夾具基本知識

A、工裝種類

工裝在焊裝車間有夾具、工位器具、吊具、上位機吊具（塗裝）、模具、焊接輔具等。

B、夾具 

一、組成

夾具分為手動和氣動，包括電氣控制的夾具

夾具一般由基準麵、角座、規制板、夾爪、定位銷、定位麵、軸承、夾鉗、氣缸及氣動元件組成。主要通過定位麵、定位銷、夾爪進行定位和夾緊，從而確保工件的位置精度。

氣動部分由氣缸、難燃管、快速接頭、控制閥、氣動三聯件、氣壓表、三通、球閥組成。

氣缸一般有夾緊（CK系列）、薄型（CQ2系列）、輕型（CG1系列）、標準型（CA1系列）等型號。

控制閥有限流閥、手動式、按鈕式、滾輪杠桿型、二位五通型、電磁閥等。

 快速接頭分帶螺紋和不待螺紋的，有L、Y、T等型。

二、作用與原理

作用：夾具主要作用是夾緊和定位

1、 工件夾緊原理

   為使工件在定位件上所占有的規定位置在加工過程中保持不變，就要用夾緊裝置將工件夾緊。才能保證工件的定位基準與夾具上的定位表麵可靠地接觸，防止在加工過程中移動、振動或變形。

   由於工件的夾緊裝置是和定位緊密聯系的，因此，夾緊方法的選擇應與定位方法的選擇一起考慮。

   在設計夾緊裝置時，應考慮夾緊力的選擇，夾緊機構的合理設計及其傳動方法的確定。關於夾緊力的選擇應包括方向、作用點及大小這三個要素的確定。

   夾緊裝置選擇合適，不僅可以顯著地縮短輔助時間，保證產品質量，提高勞動生產率，而且還可以方便工人操作，減輕體力勞動。

夾緊力作用在具體選擇時還應註意以下幾點：

（1） 夾緊力合力的作用點一般應靠近支承表麵的幾何中心，也既作用於支撐三角形的中心。這樣可使夾緊力較均勻地分佈在接觸表麵上。

（2） 夾緊力作用點應盡可能靠近加工麵，使加工力對於夾緊力作用點的力矩變小，這樣可減少工件的轉動趨勢或振動。

夾緊力作用點的數目增多，能使工件夾緊均勻，提高夾緊的可靠性，減少夾緊力的變形。

2、定位

1、在定位時，每個工件在夾具中的位置是不確定的，對同一批工件來說，各件的位置也將是不一致的。工件位置的這種不確定性，可用空間直角座標軸分為以下6個方麵，工件有6個自由度，沿三座標軸的移動自由度和繞三座標軸的轉動自由度。

   末定位前的工件相當於自由剛體，是無法進行加工的，因此，為瞭使工件在夾具中有一個正確位置，必須對影響工件加工表麵位置精度的自由度加以限制。

要使工件在夾具中的位置完全確定，其充分必要條件是將工件靠置在按一定要求佈置的6個支承麵上，使工件的6個自由度全部被限制，其中每個支承點相應地限制一個自由度。這就是六點定位規則，又稱“六點定律”。

6個支承點的分佈方式，與工件的形狀有關。

2、工件以平面定位

工件以平面作為定位基準，是生產中常見的定位方式，在分析和設計定位時，應根據基準平面與定位元件工作表麵接觸麵積的大小、長短或接觸形式。確定定位元件所相當的支承點數目及基所限制工件的自由度。當接觸麵積較大時，相當於3個支承點，限制工件3個自由度；

3、工件以圓柱孔定位

定位銷

當工作部分直徑D大於3到10MM時，為增加剛度，避免銷子因撞而折斷，或熱處理時淬裂，通常把根部加工成圓角R。在夾具體上應有沉孔，使定位銷圓角部分沉入孔內而不影響定位。大批量生產時，為瞭便於更換定位銷，可設計配有襯的結構，便於更換。為瞭便於工件順利安裝，定位銷的頭部應有15度倒角。

定位銷工作部分的直徑，可根據工件的加工要求和安裝方便，按g5g6f6f7精度等級制造.定位銷可用H7/r6或H7/n6配合壓入夾具體孔內.定位銷的材料一般選用工具鋼T7,熱處理淬火HRC53~58,或用普通結構鋼20,滲碳淬火,滲碳深0.8~1.2,淬火硬度HRC53~58.定位銷結構已標準公,也可設計特殊定位銷.

動力部分（氣路及原理）：

使用人力通過各種傳動機構對工件進行夾緊，稱為手動夾緊。而現代高效率的夾具，大多采用機動夾緊方式。在機動夾緊中，一般都有設有產生夾緊力的動力系統，常用的動力系統有：氣動、液壓、氣液聯合、電動、磁力、真空動力系統等。機動夾緊可以大幅度縮減裝夾工件的輔助時間，提高生產率和減輕工人勞動強度。

氣動夾緊是機動夾緊中應用最廣泛的一種，目前不僅在大批量生產中已普遍采用，而且已逐步推廣到成批和小批量生產。

1、主氣路：空氣由空壓站壓縮後，再經過冷卻、過濾等向各用氣部門供氣，經過分流後到焊裝車間給車間夾具、設備等提供氣源。雖然空壓站送出的空氣以過濾，但由於又經過長距離的輸送，有很多固態灰塵、液態水、油等雜質；所以當主氣路送給夾具時，為瞭保護氣動元件，又安裝瞭過濾器；再經過調壓閥選定工藝需要的壓力，通過油霧器來潤滑各氣動元件。主氣路上的三通為瞭便於分流氣源，球閥為瞭切斷夾具的氣源。主氣路再經過一般型號為PL10-04S的快換接頭向其它氣動元件送氣。

2、 系統的組成

 氣動系統一般由四部分組成：

1） 氣源部分——包括空氣壓縮機、冷卻器、儲氣罐、過濾器，一般置於動力站內。

2） 控制部分——如調壓閥、節流閥、氣或電控換向閥等。用於控制和調節壓縮空氣的壓力、流量和方向，以滿足夾具的動作和性能要求。

3） 執行部分——能量輸出裝置，即氣缸。與夾緊機構相連接。

4） 輔助部分——包括管部、接頭、壓力表、分水濾氣器、油霧器、消聲器等。起連接、測量、過濾、潤滑、減小噪音等作用。

3、氣動夾緊的特點

5） 壓縮空氣來源於大氣，取之不盡，廢氣可排入大氣中，處理方便。

6） 壓縮空氣在管道中流動的壓力損失小，因此，便於集中供應和實現遠距離操縱，以提高處動化程度。

7） 動作迅速，反應靈敏。可達到快速夾緊、方便操作。

8） 夾緊力基本穩定，但由於空氣有壓縮性，夾緊剛度差，故在重加工或斷續加工時，應設置自鎖裝置。

壓縮空氣的工作壓力較小，因此，與液壓夾緊裝置相比，結構較龐大。

4、氣控原理

最常用的氣閥為手動式、按鈕式、滾輪杠桿型、二位五通型等

手動式氣閥：一般為三位四通；按鈕閥、滾輪杠桿型：為二位三通閥；還有應用最廣泛的氣控閥為二位五通閥。位表示氣閥內部氣路的狀態數；通表示進出氣路的數量。

A、滾輪杠桿閥                    符號：

B、二位五通閥                    符號： 

C、手動閥                        符號：

氣路工作原理舉例（單一氣缸的夾緊、放松）

三、夾具的工藝要求

1夾具制造的一般要求：

1）保證產品的形狀和尺寸精度符合圖紙和技術要求，必須使被裝配的零件或部件獲得正確的位置和可靠的夾緊，並再焊接時它能防止焊件產生變形；2）夾具結構應開敞，工人操作方便，焊接易接近工作處，必要時可在夾具骨架上切去影響的部分；3）應使裝配焊接工作在最有利的狀態下進行，如焊接應在平焊位置等；4）夾具有足夠的鋼度，且重量要輕，凡是受力的各種器件，都應該有足夠的強度和鋼度；5）工件可靠定位、定位夾緊應迅速，從夾具上取出工件應方便；6）要降低夾具的制造成本，應盡量使用標準化夾具元件，易磨損件便於更換；7）由於焊接熱的作用，夾具的定位件和夾緊等距焊縫應有一定的距離，以避免因受熱產生變形，或將定位麵、螺紋等夾具元件燒毀，同時為瞭工件加熱量流失少，工件與定位件、夾緊件等夾具元件接觸麵應盡量小；8）對電阻焊夾具的選材，要求盡量使用非磁性物質材料。

2、什麼是夾具的過定位

1）夾具的定位：任何剛體在空間都有6各自由度，零件定位是為瞭確定零件在夾具中的位置，也就是消除（或限制）零件相對相對夾具的6各自由度，消除（或限制）自由度的方法，便是定位的方法；2）夾具六點裝置：夾具的定位一般是用適當的點、線、麵的接觸來達到的，即用夾具定位定位件上的點、線、麵與工件接觸來達到，三點的平面為基準麵稱為首要基準，二點所在的平面為導向麵稱為導向基準，一點所在的平面稱為定程基準；3）過定位現象：夾具在對工件進行定位時，如果支撐點超過六個或物體某一自由度出現重復定位，這種現象稱為過定位；鋼性大的瞭零件時不允許過定位 的，過定位不僅不能得到準確一致的位置，反麵會使零件的位置不穩定，正如四條腿的凳子不如三條腿的凳子穩定一樣的道理。在汽車焊接結構中簿板零件很多，這些零件多為沖壓件，鋼性小，尤其是當零件尺寸較大時，剛性更小，這些零件在自身重量作用下，都難保證其準確的形狀，對於這種零件，僅僅按六點定位規則定位，無法保證其要求的位置和形狀，必須增加定位點的數量，也就是采取過定位的方法來定位。

3、夾具夾緊力的三要素

 三要素是指力的大小、方向和著力點。A、夾緊力的大小要考慮以下要素：1）夾緊力應能夠克服零件上的局部變形；2）當工件在夾具上實現翻轉或回轉時，夾緊力應克服重力和慣性力，把工件牢牢的夾持在夾具上；B、夾緊力的方向：夾緊力的方向一般要垂直首要定位基準，因為這一表麵與夾具定位麵的接觸麵積最大，故能使接觸麵單位壓力減小，有利於減少零件因受夾緊力產生的局部變性，更重要的是不易使定位件產生位移，由於零件重力的方向永遠是向下的，因此首要基準的位置最好是水平的；C、夾緊力的著力點：不能產生力矩，一般應使著力點正好位於定位支撐之上或盡量使著力點位於幾個支撐所組成的定位麵內，並應使夾緊力作用在零件鋼度最大的位置。

四、夾具點檢（依據點檢表）

1、 通過聽覺或觸覺來檢查氣路有無漏氣現象；目視氣壓表是否在0.4MP～0.6MP之間，氣管是否老化或被飛濺燒穿等。

2、 氣動三聯件的檢查：A先將氣壓關閉，並放掉剩餘氣體；大拇指將黑色卡子向下拉，其它手握住濾清器稍用力在旋轉，即可把濾清器拆下；檢查裡麵有無異物，濾心是否堵塞或已發黃有很多灰塵。B 打開起源，用力調壓閥黑色旋扭下拉（看到有橘黃色），再旋轉旋鈕觀察氣壓是否發生變化，如果有變化說明調壓閥正常。C 油霧器上下部都有一條暗黃色上下界線，目視油杯油量是否在上下限內即可。

3、 氣源打開後，用按鈕閥或手動閥使夾具進行打開和關閉動怍，檢查氣缸是否自如，行程是否到位（能否夾緊），有無異常聲響和其它異常情況。

4、 檢查有無螺栓（夾爪上，固定銅塊、氣閥等）松動，定位銷是否磨損、晃動和裂痕，夾鉗有無晃動較大、裂痕等

5、 夾具各部位是否清潔，有無飛濺、雜物，用手檢查銅塊、塑料塊有無傷痕

五、檢查保養內容

目視

1） 定位銷無松動、磨損現象（一般磨損為0.2mm需更換），磨損時應及時報告巡檢員。

2） 定位麵無凹坑、過度劃傷等，如有此現象，及時報告巡檢員，再有工裝管理員處理。

3）銅板表麵光滑,無明顯凹坑和裂紋

動手

1 ） 夾鉗無晃動,軸承無異響、研磨,潤滑良好;

2） 打開氣源檢查氣缸活動自如,活塞桿無打火、氣缸表麵無磨損現象;

3） 打開氣源檢查各快速接頭、氣管無老化、松動、漏氣現象;

保養

1）夾具表麵清潔，無灰塵、雜物、焊渣等，夾具上各按鈕無損壞、殘缺

2）各附屬裝置（氣管、三聯件等）表麵無灰塵、油污；氣路完好，無老化、泄漏現象

3）氣壓表正常，氣動三連件完好，即油杯中油量在正常指示范圍內，油質正常，調壓自如，濾清器無堵塞

4）夾具上各定位銷、夾頭、夾塊、銅塊完整，且潤滑良好，無異常

5）各移動部件導軌間無異物，表麵無研傷，且潤滑良好，無異響

6）減速器工作正常，油量充足，無異響；各氣缸、氣閥等固定點無松動、串氣現象

7）焊接輔具上沒有焊渣、油污及其他對焊接質量有害的雜質

8）各裝配夾具、樣板定位準確，無變形且夾緊裝置狀態良好

9）夾具上定位塊無變形，非金屬壓塊無磨損、老化、變形

10）各氣動及手動夾緊點在夾緊時必須在死點位置，並且無松動

11）夾具上的電療板無變形、坑包，厚度高度應符合工藝要求

12）工位器具表麵無明顯灰塵

13） 夾具上不允許放勞保用品和過多板件。

六、夾具的正確操作與註意事項

1、穿戴好勞保用品，準備好工具，按照夾具點檢表對夾具進行點檢。

2、對點檢存在的問題寫在點檢表上，如果定位銷、定位麵、夾鉗等影響質量或不能正常生產的問題，應立即通知工裝班人員進行維修。

3、操作時身體不超過夾具任何部分;

4、在操作中不得用錘子、扁鏨或其它物品啟動按鈕和敲擊夾具任何部位（夾具有塑料墊片的，工具可放在基準麵上，但要輕拿輕放）。

5、焊接中焊鉗應掛住，避免焊鉗撞擊夾具並產生打火來損壞夾具。

6、嚴禁在夾具上堆積過多板件，破壞氣管或其它元件。

7、手不能放入氣缸、平面直線導軌、夾爪等的活動部分

C、模具

組成

導柱、導套、定位銷、定位塊、氣壓表、氣動開關、氣缸、壓料裝置、送料架、凹模型麵、凸模壓邊刀口、翻邊刀口、翻邊基座結構、所有彈簧和傳動銷、模腔等

模具一級保養： 

一、 目的：為規范壓合模的使用、維修和保養，保證模具的正常使用，保障產品質量和生產的順利進行。

二、 范圍：本規定適用於焊裝壓合模的使用和一級保養。

三、 規定：

1、 模具安裝前必須要對模具的上表麵和壓機滑塊進行清擦，保證各麵的清潔度。

2、 模具的安裝槽應和壓機的“T”型槽對齊，並且模具的安裝槽要全部安裝螺釘，以保證人身和工裝的安全。

3、 操作人員應對模具作好生產前的擦拭、潤滑和安全檢查工作：將壓機開到上死點，對模具的導向機構進行清擦並塗潤滑油，對模具的工作型麵要求用粘性擦佈進行清擦，以保證模具工作型麵的清潔度，保證產品質量和模具使用狀態。

4、 首件生產前要檢查模具內有無異物。

5、 生產中要對模具定期進行檢查和潤滑，以保證產品質量和模具的使用狀態。

6、 生產班組在生產完畢後必須對模具進行全麵清擦、檢查和對雜物進行徹底的清理，並放好存放限制器，才可卸下模具。

7、有較大的損壞必須立即通知工裝人員，由工裝人員進行進一步的處理。

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