工裝夾具設(shè)計的基本要求

由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的技術(shù)條件、施焊工藝以及工廠具體情況等的不同，對所選用及設(shè)計的夾具均有不同的要求，目前，就焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中所使用的多數(shù)夾具而言，其共性的要求有以下幾方面：

1、工裝夾具應(yīng)具備足夠的強度和剛度，夾具在投入使用時要承受多種力的作用，例如焊件的自重、夾緊反力、焊接變形引起的作用力、翻轉(zhuǎn)時可能出現(xiàn)的偏心力等，所以夾具必須有一定的強度和剛度。

2、夾緊的可靠性，夾緊時不能破壞工件的定位位置，并要保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求，既不能允許工件松動滑移，又不使工件的拘束過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力，因此，手動夾具操作時的作用力不可過大，機動壓緊裝置作用應(yīng)采用集中控制的方法。

3、焊接操作的靈活性，生產(chǎn)中使用夾具時應(yīng)保證足夠的裝配焊接空間，使操作人員有良好的視野和操作環(huán)境，使焊接生產(chǎn)全過程處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

4、便于焊件的裝卸，操作時應(yīng)考慮構(gòu)件在裝配定位焊或焊接后能順利的從夾具中取出，還要注意構(gòu)件在翻轉(zhuǎn)或吊運時不受損壞。

5、良好的工藝性，所設(shè)計的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作、便于檢驗、維修和更換易損件，設(shè)計時，還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊力源、吊裝能力以及安裝場地等因素，降低夾具制造成本。

工裝夾具設(shè)計的基本方法：

為保證用設(shè)計出的夾具能生產(chǎn)出符合要求的工件，就要了解工件在生產(chǎn)中及本身構(gòu)造上的特點及要求，這是設(shè)計夾具的依據(jù)，是設(shè)計人員應(yīng)細(xì)致研究并掌握的原始資料。

夾具設(shè)計的原始資料包括以下內(nèi)容：

任務(wù)中說明工件圖號、夾具的功能、生產(chǎn)批量、對該夾具的要求以及夾具在工件制造中所占地位和作用，任務(wù)書是夾具設(shè)計者接受任務(wù)的依據(jù)。

研究圖樣是為了掌握工件尺寸鏈的結(jié)構(gòu)、尺寸公差及制造精度等級，此外，還需了解與本工件有配合關(guān)系的零件，它們在制造上有何聯(lián)系，研究技術(shù)條件是為了明確在圖樣未完全表達(dá)的問題和要求，對工件生產(chǎn)技術(shù)要求獲得一個完整的概念。

工裝夾具設(shè)計的技術(shù)條件：

這是裝配焊接工藝人員根據(jù)工件圖樣和工藝規(guī)程對夾具提出的具體要求，一般應(yīng)包括如下內(nèi)容。

1、夾具的用途：使用該夾具的工序與前后工序的聯(lián)系。

2、所裝配工件在夾具中的位置、工件定位基準(zhǔn)、定位尺寸、說明工件接頭尺寸屬于中間尺寸（注明加工余量）或最后尺寸。

3、制造和安裝夾具時，應(yīng)考慮工件在夾具中的裝卸方向，并考慮水、氣管道等輔助設(shè)備的位置。

4、對夾具的構(gòu)造形式，是否翻轉(zhuǎn)和移動以及夾具所用定位及夾緊件的機械化程序等提出原則性意見。

5、規(guī)定工件焊接收縮量大小，以確定定位件和夾緊件的位置。

6、焊接裝配夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化資料，包括國家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格化夾具結(jié)構(gòu)圖冊等。

需要指出的是，裝配焊接生產(chǎn)中所使用的大型機械裝備，如變位機械、操作機械等大多由專門的生產(chǎn)廠家提供、此節(jié)中主要針對一般較為常用的裝配焊接夾具的設(shè)計加以介紹。

工裝夾具設(shè)計的步驟：

首先要確定夾具結(jié)構(gòu)的方案、然后繪制草圖、繪制草圖階段的主要工裝內(nèi)容如下。

選擇工裝夾具的設(shè)計基準(zhǔn)：

夾具設(shè)計基準(zhǔn)應(yīng)被裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)一致，有裝配關(guān)系的相鄰結(jié)構(gòu)的裝焊夾具盡可能選擇同一設(shè)計基準(zhǔn)，如選用基準(zhǔn)水平線和垂直對稱軸線作為同一設(shè)計基準(zhǔn)。

繪制工件圖：

設(shè)計基準(zhǔn)確定后，在圖紙上按設(shè)計基準(zhǔn)用雙點劃線繪制出被裝配工件圖，包括工件輪廓及工件要求的交點接頭位置（注意包括收縮余量）。

定位件和夾緊件的設(shè)計：

確定零件的定位方法及定位點、零件的夾緊力和對夾緊力的要求，并根據(jù)定位基準(zhǔn)選擇定位件和夾緊件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸及其布置。

工裝夾具體（骨架）設(shè)計：

夾具體是夾具的基礎(chǔ)件在它上面安裝組成該夾具所需的各種元件、機構(gòu)和裝置等，起著支承、連接作用，其形狀和尺寸取決于工件的外廓尺寸、各類元器件與裝置的布置情況以及加工的性質(zhì)，因此，設(shè)計時需要滿足焊工藝對夾具的剛度的要求，并根據(jù)夾具元件的刨面形狀和尺寸大小來確定夾具具體的結(jié)構(gòu)方案和傳動方案，如確定夾具結(jié)構(gòu)的組成部分有哪些，夾具體的制造方法以及采用幾級傳動形式等。

工裝夾具體設(shè)計的基本要求主要包括6點：

1、具有足夠的強度和剛度，保證夾具體在裝配或焊接過程中正常工作，在夾緊力、焊接變形拘束力、重力和慣性力等作用下不致產(chǎn)生不允許的變形和振動。

2、結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強度和剛度的前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小，質(zhì)量輕便和便于工件裝卸，在不影響強度和剛度的部位可開窗口、凹槽等，以減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，特別是手動式或移動式夾具，其質(zhì)量一般不超過10kg。

3、安裝穩(wěn)定牢靠，夾具體可安放在車間的地基上或安裝在變位機械的工作臺（架）上，為了穩(wěn)固，其重心盡可能低，若重心高，則支承面積相應(yīng)加大，在底面中部一般挖空，讓周邊凸出。

4、結(jié)構(gòu)的工藝性好，應(yīng)便于制造、裝配和檢驗，夾具體上各定位基面和安裝各種元件的基面均應(yīng)加工，若是鑄件應(yīng)鑄出3mm-5mm的凸臺，以減少加工面積，不加工的毛面與工件表面之間應(yīng)保證一定空隙，常取8mm-15mm，以免與工件發(fā)生干涉，若是光面，則取4mm-10mm。

5、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度，對于鑄造的夾具要進(jìn)行時效處理，對焊接的夾具體要進(jìn)行退火處理，各定位面、安裝面要有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹取?/span>

6、清理方便，在裝配和焊接過程不可避免有飛濺、煙塵、渣殼、焊條頭、焊劑等雜物掉進(jìn)夾具內(nèi)，應(yīng)便于清掃。

工件夾具制造的精度要求：

焊接結(jié)構(gòu)的精度除與各零件備料的精度和加工工序中間的尺寸精度有關(guān)外，在很大程度上也取決于裝配-焊接夾具本身的精度，而夾具的精度主要是指夾具定位件的定位尺寸及位置尺寸的公差大小而言，這要根據(jù)被裝焊工件的精度決定，因此，可以看出焊接結(jié)構(gòu)的精度與工裝夾具的精度有著密切的聯(lián)系。