治具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)昆山恩都照明有限公司：工程課王威然第一頁，共19頁。目錄第一章：治具設(shè)計(jì)概念第二章：治具設(shè)計(jì)原則第三章：常用制作治具材質(zhì)介紹第四章：常用加工設(shè)備的特性第五章：治具設(shè)計(jì)圖紙基本知識(shí)第六章：治具管理流程第七章：總結(jié)第二頁，共19頁。一.治具設(shè)計(jì)概念

治具設(shè)計(jì)

沿于臺(tái)灣的叫法，在大陸我們一般工裝夾具與檢具設(shè)計(jì)。（1）夾治具(FixtureJig)的定義：一般而言，凡是在機(jī)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(jī)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(jī)器夾具，可簡稱為夾具，它主要用於機(jī)器加工，也是機(jī)器與工件、刀具之間的橋梁，目前較統(tǒng)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(dǎo)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(jī)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(shè)計(jì)的一種工裝夾具；后者為檢測使用，因?yàn)橛行C(jī)械尺寸不便于測量，因其形狀復(fù)雜，我們只好設(shè)計(jì)專門的檢測塊或者檢測用的針對(duì)某一種產(chǎn)品而設(shè)計(jì)檢具，比方說我們有塞規(guī)、環(huán)規(guī)等一些規(guī)則的檢具，但有些是不規(guī)則的就必須專門設(shè)計(jì)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(jī)加工手段來保證檢具的精度。第三頁，共19頁。二.治具設(shè)計(jì)原則

八原則原則一：保證品質(zhì)要求原則二：提升作業(yè)效率原則三：保證作業(yè)安全性原則四：加工設(shè)備選擇最方便原則五：成本最優(yōu)原則六：材質(zhì)使用正確原則七：加工圖紙正確性原則八：治具方便管理第四頁，共19頁。（1）一個(gè)完整的治具設(shè)計(jì)需經(jīng)過方案檢討設(shè)計(jì)圖紙采購報(bào)價(jià)廠商選定下訂單治具制作治具驗(yàn)收治具入庫。治具設(shè)計(jì)需首先考慮其品質(zhì)要求，不可在使用治具過程中產(chǎn)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(chǎn)品的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)過程需考慮作業(yè)安全問題，如治具太笨重，底部不穩(wěn)會(huì)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(shè)計(jì)需有基礎(chǔ)的設(shè)備使用原理知識(shí)（第四章詳細(xì)介紹），加工設(shè)備選擇正確會(huì)大大減少加工時(shí)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(shè)備加工原理不同，也就決定其價(jià)格不同（如銑床、車床多采用加工時(shí)間計(jì)算價(jià)格，線切割采用切割面積或周長計(jì)算價(jià)格）。治具材質(zhì)選擇一般有：鋼材、鋁材、電木、PE板、壓克力板、環(huán)氧樹脂板等，材質(zhì)選擇時(shí)根據(jù)其自身特性結(jié)合治具使用要求而定。治具加工時(shí)需配備加工圖紙，加工圖紙必需標(biāo)注尺寸（定位尺寸和定行尺寸）、公差、材質(zhì)、加工要求，一份完整的圖紙是保證治具質(zhì)量的關(guān)鍵。治具設(shè)計(jì)最后需考慮到其存儲(chǔ)、運(yùn)輸方便，治具是否可共用，是否好管理。第五頁，共19頁。三.常用制作治具材質(zhì)介紹1

鋼材：鋼材應(yīng)用廣泛、品種繁多，根據(jù)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(hào)鋼,是GB中的叫法,JIS中稱為:S45C,ASTM中稱為1045,080M46,DIN稱為:C45。國內(nèi)常叫45號(hào)鋼，也有叫“油鋼”。化學(xué)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%。密度硬度：45～52HRC，按形狀一般分為板材、管材、棒材，價(jià)格元/千克。棒材管材板材第六頁，共19頁。（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(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，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(jí)量規(guī)等深拉成型、冷擠壓模具。硬度:HRC56～58

價(jià)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(fēng)硬工具鋼，含碳量高達(dá)1.5%，含鉻量高喧11.5%，經(jīng)熱處理硬度可達(dá)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(jī)械制造等。價(jià)格:80元/千克，按形狀一般分為板材、棒材第七頁，共19頁。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(chǎn)生靜電、耐磨及耐高溫等特性，成為電子產(chǎn)品之絕緣開關(guān)和可變電阻、機(jī)械用之模具及生產(chǎn)線上之治具，并可在變壓器油中使用等產(chǎn)品使用。價(jià)格：15元/千克，厚度3～50mm，常見形狀：板材。板材第八頁，共19頁。3.PE板：PE板材；英文名稱HighDensityPolyethylene，中文：聚乙烯板。PE板材是一種結(jié)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(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)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(xué)穩(wěn)定性，可以抵抗大部份酸、堿、有機(jī)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(jià)格20元/千克PE板4.壓克力板：亞克力“是一個(gè)音譯詞，英文是ACRYLIC。她是一種化學(xué)材料。化學(xué)名叫做”PMMA“屬丙烯醇類，俗稱”經(jīng)過特殊處理的有機(jī)玻璃“，在應(yīng)用行業(yè)亞克力的原材料一般以顆粒、板材、管材等形式出現(xiàn)，亞克力又稱特殊處理的有機(jī)玻璃，系有機(jī)玻璃換代產(chǎn)品。顏色：透明狀，價(jià)格：25元/千克，厚度:1mm-50mm，平均硬度值：HRC89度左右。其他塑膠材質(zhì)有：ABS,PS,PP等。壓克力板第九頁，共19頁。四.常用加工設(shè)備的特性1.普通車床：普通車床是能對(duì)軸、盤、環(huán)等多種類型工件進(jìn)行多種工序加工的臥式車床，常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。2.數(shù)控車床：數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)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(fù)雜工件，數(shù)控（英文名字：NumericalControl簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。

臥室車床數(shù)控車床第十頁，共19頁。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(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件（和）銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)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(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。4.加工中心：加工中心，簡稱cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)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(shí)間、測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。立式銑床加工中心（數(shù)控銑床）第十一頁，共19頁。5.磨床：磨床(grinder,grindingmachine)是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。6.鉆床：鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自動(dòng)磨床鉆床7.放電機(jī)：放電機(jī)是在一定介質(zhì)中，利用兩極（工具電極與工件電極）之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工，以使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)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(jī)

放電機(jī)第十二頁，共19頁。8.線切割機(jī)：線切割機(jī)主要由機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和高頻電源這三部分組成。數(shù)控系統(tǒng)由單片機(jī)、鍵盤、變頻檢測系統(tǒng)構(gòu)成，具有間隙補(bǔ)償、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、斷絲自動(dòng)處理等主要功能。能切割材料，如高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件。線切割技術(shù)、線切割機(jī)床正在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。線切割機(jī)床一般分為快絲和慢絲，快走絲機(jī)器便宜，切割的價(jià)格實(shí)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(zhǔn)，效率快，切割價(jià)格很貴，機(jī)器也很貴，二者最本質(zhì)的區(qū)別，快走絲用的放電介質(zhì)是鉬絲，循環(huán)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。快走絲只能切割一次，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(dá)到，當(dāng)然要看機(jī)器牌子。表面光潔度割一修二可達(dá)到0.4mm。快絲線切割機(jī)慢絲線切割機(jī)第十三頁，共19頁。五.治具設(shè)計(jì)圖紙基本知識(shí)1.尺寸標(biāo)注常識(shí)（1）三視圖：三視圖是觀測者從三個(gè)不同位置觀察同一個(gè)空間幾何體而畫出的圖形。將人的視線規(guī)定為平行投影線，然后正對(duì)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(gè)物體有六個(gè)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(cè)視圖）——能反映物體的左面形狀，還有其它三個(gè)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(cè)視圖）的總稱。三者關(guān)系：主視圖與俯視圖長應(yīng)對(duì)正（簡稱長對(duì)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(yīng)相等（簡稱寬相等）。ABC三視圖第十四頁，共19頁。（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(guān)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(gè)視圖的配置關(guān)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(lián)

使用第三角投影的國家有-----美國英國日本

第三視角標(biāo)識(shí)第一視角標(biāo)識(shí)（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(duì)位置所需要的尺寸。總體尺寸：總體尺寸是指組合體的總長度、總寬度和總高度的尺寸。第十五頁，共19頁。（4）：常見尺寸標(biāo)注符號(hào)

：（5）：常用內(nèi)六角螺絲規(guī)格

：規(guī)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(hào)第十六頁，共19頁。（6）工件定位

a.自由度：X,Y,Z方向的移動(dòng),繞X,Y,Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。不完全定位:根據(jù)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(jù)工件的加工要求，應(yīng)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(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。c.常見定位方法：平面定位，圓柱孔定位，圓錐孔定位，外圓定位，外形定位，銷定位等。臺(tái)虎鉗自由度坐標(biāo)系（7）常用單位換算

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