夹具设计流程
夹具设计步骤
一、机床夹具设计要求1．保证工件加工的各项技术要求要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算。
2．具有较高的生产效率和较低的制造成本为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。
3．尽量选用标准化零部件尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。
4．夹具操作方便安全、省力为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。
5．夹具应具有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。
二、机床夹具设计的内容及步骤1．明确设计要求，收集和研究有关资料在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。
2．确定夹具的结构方案1）确定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。
2）确定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。
3）确定夹紧方案，选择夹紧机构。
4）确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。
5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构。
在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。
3．绘制夹具的装配草图和装配图夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。
总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。
绘制夹具装配图可按如下顺序进行：用双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具。
夹具设计指导书1
夹具设计指导书（附：设计进度计划表）毛国平一、夹具设计方法与步骤1、收集和研究原始资料根据工艺规程设计所提出的夹具设计任务要求，认真收集与研究下列原始资料：1)收集与研究零件工作图、毛坯图和工艺规程等技术文件。
了解本工序的加工技术要求及其定位基准与夹紧方法。
2)研究生产规模及对夹具需用情况，以确定所采用夹具的结构合理性与经济性。
3)收集有关机床方面的资料，了解机床主要技术参数、规格、安装夹具的有关连接部分的尺寸。
4)收集有关刀具和辅助工具方面的资料。
了解其主要结构尺寸、制造精度及主要技术要求等。
5)收集有关夹具零部件标准(国标、部标、厂标)，典型夹具结构图册，设计指导资料等。
6)了解本厂制造、使用夹具情况。
如工厂有无压缩空气站及气压多大，制造夹具的能力与经验等。
7)收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料，吸取其中先进而又结合本厂实际情况的合理部分。
2、确定夹具设计方案夹具设计方案的主要内容包括：1)工件的定位方案；2)刀具的对刀或导引方式；3)工件的夹紧方案；4)夹具其它组成部分(如分度装臵等)的结构型式；5)夹具体的结构型式。
对夹具设计方案，最好同时考虑几个方案，并画出草图，方案。
衡量夹具设计方案是否合理，应遵循下列原则：1)确保加工质量。
其关键在于定位基准、定位方法和定位元件的选择。
2)高效低成本。
根据生产规模的要求，尽量采用各种快速高效结构及标准元件，力求结构简单，制造容易。
3)操作方便、省力和安全。
4)便于排屑。
5)有良好的工艺性。
3、绘制夹具装配体结构图设计方案经讨论审定后，便可正式绘制夹具装配配体结构图。
绘制的顺序是：采用自顶向下的设计方法,先用构造线框或透明体形式画出工件的外形轮廓和主要表面(即定位基面、夹紧表面和被加工表面)。
被加工表面上的加工余量，可用颜色线或粗线表示。
夹具装配图上的工件是一个假想透明体，因此它不影响夹具元件的绘制。
然后按定位元件、对刀——导引元件、夹紧机构、力源装臵等顺序，依次画出各自的具体结构。
专用夹具设计方法【步骤】
以下为专用夹具的设计方法，一起了解一下吧。
一、专用夹具的设计步骤（一）.研究原始资料明确任务书中的设计要求，收集下列资料：1) 工件图、毛坯图和工艺规程等技术文件。
了解该工序的加工技术要求，定位和夹紧方案，毛坯情况，加工时使用的机床、刀具、加工和切削用量等2) 了解生产批量和对夹具的需用情况，以确定所采用夹具结构的合理性和经济性。
3) 了解机床的主要技术参数、规格、安装夹具的有关连接部分的尺寸等。
4) 了解刀具的主要结构尺寸、制造精度、主要技术条件等。
5) 收集有关夹具零部件标准（国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构、夹具设计资料等。
6) 了解本公司制造夹具能力和经验，了解用户有无压缩空气站等。
7) 3D图形的转换。
（二）确定夹具的结构1 定位要则1) 选择合理的定位基准——定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。
当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。
——应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。
——在选择定位元件时，要防止出现过定位现象。
——在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以必免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。
——当铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选用比较光整表面作基准面，避开浇冒口或分型面等凸起不平整的部位。
2) 限制工件的自由度——工件在夹具上进行定位时，为保证加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夹紧力等的需要，必须限制住工件的六个自由度。
——如果工件以已加工过的光滑平面定位，必要时可以用六个以上的点定位，但各定位面上支承点的表面必须在同一平面上，或其中的几个支承点采用辅助支承。
3) 对定位元件的要求——工件定位基准与定位元件接触或配合后，能限制住必须由其限制的工件的自由。
——由其产生的定位误差最小。
——定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度。
专用夹具的设计步骤
专用夹具的设计步骤1）明确设计任务与收集设计资料（1）分析产品零件及装配图，分析零件的作用、形状、结构特点、材料、和技术要求。
（2）分析零件的加工工艺规程（3）分析工艺装备的设计任务书（4）了解所使用机床的规格、性能、精度、以及与夹具连接部分结构的联系尺寸（5）了解所使用的刀具、规格（6）了解零件的生产纲领以及生产组织有关问题（7）搜集有关设计资料（8）熟悉本厂工具车间的制造工艺2）方案设计（1）工件的定位方案设计（2）确定工件的夹紧方案（3）确定对刀或导向方案、设计对刀或导向装置（4）确定夹具与机床的的连接方式，设计连接元件及安装基面（5）确定和设计其他装置及元件的结构型试（6）确定夹具总体布局和夹具体得结构型式，并处理好定位元件在夹具体上的位置（7）绘制夹具方案设计图，并标注尺寸、公差及技术要求（8）进行必要的分析计算3）审查方案与改进设计（1）夹具的标志是否完整（2）夹具的搬运是否方便（3）夹具与机床的连接是否牢固可靠（4）定位元件是否可靠、精确（5）夹紧装置是否安全、可靠（6）工件的装卸是否方便（7）夹具与有关刀具、辅具、量具、之间的协调关系是否良好（8）加工过程中切屑的排除是否良好（9）操作的安全性是否可靠（10）加工精度能否符合工件图样所规定的要求（11）生产率能否达到工艺要求（12）夹具是否有良好的结构工艺性和经济性（13）夹具的标准化审核4）夹具总装配图设计（1）尽量用1：1的比例，以使所绘制的夹具具有良好的额直观性（2）尽可能选择面对操作者得方向作为主视图，同样应符合视图最少原则（3）总图应把夹具的工作原理、结构、和各种元件间的装配关系表达清楚（4）用双点画线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面（5）合理标注尺寸、公差、和技术要求（6）合理选择材料绘图的步骤如下（1）用双点画线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上，在总图中，工件可看做透明体，不遮挡后面的夹具上的线条（2）绘制定位元件的详细结构；（3）绘制对刀导向元件；（4）绘制夹紧装置；（5）绘制其他元件或装置；（6）绘制夹具体；（7）标注视图符号、尺寸和技术要求。
夹具设计流程
夹具设计案例2(Fixture case 2)： NMC project Rear door GEO fixture. 1 manual X gun and 1 manual C gun weld 44 welding points. 19 Units. 1 operator.
焊装夹具常用典型部件（Fixture Unit sample)：
七、定位销 优先考虑使用固定销，其次是活动销。
八、 销子:
1、销与车身孔之间的间隙0.1mm公差 0 -0.05 2、对于薄的大的车身件，考虑取件方便用伸缩销 3、定位同一车身零件上的两个销孔：一个用圆销，另一个用菱形销 . 4、菱形销的定位方向应该在两孔中心连线垂直方向. 5、对于小的地方无法使用夹紧器可以用吸铁石或者吸盘进行夹紧. 6、限位块定位支点的距离不小于机构支点到夹紧点的1/3距离. 7、限位块的作用：防止工件压坏；夹臂左右转动，要保证重复精度. 8、设计定位销翻转机构时旋转点必须在销子中心线垂直的延长线上.
定位销 : a) 固定销： 确保零件在装配夹具中定位准确。 b) 活动定位销： 确保零件在装配夹具中定位准确。 可以装上和取下零件。
支座 : 连接底板与压头之间的机械分总成部件。
五、汽车坐标系 通过3个虚拟正交面建立坐标系以确定汽车上每一个零件的位置。
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X O Z : Y平面，竖向，纵向平分车身 Y O Z : X平面，竖向，横向，垂直于XOZ面且通过前轮的轴线 X O Y : X O Z et Y O Z Z平面, 水平，垂直于 X O Z 和 Y O Z面 备注 : 这种坐标系标记的方式可以任意选择，它的使用不是固定不变的，但大多数情况下采用这种方 式。在一些情况下，可根据需要对汽车的某一部分创建新的坐标系。
机床夹具的设计步骤
机床夹具的设计步骤一、夹具的设计步骤1．设计准备工作——研究原始资料，明确设计要求和生产条件（1）生产纲领（生产类型）——了解生产批量和对夹具的需用情况；（2）零件图及工序图——了解工件情况、工序要求和加工状态；（3）零件的工艺规程——了解所用机床、刀具等的情况；（4）夹具制造能力——了解夹具制造车间的生产条件和技术现状（5）典型夹具结构及标准——同类型产品的夹具结构、有关夹具标准。
2．确定夹具的结构方案（总体方案）主要包括：（1）确定工件的定位方案，设计定位装置。
根据六点定位原理，确定工件的定位方式，选择和设计定位元件，计算定位误差。
（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
确定夹紧力、夹紧机构及动力装置。
（3）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
对刀块或钻套、镗套等的设计。
（4）确定其它元件或装置的结构形式。
定位键、分度装置、连接元件等。
（5）协调各装置、元件的布局，确定夹具在机床上的安装方式以及夹具体的结构型式。
3．绘制夹具装配图按照国家制图标准绘制，应清楚表达出夹具的结构及各装置、元件之间的位置关系。
主视图应取操作者实际工作时的位置。
具体方法和步骤如下：（1）在装配图上，工件看作透明体，用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。
（2）依次绘出定位元件或装置、夹紧元件或装置、对刀或导向元件、其它元件、夹具体及连接元件。
（3）标注必要的尺寸、公差和技术要求。
（4）编制夹具明细表及标题栏。
图5-69 实例4．绘制夹具零件图。
画出夹具中非标零件图，并按夹具装配图的要求确定零件的尺寸、公差及技术要求。
——尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等标注要完整、正确。
二、夹具精度校核使用专用夹具加工工件时，影响加工精度的误差因素主要有三个方面：①工件在夹具中的安装误差，包括定位误差、夹紧误差（工件及夹具的夹紧变形）、夹具制造误差、导向误差等；②对定误差，即夹具在机床上的安装误差；③加工过程误差，与切削过程有关的误差。
机床夹具设计步骤和实例[2]
![机床夹具设计步骤和实例[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/852c558bcc22bcd126ff0ccf.png)
第2章机床夹具设计步骤和实例2．1机床夹具设计的基本要求和一般设计步骤一、机床夹具设计的基本要求1．保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2．提高生产效率专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。
应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。
3．工艺性好专用夹具的结构应简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。
专用夹具的生产属于单件生产。
当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如适当的调整间隙、可修磨的垫片等。
4．使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。
5经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
二、机床夹具设计的一般步骤1．研究原始资料在明确设计任务(通常在生产厂根据夹具设计任务书)后，应对以下几方面的原始资料进行研究。
(1)研究加工工件图样。
了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其他技术要求。
(2)熟悉工艺文件，明确以下内容。
①毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。
②工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。
③本工序所使用的机床、刀具及其他辅具的规格。
④本工序所采用的切削用量。
2．拟定夹具的结构方案拟定夹具的结构方案包括以下几个内容。
(1)确定夹具的类型。
各类机床夹具均有多种不同的类型，如车床夹具可有角铁式、圆盘式等，钻床夹其有固定式、翻转式、盖板式等，应根据工件的形状.尺寸、加工要求及重量确定合适的夹具类型。
(2)确定工件的定位方案，设计定位装置。
根据六点定位原则，分析工序图上所规定的定位方案是否可取，否则应提出修改意见或提出新的方案，与有关工艺人员协商后确定。
专用机床夹具设计的全过程
2.3.3
夹具的其它要求：
• 如夹具的平衡与密封，装配性能要求，有 关机构的调整参数、主要零件的磨损范围 和极限以及使用中的注意事项。 • 这些应在夹具设计总图上标注清楚。
夹具体的设计
1、夹具体的作用及基本要求：
夹具体是夹具的基本元件。夹具的基面与机床连接，其它工 作表面则装配各种元件和装置，以组成夹具的总体。 基本要求： 1）夹具体的结构形式一般由机床的有关参数和加工方式而定。 2）有一定的精度和良好的结构工艺性。 夹具体有三个重要表面：夹具体在机床上的安装面、装配 定位元件表面和装配对刀或导向元件的表面。一般应以夹 具体的基面为主要设计基准及工艺基准。这样有利于制造、 装配、使用和维修。 3）要有足够的强度和刚度。 对于铸件夹具体其壁厚一般取15—30mm。焊接夹具体的壁 厚取8—15 mm。若需用加强肋的则厚度取为壁厚的0.7— 0.9倍。 4）在机床工作台上安装的夹具，应使其重心尽量低，夹具体 的高度尺寸要小。
• 定位装置的方案设计：
应限制几个自由度，定位方案的布置、有多个 方案时还应注意方案的比较、筛选，定位元件的 确定。
夹紧方案的设计：
• 夹紧装置、机构的考虑，要能满足生产率 要求。 • ①、夹紧过程中，不改变工件定位后所占 据的正确位置。 • ②、夹紧力的大小要可靠适当，即要稳固， 又要不产生过大的夹紧变形。 • ③、在保证生产率的前提下，其结构力求 简单，便于加工、维修。 • ④、夹紧装置应操作方便、安全、省力。
夹具的设计步骤：
• 工件的定位方案设计，要注意满足： • 定位设计应遵循的3项基本原则： • 1）依循基准重合原则。使定位基准与工 序基准重合。 • 2）合理选择主要定位基准。 • 3）便于工件的装夹和加工，并使夹具的 结构简单。
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特殊情况 :
如果某个压头或某个支撑块有感应电流现象： 选用非磁材料 1Cr18Ni9Ti 将支座从感应区中移出。 做成偏离支座。 与铝制零件接触的压头和支撑块： 表面抛光：Ra 0,2 mm 周边圆角：r 5 mm 厚度仅为37 mm。
钢板 : 焊接装配的钢板零件。
支撑断面 : 它用于定位和支撑钢板零件。
基准面 : 与钢板零件接触的断面或定位销的区域。
定位销 : a) 固定销： 确保零件在装配夹具中定位准确。 b) 活动定位销： 确保零件在装配夹具中定位准确。 可以装上和取下零件。
支座 : 连接底板与压头之间的机械分总成部件。
2、气缸有没有到位自锁功能，夹紧力有多大？ 3、气缸有没有3D？样本全吗？ 4、气缸型号怎么写？
十、夹具单元设计流程： 夹具单元设计流程：先放车身件（固定车身件）---画出车身焊点---放焊枪---画夹紧机构
车身件：收到车零件数模首先确认是否左右对称
焊点要求：依客户提供
十一、夹具设计的注意事项
1、设计时夹具部分先画托块考虑支架位置，再画压块考虑气缸； 2、在夹具里，托块的要求比压块的要求高，在检测夹具时测量托快，不测量压块 3、气缸夹臂旋转点的位置定在RPS定位面的±15°以内（以车身件表面为参考）; 4、假如工件与汽缸是倾斜的角度不能超过15°，否则气缸要倾斜． 5、气缸尽可能靠近工件，夹臂长度尽可能在150mm以内. 6、气缸和焊枪有冲突时尽可能考虑气缸垂直放置. 7、设计尺寸尽可能整5整10包括坐标. 8、焊枪：选择焊枪尽可能小、轻，便于操作；焊枪与车身件成90° 十二、验收的数值
五、汽车坐标系 通过3个虚拟正交面建立坐标系以确定汽车上每一个零件的位置。
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X O Z : Y平面，竖向，纵向平分车身 Y O Z : X平面，竖向，横向，垂直于XOZ面且通过前轮的轴线 X O Y : X O Z et Y O Z Z平面, 水平，垂直于 X O Z 和 Y O Z面 备注 : 这种坐标系标记的方式可以任意选择，它的使用不是固定不变的，但大多数情况下采用这种方式。在一 些情况下，可根据需要对汽车的某一部分创建新的坐标系。
白 车 身 骨 架 总 成
地板总成underbody :前地板front floor、后地板rear floor 、前纵梁front long member 、 前轮罩front wheel house 、后轮罩rear wheel house 、 水箱front end （地板总成线）
地 板 总 成
左 右 侧 围 总 成
发 动 机 舱 总 成
前 地 板 总 成
后 地 板 总 成
门盖类总成:内板总成、外板（专机压合或者机器人滚边） 四门两盖在调整线上安装
前盖 hood
后盖deck lid
开
启
件
（
四
门
后门rear door
两
前门Front door
盖
）
二、夹具的目的：用来夹紧汽车零件使焊枪进行焊接的一种设备 每个工位根据要求不同可以使用涂胶设备，MIG/MAG焊设备，
六、压块支撑块和定位销的加工 压头和支撑块 厚度20mm 对于与外观零件（门外板，顶盖，等…）接触的支撑块和夹紧器压头最小厚度为37 mm。支撑块和压头的
厚度相同，材料选用非金属的尼龙 压块和托快的材料
45#钢调质处理
定位销材料 42 CrMo4 ( 2 mm) 55 HRC. 42 CrMo4 热处理方式：工作表面采用火焰淬火（淬火深度：≈2mm) 和低温 回火 (150 ～200°C)， 以获得HRC 55的表面硬度。 压头、支撑块和定位销的标记 在压头、支撑块和定位销的可见面上作标记。 字符高度 为8 mm (+/- 1)。 特殊情况：对于台阶定位销，字符高度为6 mm
平面转台等
三、夹具分类：上件工位 补焊工位
上件工位指的是：具有几何尺寸要求的，两个以上的工件焊在 一起，精度要求高。
补焊工位：已经在上件工位完成了定位焊接，需要增加焊点来 增加车身强度，没有很高的精度要求。
四、 定义
•带有几何尺寸要求的装配设备 :
•开启件的装配样架或不可拆卸部件
•手动焊接工位
•机器人焊接工位
一
、
汽 车
白车身组成部分：白车身骨架、开启件（四门两盖）
制
造 的
白车身骨架：白车身焊接件
流
程
开启件：前后门和前后盖
白车身骨架组成部分Main body：由地板总成underbody 、侧围body side 、车顶roof 、 顶梁bow roof 、 包裹架parcel shelf （总拼线）Framing main line
•自动焊接设备
•压力焊接设备
•包边设备
T ouche de m aintien 压 头
焊枪：
焊枪按外形分：X焊枪、C型焊枪
按工作分：自动焊枪、手动焊枪、半自动焊枪 机器人焊枪
定位的部件
P ièc e 零 件
fére n c e 定 位 面
S ection 支 撑 板
D rageoir 定 位 块 A valoir 粗 ห้องสมุดไป่ตู้ 向
压头 : 压紧钢板零件的元件. 它安装在活动部件上。
钢板零件限位板 : 一般是金属加工件, 用于在压头压紧零件前定位钢板零件(间隙：0.2 – 0.5 mm).在调试工作期间， 根据实际情况调整限位块。
钢板零件粗导向板 : 弧形金属件（外购型钢）用于预定位或钢板零件导向，间隙 > 1 mm。在任何情况下，它与零件之间 的间隙大于限位板与零件的间隙。
9、定位销及其基座三维可调、定位型面二维可调，调整垫片按通用标准。
九、设计人员对气缸的常提问题
1、气缸的重复精度是多少？ 气缸的重复精度见下：
‘a’方向公差±0.1 ‘b’方向公差±0.05 ‘c’方向公差±0.05 夹紧位置的角度公差为 ±10’ ,负载过长会导致定位块或夹紧块 超出正常调整范围之外.
七、定位销 优先考虑使用固定销，其次是活动销。
八、 销子:
1、销与车身孔之间的间隙0.1mm公差 0 -0.05 2、对于薄的大的车身件，考虑取件方便用伸缩销 3、定位同一车身零件上的两个销孔：一个用圆销，另一个用菱形销 . 4、菱形销的定位方向应该在两孔中心连线垂直方向.
5、对于小的地方无法使用夹紧器可以用吸铁石或者吸盘进行夹紧. 6、限位块定位支点的距离不小于机构支点到夹紧点的1/3距离. 7、限位块的作用：防止工件压坏；夹臂左右转动，要保证重复精度. 8、设计定位销翻转机构时旋转点必须在销子中心线垂直的延长线上.