工装夹具设计
工装夹具设计教程文件
2.从使用机床的类型来分 可分为车床夹具、磨床夹具、钻床夹具(包括钻模)、镗
床夹具(包括镗模)、铣床夹具等。 3.从用途来分 可分为机床夹具、装配夹具和检验夹具等。 4.从动力来源分 可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电
动夹具、电磁夹具、真空(zhēnkōng)夹具、自紧夹具(靠切 削力本身夹紧)等。
3.完全(wánquán)定位和不完全(wánquán)定位
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3.完全(wánquán)定位和不完全(wánquán)定位
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3.完全(wánquán)定位和不完全(wánquán)定位
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4.欠定位和过定位 (1)欠定位 根据工件加工面位置尺寸要求必须
4.1 夹具的基本概念
4.1.1机床夹具的定义及组成 1.机床夹具的定义：
广义上，为使工艺(gōngyì)过程的任何 工序保证质量、提高生产率、减轻工人劳动 强度及工作安全等的一切附加装置都称为夹 具。
机床夹具：是将工件进行定位、夹紧， 将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具 间的相对位置关系的附加装置，简称夹具。
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2.工件以圆柱孔定位 工件以圆柱孔定位大都属于(shǔyú)定心定位(定位基
准为孔的轴线)，夹具上相应的定位元件是心轴和定位销。 (1)心轴
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(2)定位销 圆柱定位销通常限制工件(gōngjiàn)的2个移动自由 度。
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当要求孔销配合只在一个方向上限制(xiànzhì)工件自 由度时，可用菱形销，如图4-21(a)所示。
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2024年度-工装夹具(治具)设计培训课程
生产线布局与治具设计 根据生产线的布局和加工要求，设计合理的治具 结构和尺寸，确保治具与生产线的顺畅配合和高 效运作。
治具快速更换与调整 介绍治具快速更换和调整的方法和技巧，如采用 快换接头、标准化设计等，提高生产线的灵活性 和生产效率。
治具维护与保养
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分析治具在使用过程中可能出现的故障和损坏原 因，提出相应的维护和保养措施，延长治具的使 用寿命和降低维修成本。
个性化定制 随着消费者需求的多样化，未来工装夹具设计将更加注重 个性化定制，满足不同客户的特殊需求。
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对学员的期望与建议
持续学习
鼓励学员们保持持续学习的态度，关注行业动态和技术发展，不 断提升自己的专业素养。
实践锻炼
建议学员们多参与实际项目的设计和开发，通过实践锻炼提高自己 的设计能力和解决问题的能力。
工装夹具(治具)设计培训课 程
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CATALOGUE
目录
• 课程介绍与目标 • 工装夹具(治具)设计基础 • 典型工装夹具(治具)设计案例 • 工装夹具(治具)结构优化与改进 • 工装夹具(治具)性能测试与评估 • 现代技术在工装夹具(治具)设计中的应用 • 课程总结与展望
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01
课程介绍与目标
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工装夹具(治具)概述
现代技术在工装夹具(治具) 设计中的应用
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CAD/CAE技术在设计中的应用
CAD技术
利用CAD软件进行工装夹具的三维建模，可以快速、准确地完成设 计方案，提高设计效率。
CAE技术
通过CAE分析，可以对工装夹具的结构强度、刚度、稳定性等进行 仿真分析，优化设计方案，减少试验成本。
参数化设计
基于CAD/CAE技术，可以实现工装夹具的参数化设计，方便后续修 改和优化。
工装夹具设计的方法
工装夹具设计的方法1、夹具设计的基本要求由于产品结构的技术条件、施焊工艺以及工厂具体情况等的不同，对所选用及设计的夹具均有不同的特点及要求。
目前，就装配焊接结构生产中所使用的多数夹具而言，其共性的要求有以下几方面：（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度夹具在生产中投入使用时要承受着多种力的作用，如焊件的自重、夹紧反力、焊接变形引起的作用力、翻转时可能出现的偏心力等，所以夹具必须有一定的强度与刚度。
（2）夹紧的可靠性夹紧时不能破坏工件的定位位置，必须保证产品形状、尺寸符合图样要求。
既不能允许工件松动滑移，又不能使焊件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
因此，手动夹具操作时的作用力不可过大，机动压紧装置作用力应采用集中控制的方法。
（3）焊接操作的灵活性使用夹具生产应保证足够的装配焊接空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。
（4）便于焊件的装卸操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利地从夹具中取出，还要注意制品在翻转或吊运时不受损坏。
（5）良好的工艺性所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。
设计时，还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力以及安装场地等因素，降低夹具制作成本。
2、工装夹具设计基本方法为保证用设计出的夹具生产出符合设计要求的工件，就要了解工件在生产中及本身构造上的特点及要求，这是设计夹具的依据，是设计人员应细致研究并掌握的原始资料。
夹具设计的原始资料包括以下内容：（1）夹具设计任务单任务单中说明工件图号、夹具的功用、生产批量、对该夹具的要求以及夹具在工件制造中所占地位和作用。
任务单是夹具设计者接受任务的依据。
（2）工件图样及技术条件研究图样是为了掌握工件尺寸链的结构、尺寸公差及制造精度等级。
此外，还需了解与本工件有配合关系的零件在构造上它们之间的联系。
研究技术条件是为了明确在图样上未完全表达的问题和要求，对工件生产技术要求获得一个完整的概念。
工装夹具设计的基本方法
2、工装夹具设计的基本方法和步骤
2-2-3 定位基准选择后应选择合适的定位元件 零件的六点定位方法 零件的定位基准和工装的定位元件接触形成定位面，以实现零件的六点定位（自由刚体的六个运动自由度）。当然在大多数工装设计时，我们都不会采纳六点定位（三个沿坐标轴移动，三个挠坐标轴转动），往往采取六点以下大于二点以上的定位设计，这种定位设计不仅允许，而且还常常被采用。另外在定位设计时，要注意不要因定位点太多（超过六点）而造成过定位（重复定位），过定位会出现定位不稳定的现象，将起反作用。根据经验，有两个以上的定位就可以起到定位作用了。
编号/Number：
工装夹具设计的基本方法和步骤一
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序言
工装是工艺装备的简称，工艺装备就是将零件加工至设计图样要求，所必须具备的基本加工条件和手段。工艺装备包含加工设备(标准、专用和非标准设备)、夹具、模具、量具、刀具和工具等。
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对本单位的工艺技术人员来讲，除了要消化设计图样和技术要求后，进行产品零件加工的工艺文件编制及现场生产服务外，还有一个重要的任务，就是要根据工艺规程的要求，进行产品零件的装配焊接夹具和检测夹具等工装的设计工作。
0 3
、工装夹具设计的规范化程序
单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。
1、工装夹具的设计和使用目的
进行工装夹具的设计和使用，是能够使得零件迅速而准确地安装于夹具中的确定位置，夹具定位
安装于加工设备的确定位置。因此，使用夹具加工零件时，能使零件迅速而准确地处于加工位置，从而保证零件的加工质量满足要求，这就是夹具在生产中得到广泛运用的主要原因。
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2、工装夹具设计的基本方法和步骤
2-3-2 夹紧点的选择 夹紧点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素，正确选择夹紧点后，才能估算出所需要的夹紧力，选的不当不仅增大夹具变形，甚至不能夹紧零件。
工装夹具设计的基本原则
一、工装夹具设计的基本原则1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程；3.满足装夹过程中的简单与快速操作；4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件；8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规；9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则；10.形成公司内部产品的系列化和标准化。
二、工装夹具设计基本知识1、夹具设计的基本要求（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度（2）夹紧的可靠性（3）焊接操作的灵活性（4）便于焊件的装卸（5）良好的工艺性2．工装夹具设计的基本方法与步骤（1）设计前的准备夹具设计的原始资料包括以下内容：1）夹具设计任务单；2）工件图样及技术条件；3）工件的装配工艺规程；4）夹具设计的技术条件；5）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。
（2）设计的步骤1）确定夹具结构方案2）绘制夹具工作总图阶段3）绘制装配焊接夹具零件图阶段4）编写装配焊接夹具设计说明书5）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。
3．工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类：1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V 形块、定位销等定位元件。
2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。
3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。
4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。
4．夹具结构工艺性（1）对夹具良好工艺性的基本要求1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。
工装夹具设计的基本原则
好人00共享一、工装夹具设计的基本原则好人00共享1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程；3.满足装夹过程中的简单与快速操作；4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件；8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规；9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则；10.形成公司内部产品的系列化和标准化。
二、工装夹具设计基本知识1、夹具设计的基本要求（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度（2）夹紧的可靠性（3）焊接操作的灵活性（4）便于焊件的装卸（5）良好的工艺性2．工装夹具设计的基本方法与步骤（1）设计前的准备夹具设计的原始资料包括以下内容：1）夹具设计任务单；2）工件图样及技术条件；3）工件的装配工艺规程；4）夹具设计的技术条件；5）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。
（2）设计的步骤1）确定夹具结构方案2）绘制夹具工作总图阶段3）绘制装配焊接夹具零件图阶段4）编写装配焊接夹具设计说明书5）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。
3．工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类：1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V 形块、定位销等定位元件。
2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。
3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。
4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。
4．夹具结构工艺性（1）对夹具良好工艺性的基本要求1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。
工装夹具设计图解及实例
小批量的生产中。
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2）专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计 的夹具。
其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以 保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期 较长、制造费用也较高。
当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。
只适用于产品固定且批量较大的生产中。
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3）通用可调夹具和成组夹具
其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可 以调整，以适应不同零件的加工。
用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组 夹具。
通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明 确，适用范围更广一些。
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工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制 工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定 位的方法。
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图 工件在空间的自由度与工件六点定位
几个需特别注意的问题
1）定位与夹紧的区别 机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度
的概念不完全相同。 机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位
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(6) 其它元件及装置
有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣 床夹具还要有定位键等。
以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺 一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧 装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使 工件定准、夹牢。
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若将图2-34的f与e对照：均是在圆柱体工件 上铣通槽，但图f的加工要求增加了一条，被 铣通槽与下端槽需对中。虽然，它们的定位 基面仍是外圆面，但图f需增加对 自由度的限 制，共需限制5个自由度才正确。
专用工装夹具设计
c) 快换钻套
配合同上b)图， 使用过程中可快 换。主要用于同 一孔需多工步加 工。注意从钻头 尾端向尖端看， 以钻头旋转方向 为参照方向，钻 套台阶位置始终 在削边位置后面。
d) 特殊钻套
特殊钻套
②钻套导孔尺寸和公差带的选择
a) 钻套导引刀具非刃部时：见图所示，取 H7/g6、 H6/g5、H7/f7
夹紧装置、钻模板、钻套、夹具体组成。
1、钻模的结构形式及应用
⑴固定式钻模
（2）翻转式钻模
(3) 回转式钻模
（4）盖板式钻模
(5) 滑柱式钻模
钻孔铰孔夹具
2、钻模结构的设计要点
⑴ 钻套 ① 作用 a) 确定定尺寸刀具的轴线位置， 并导引
刀具； b) 保证孔系中各孔之间的位置精度。
钻套
② 结构形式
a) 固定钻套
见图是以配合 H7/n6固定在钻模 板上，使用过程中 磨损后不易拆卸， 主要用在小批生产 的单纯钻孔中。B 型用在钻模板较簿 或铸铁钻模板。钻 套下端应超出钻模 板或齐码平齐，否 则易堵塞。
b) 可换钻套
衬套与钻模板的 配合H7/n6，钻 套与衬套的配合 F7/m6 、F7/k6， 使用过程中磨损 后可换。主要用 于批量较大的单 纯钻孔中。
钻头直径
上偏差
下偏差
＞3～6
－0.018
＞6～10
－0.022
＞10～18
－0.027
＞18～30
0
－0.033
＞30～50
－0.039
＞50～80
－0.046
＞80～100
－0.054
附表4 高速钢机用铰刀的直径公差（GB1133－84） (mm)
铰刀直径
＞5.3～6 ＞6～10 ＞10～18 ＞18～30 ＞30～50 ＞50～80 ＞80～100
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工装夹具设计手册
工装夹具设计的基本知识
1. 夹具设计的基本要求
（1）.工装夹具应具备足够的强度和刚度
(2).夹紧的可靠性
3焊接操作的灵活性
4便于焊件的装卸
（5）良好的工艺性
2工装夹具设计的基本方法与步骤
（1）设计前的准备
夹具设计的原始资料包括以下内容：
1夹具设计任务单
2工件图样几技术条件
3工件的装配工艺规程
4夹具设计的技术条件
5夹具的标准化和规格的标准化资料，包括国家标准，工厂标准和规格化结构图册等。
（2）设计的步骤
1.确定夹具结构方案
2.绘制夹具工作总图阶段
3.绘制装配焊接夹具零件图阶段
4.编写装配焊接夹具设计说明书
5.必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能，使用注意事项等内容。
（3）工装夹具制造的精度要求
1.第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头的定位件，V形块，定位销等定位元件。
2.第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。
3.第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。
4.第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。
（4）夹具结构工艺性
1）对夹具良好工艺性的基本要求
1.整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。
2.各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。
3.便于夹具的维护和修理。
2）合理选择装配基准
1.装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修理。
2.装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。
因此那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。
3.结构的可调性
经常采用的是依靠螺栓紧固，销钉位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便的修磨。
还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈，调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。
4.维修工艺性
进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。