關于治具設計基礎知識第1頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日一.治具設計概念

治具設計

沿于臺灣的叫法，在大陸我們一般工裝夾具與檢具設計。（1）夾治具(FixtureJig)的定義：一般而言，凡是在機械制造過程中，使任何加工程序能加速、方便或安全的輔助裝置工具，均可稱為夾具（Fixture）。廣義的夾具可包括機器夾具(MachineFixture)，沖壓夾具（pressFixture)，熱處理夾具（HeatTreatmentFixture)，焊接夾具（WeldingFixture)，裝配夾具（AssemblingFixture）等等。狹義的夾具，一般即指機器夾具，可簡稱為夾具，它主要用於機器加工，也是機器與工件、刀具之間的橋梁，目前較統稱的定義為“用以裝夾工件的裝置工具“為夾具。“用以裝夾工件并配合引導刀具的裝置工具”稱為治具或鉆模（Jig）。（2）治具又分工裝治具、檢測治具兩種，前者用于機械加工、焊接加工、裝配等工藝便于加工、滿足精度的需要而設計的一種工裝夾具；后者為檢測使用，因為有些機械尺寸不便于測量，因其形狀復雜，我們只好設計專門的檢測塊或者檢測用的針對某一種產品而設計檢具，比方說我們有塞規、環規等一些規則的檢具，但有些是不規則的就必須專門設計一種檢具，可能用到線切割加工、電火花、CNC加工中心等一些機加工手段來保證檢具的精度。第2頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日二.治具設計原則

八原則原則一：保證品質要求原則二：提升作業效率原則三：保證作業安全性原則四：加工設備選擇最方便原則五：成本最優原則六：材質使用正確原則七：加工圖紙正確性原則八：治具方便管理第3頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日（1）一個完整的治具設計需經過方案檢討設計圖紙采購報價廠商選定下訂單治具制作治具驗收治具入庫。治具設計需首先考慮其品質要求，不可在使用治具過程中產生附加不良，我司常見制程不良：掉漆、刮傷、破損等。由于我司產品的結構特殊性，治具多為了使裝配工藝便于加工，可分為支撐治具（鎖付支持治具，散熱片支撐治具），防呆治具（防ARM與FOOD裝反治具），檢具（散熱片孔深檢具）。治具設計過程需考慮作業安全問題，如治具太笨重，底部不穩會砸到腳，治具表面粗糙，多次使用易造成身體接觸部位疼痛等。（2）治具設計需有基礎的設備使用原理知識（第四章詳細介紹），加工設備選擇正確會大大減少加工時間（如圓棒鉆中心孔需采用車床，倒角器取代銑床倒角）。由于各種設備加工原理不同，也就決定其價格不同（如銑床、車床多采用加工時間計算價格，線切割采用切割面積或周長計算價格）。治具材質選擇一般有：鋼材、鋁材、電木、PE板、壓克力板、環氧樹脂板等，材質選擇時根據其自身特性結合治具使用要求而定。治具加工時需配備加工圖紙，加工圖紙必需標注尺寸（定位尺寸和定行尺寸）、公差、材質、加工要求，一份完整的圖紙是保證治具質量的關鍵。治具設計最后需考慮到其存儲、運輸方便，治具是否可共用，是否好管理。第4頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日三.常用制作治具材質介紹1

鋼材：鋼材應用廣泛、品種繁多，根據斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類、鋼材是鋼錠、鋼坯通過壓力加工制成需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。鋼材分類（1）45#鋼：45號鋼,是GB中的叫法,JIS中稱為:S45C,ASTM中稱為1045,080M46,DIN稱為:C45。國內常叫45號鋼，也有叫“油鋼”。化學成分：含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量為0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量≤0.25%，Ni含量≤0.30%。，Cu含量≤0.25%。密度7.85g/cm3.硬度：45～52HRC

，按形狀一般分為板材、管材、棒材，價格10.00元/千克。棒材管材板材第5頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日（2）SKD11：SKD11是-種高碳高鉻合金工具鋼，熱處理后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性強，尺寸穩定性好的特點，適宜制做高精度長壽命冷作模具及熱固成型塑料模具。SKD11特性：具有良好的韌性與抗高溫疲勞性能能承受溫度聚變，適宜在高溫下長期工作具有良好的切削性能和拋光性能用途介紹:厚度不大于6mm薄板材，高效落料模。沖載模及壓印模各種剪刀、鑲嵌刀片、木工刀片螺紋軋制模和耐磨滑塊冷鐓模具，熱固樹脂成型模，高級量規等深拉成型、冷擠壓模具。硬度:HRC56～58

價格:60元/千克,按形狀一般分為板材、棒材板材棒材(T沖等)（3）D2：D2鋼材高耐磨、微變形冷作模具鋼，風硬工具鋼，含碳量高達1.5%，含鉻量高喧11.5%，經熱處理硬度可達60HRC用途:用于五金沖壓模,拉伸模,不銹鋼片沖裁模,高硬度沖裁模,剪切刀模,搓絲模,五金零件制作,機械制造等。價格:80元/千克，按形狀一般分為板材、棒材第6頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日板材棒材（4）其他我司治具少用的鋼材有CR12、鎢鋼、HSS白鋼（不銹鋼）、彈簧鋼、SPCC

、SUS

、SK7

、SK5等。2.電木：電木也稱作膠木板、酚醛層壓紙板。顏色：桔紅色、黑色、黃色、啡色。特性：電木板因具有絕緣、不產生靜電、耐磨及耐高溫等特性，成為電子產品之絕緣開關和可變電阻、機械用之模具及生產線上之治具，并可在變壓器油中使用等產品使用。價格：15元/千克，厚度3～50mm，常見形狀：板材。板材第7頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日3.PE板：PE板材；英文名稱HighDensityPolyethylene，中文：聚乙烯板。PE板材是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE板材具有優良的耐大多數生活和工業用化學品的特性。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。具有良好的化學穩定性，可以抵抗大部份酸、堿、有機溶液以及熱水的侵蝕。電氣絕緣性好。顏色:白色和黑色，按形狀可分為棒材和板材，價格20元/千克PE板4.壓克力板：亞克力“是一個音譯詞，英文是ACRYLIC。她是一種化學材料?；瘜W名叫做”PMMA“屬丙烯醇類，俗稱”經過特殊處理的有機玻璃“，在應用行業亞克力的原材料一般以顆粒、板材、管材等形式出現，亞克力又稱特殊處理的有機玻璃，系有機玻璃換代產品。顏色：透明狀，價格：25元/千克，厚度:1mm-50mm，平均硬度值：HRC89度左右。其他塑膠材質有：ABS,PS,PP等。壓克力板第8頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日四.常用加工設備的特性1.普通車床：普通車床是能對軸、盤、環等多種類型工件進行多種工序加工的臥式車床，常用于加工工件的內外回轉表面、端面和各種內外螺紋，采用相應的刀具和附件，還可進行鉆孔、擴孔、攻絲和滾花等。普通車床是車床中應用最廣泛的一種，約占車床類總數的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。2.數控車床：數控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜工件，數控（英文名字：NumericalControl簡稱:NC）技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。

臥室車床數控車床第9頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日3.銑床：（millingmachine）銑床;系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動，工件（和）銑刀的移動為進給運動。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床,銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。4.加工中心：加工中心，簡稱cnc，是由機械設備與數控系統組成的使用于加工復雜形狀工件的高效率自動化機床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進行多工序加工的數控機床。加工中心是高度機電一體化的產品，工件裝夾后，數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等，可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。立式銑床加工中心（數控銑床）第10頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日5.磨床：磨床(grinder,grindingmachine)是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。大多數的磨床是使用高速旋轉的砂輪進行磨削加工，少數的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工，如珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。6.鉆床：鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。加工過程中工件不動，讓刀具移動，將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉動(主運動)。鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉運動自動磨床鉆床7.放電機：放電機是在一定介質中，利用兩極（工具電極與工件電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現象對材料進行加工，以使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定要求的加工方法。這種加工方法也被稱為放電加工或電蝕加工也叫放電機

放電機第11頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日8.線切割機：線切割機主要由機床、數控系統和高頻電源這三部分組成。數控系統由單片機、鍵盤、變頻檢測系統構成，具有間隙補償、直線插補、圓弧插補、斷絲自動處理等主要功能。能切割材料，如高強度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細小和形狀復雜的零件。線切割技術、線切割機床正在各行各業中得到廣泛的應用。線切割機床一般分為快絲和慢絲，快走絲機器便宜，切割的價格實惠。但精度比較差，切割速度也比不上慢走絲。慢走絲精度很準，效率快，切割價格很貴，機器也很貴，二者最本質的區別，快走絲用的放電介質是鉬絲，循環使用，切削液一般用油慢走絲用銅線，一次性放電，切削液一般用水?？熳呓z只能切割一次，所以精度和表面光潔度都比較差，慢走絲有修刀功能，尺寸精度一般可以達到0.003mm，當然要看機器牌子。表面光潔度割一修二可達到0.4mm?？旖z線切割機慢絲線切割機第12頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日五.治具設計圖紙基本知識1.尺寸標注常識（1）三視圖：三視圖是觀測者從三個不同位置觀察同一個空間幾何體而畫出的圖形。將人的視線規定為平行投影線，然后正對著物體看過去，將所見物體的輪廓用正投影法繪制出來該圖形稱為視圖。一個物體有六個視圖：從物體的前面向后面投射所得的視圖稱主視圖（正視圖）——能反映物體的前面形狀，從物體的上面向下面投射所得的視圖稱俯視圖——能反映物體的上面形狀，從物體的左面向右面投射所得的視圖稱左視圖（側視圖）——能反映物體的左面形狀，還有其它三個視圖不是很常用。三視圖就是主視圖（正視圖）、俯視圖、左視圖（側視圖）的總稱。三者關系：主視圖與俯視圖長應對正（簡稱長對正）主視圖與左視圖高度保持平齊（簡稱高平齊）左視圖與俯視圖寬度應相等（簡稱寬相等）。ABC三視圖第13頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日（2）第一視角與第三視角：第一角視圖畫法：物體處于觀察者與投影面之間，這樣各視圖的配置關系是：主視圖在中，左視圖在右，右視圖在左，俯視圖在下，仰電視圖在上，后視圖在最右.

第三角視圖畫法：投影面位于觀察者與物體之間，這樣個視圖的配置關系是：主視圖在中，左視圖在左，右視圖在右，俯視圖在上，仰視圖在下，后視圖可配置在最右也可以配置在最左。使用第一角投影的國家有----中國德國法國前蘇聯

使用第三角投影的國家有-----美國英國日本

第三視角標識第一視角標識（3）：尺寸的種類

：定形尺寸：確定基本幾何體大小所需要的尺寸。定位尺寸：確定基本幾何體之間相對位置所需要的尺寸?？傮w尺寸：總體尺寸是指組合體的總長度、總寬度和總高度的尺寸。第14頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日（4）：常見尺寸標注符號

：（5）：常用內六角螺絲規格

：規格M3M4M5M6M8M10M12M16M20M24M30M42螺距0.50.70.811.251.51.7522.533.54.5螺紋長度182022242832384452607296頭部高度3456810121620243042頭部直徑5.578.5101316182430364563沉頭￠徑*深度7.5*49*510.5*612*815*1018*1220*2028*1834*2240*2649*3268*45使用扳手2.534568101417192232∮直徑R半徑，倒圓角C倒角S球徑M螺紋常見公差符號第15頁，共18頁，星期日，2025年，2月5日（6）工件定位

a.自由度：X,Y,Z方向的移動,繞X,Y,Z軸的轉動度。

b.工件定位中的幾種情況完全定位,不完全定位,欠定位,過定位

完全定位:工件的六個自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。不完全定位

:根據工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。欠定位：根據工件的加工要求，應該限制的自由度沒有完全被限制的定位，稱為欠定位。過定位：夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個或幾個自由度的現象，稱為過定位。