夾治具的設計

關於夾治具的確切定義，沒有找到（也沒必要追究，知道是什麼就足夠瞭），我認為是：為解決實際問題或實現某個功能而針對性制作的輔助性裝置。特點是：結構簡單，應用廣泛，種類繁多，可以是一塊鐵片，也可以是一臺設備。比如，磨床用擋塊，可以叫它夾治具；比如，Hi-pot測試機，可以叫它治具。（註：名詞來源日本，我們叫夾具）
電子行業的夾治具，大致有壓入、折彎、切斷、鉚合、熔接、測試、固定等分類，當然，也可以分為普通和特殊兩類，看個人喜好或等專業書記去整理規定瞭。基本上，除瞭電測和熔接，一般工廠都有自己的設計部門或乾脆自己制作。可以斷言，有電子廠的地方，就會有夾治具；沒有電子廠的地方，夾治具也比比皆是。
從某種意義上講，夾治具設計更能鍛煉一個人的異常分析和問題解決的能力，而設計能力相對比較復雜設備如自動機之類而言，會比較淡薄和次要些。為什麼這麼說呢？理由有二：
1. 治具在設計上以簡單、好用和安全為原則，體現在結構上也體現在工件上。所以，知道怎麼做瞭，從畫圖到組裝到調試成功，幾乎不用費多大勁。然而，治具服務的對象，往往有些是不能實現自動化而手工作業又困難的棘手產品，這時，會經常頭痛，如果有問題不是機械本身問題，但如缺乏異常分析和甄別解決問題的能力，就會被混淆欺騙，就會被搞到寢食不安，每天頭發像刺蝟：）
　　大多數工廠生產基本工序大都仍是人在主導，治具發揮的是輔助性作用。由於結構相對簡單，有時要實現某個“復雜”功能或解決某些疑難問題，確實很傷腦筋，而主管或別部門的人才不管這些，他們通常會說，某某，產線XX產品不良多，你弄個治具或把已有治具改善一下。簡單解決，當然沒問題瞭。遇到麻煩的，可能就要考驗一下分析和解決問題的能力瞭，而一旦你找到原因和對策，設計個夾治具要不瞭兩三天，因為簡單。有時，產線會拿一大堆不良品來找你算帳，如果你不能找出“反證據”，那麼你要麼可能稀裡糊塗做瞭替罪羊，要麼可能費老大一番工夫才找到原因，然後吐血30兩。
　　2.通常設計夾治具，考慮最多的，往往不是機械本身，而是產品或制程方麵，無論怎麼做，每套治具的成本差別不大（專案費用也限死瞭），就算多花個三五萬，企業也能接受；如具備豐富的產品和制程經驗，往往能洞悉先機，在未生產時就對產品可能問題提出改進，同時擬出一套合理高效的生產方案，然後再細化到各工站夾治具制作，也就長遠性地保障成本控制和效率提升，這部分是企業最在乎的。同工站的治具，會有很多方案，有時需要綜合考慮產品特性、產能要求、成本控制等因素才能定稿，這個過程其實更多是一種機械以外的分析能力，而不單純是所謂的設計能力。換言之，優秀夾治具設計者同時應該是產品、制程和設計全通，否則水平會低一個檔次，哪怕圖畫得再漂亮，治具做得再巧妙。事實上，不懂產品不瞭解制程的設計師，我相信也搗不出象樣的治具，甚至可以說隻會制造麻煩。
　　當然啦，強調機械以外的問題分析和解決能力，並非忽視淡化機械本身的功用。相反，機械設計師必須以設計能力和水平為最基本和最重要的“拳頭”來武裝自己，而且要註意不斷增進從各個方麵提高自己的，否則很容易就落伍瞭，至少很多案子會由於困難或毫無頭緒而經常找借口：老板，這個東西，難以做到！而事實上，同樣的問題，也許別的廠傢或者別人正在克服或已解決。
　　我一直認為，設計師擬定一套設計方案需要考量的東西很多，很大一部分就在機械之外。機械技術發展到今天，已經算是很爛熟瞭，為什麼還會遇到各種棘手問題，為什麼還會有些技術難題難以逾越，很大程度上，與這些發展更快幾乎日新月異的機械以外的因素有關。比如，摩托羅拉對手機連接器端子共麵要求，從以往的0.15mm到0.1mm直到目前的0.08mm，可謂難度不斷提升，但機械技術呢，更別說作為個體的設計能力和經驗瞭？
　　夾治具盡管簡單、易上手，但其設計理念和水平，基本上可以反映一個人的機械功底；反之亦然。很多功能或問題，都要結合機械來考量，否則隻能是巧婦難為無米之炊或“扯蛋”。恰恰有些部門的同事就這樣，他們對機械乃至夾治具毫無所知或一知半解，隻會根據自己的想法要求或批判，有時會讓人無所適從或不知所謂。在企業做事，問題永遠解決不完，很多時候會有黔驢技窮的感覺，但還是得想方設法去完成，別人隻看結果，借口隻有老板才有。
　　大多數夾治具設計者，可能都在使用AutoCAD,原因很簡單，3維軟件昂貴而公司不敢用盜版的，當然，還可能是設計主管偏好或隻會2D軟件。我個人覺得，對初學者而言，三維設計二維出圖，絕對是個比較理想的方式。類似Pro-e、Solidwork、onespace等軟件，學起來並不太吃力，用於夾治具設計那部分更是可以輕松學會。三維軟件有個好處，比較直觀，看不懂圖紙的人，會操作也能把圖“摸”個大概，這樣解放瞭設計上的讀圖和想象力障礙；同樣道理，好的IDEA或設計靈感，隻要動動鼠標鍵盤，也能快捷明瞭表達出來。把構思完整描繪出來瞭，其實設計已經完成瞭一半，含金量最高的一半。當然，在這強調三D設計的好處，絕不是在否定2D，恰恰相反，我甚至很佩服2D設計者，當然，大多數情況，是其繪圖能力和水平：）軟件隻是個工具，根據看個人喜好和擅長去選用，這才是正確的。我想，如果有人喜歡徒手設計，並且設計出來的東西OK，那麼也是可以接受的，不是嗎？
　　夾治具設計過程，第一步是瞭解產品。相信很多設計者，可能習慣搬，也難怪，產品都是搬的，夾治具有理由不搬？說個笑話：我搞自動化前兩年，夾治具做瞭很多，但有次到一傢公司麵試，人傢拿一張很復雜的產品圖給我看，而且是英文的，我當時愣瞭大半天，呵呵。有從這以後，我就很註意拿到個案子，先分析產品，不是為瞭以後麵試，而是慢慢感覺到，對產品深入瞭解，其實對做夾治具百利無一害。原本，我習慣每次都是直接吊產品3D圖進行“經驗設計”，所以基本上做的東西沒什麼問題，但有很多其實是誤打誤撞或者事後修改的。如果一開始就把握好產品，那麼可以少走彎路，也可以將很多以後可能發生的問題先行消滅，為公司減少浪費也是種好品德啊！
設計的第二步，當然是設計構思啦。誰都知道夾治具簡單，可是正如前文提到的，還是要費不少頭腦的。涉及的東西很多，我自認為精髓的，已經歸納為一句話瞭：定位準，限位穩，取放易，加工少，結構巧。別看就這幾個字，可綜合瞭成本、人機、機構等相關內容瞭的，每個人可能掌握和應用的層次不一樣，但絕對在應該用著。而具體到實際設計中，用的東西就更多瞭，凸輪、連桿、彈簧、氣缸、馬達、軸承……等等。需要考慮的也很多，刀具是否有較強互換性，機架是否能撐得住，定位槽的間隙留得是否合適，萬一卡料瞭怎麼處理…….綜上，其實，這一步可以說是最費頭腦的，也就是通常所說的，有實質意義的設計。
　　再接下來，是邊繪圖邊檢查，差不多瞭就把圖甩出去加工瞭，再接著，等工件回來就裝上試試，有問題趕緊趁早改好，免得到時來不及，然後就是做樣品階段瞭，可能會很順暢也可能有麻煩，要費點心思琢磨下，最好不要事不關己高高掛起，把問題解決把樣品送出去，設計基本完成瞭70%，（至少說明沒有致命錯誤：）還有20%則要留待正式生產時才能發現和解決。也隻有經過量產確認OK的夾治具才是成功的，設計到此也就基本結束。那麼還有10%呢，請註意，絕對不會有完美的夾治具，這10%留給產線去改善，直到產品game over瞭，設計宣告徹底完成。-----註意哦，以上是一個成功的設計過程，如果是失敗的呢？其過程有時是讓很多人痛苦的，越往後惹上的人越倒黴痛苦，甚至客戶：）說到這，大傢也許可以體會到，真正搞一個設計是多麼不容易，哪怕是個簡單的夾治具

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