工裝夾具的設計一般是根據零件機械加工工藝制定后某一工藝的具體要求進行的。

在制定工藝過程時，應充分考慮夾具實現的可能性，在設計工裝夾具時，如有必要，也可對工藝過程提出修改意見。

工裝夾具的設計質量應以能否穩定保證工件的加工質量、生產效率高、成本低、排屑方便、操作安全、省力、制造維護方便等為衡量指標。

一、工裝夾具設計的基本原則

1.滿足工件定位在使用過程中的穩定性和可靠性

2.有足夠的承載力或夾持力，以確保工件在工裝夾具上的加工過程

3.滿足裝夾過程中簡單快速的操作

4.易損件必須是可快速更換的結構。條件充足時，較好不要使用其他工具

5.在調整或更換過程中，滿足夾具重復定位的可靠性

6.盡量避免結構復雜、成本高

7.盡量選擇標準件作為組件

8.內部產品的系統化和標準化

二、工裝夾具設計基礎知識

優秀的機床夾具必須滿足以下基本要求：

1、保證工件加工精度的關鍵在于正確選擇定位基準、定位方法和定位元件，必要時分析定位誤差，注意夾具其他部件結構對加工精度的影響，保證夾具能滿足工件加工精度的要求。

2.提高生產效率的專用夾具的復雜性應適應生產能力。盡量采用各種快速高效的夾具機構，確保操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。

3.工藝性能好的專用夾具的結構應簡單合理，便于制造、裝配、調整、檢驗和維護。

4.性能好的工裝夾具應具有足夠的強度和剛度，操作應簡單、省力、安全可靠。在客觀條件允許、經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以降低操作人員的勞動強度。工裝夾具也應便于排屑。必要時，可設置排屑結構，防止切屑損壞工件的定位和刀具，防止切屑積聚帶來大量熱量，造成工藝系統變形。

5.經濟性好的專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單，制造方便，以降低夾具的制造成本。因此，為了提高夾具在生產中的經濟效益，應根據訂單和生產能力對夾具方案進行必要的技術經濟分析。

三、工裝夾具設計規范概述

1.工裝夾具設計的基本方法和步驟

工裝夾具設計的原始資料包括以下內容：

a)設計通知書、成品零件圖、毛坯圖、工藝路線等技術資料，了解各工序的加工技術要求、定位和夾緊方案、前工序的加工內容、毛坯情況、機床、刀具、檢驗量具、加工余量和切削用量

b)了解夾具的生產批量和使用情況

c)了解與夾具連接部分結構的主要技術參數、性能、規格、精度和連接尺寸；

d)夾具的標準材料庫存

2.工裝夾具設計中考慮的問題

夾具設計一般結構單一，給人的感覺結構不是很復雜，特別是現在液壓夾具流行，大大簡化了原有的機械結構，但如果在設計過程中沒有詳細考慮，就會出現不必要的麻煩：

a)加工件的毛坯余量

導致空白尺寸過大，干擾。因此，在設計之前必須準備空白圖紙。留出足夠的空間

b)夾具的排屑暢通

由于機床加工空間的有限性，夾具的設計空間往往的設計空間往往相對緊湊。此時，加工過程中產生的鐵屑往往被忽略在夾具死角積聚。

包括切屑液流出不暢，給以后的加工帶來了很多麻煩。因此，在實際開始時，應考慮加工過程中的問題。畢竟夾具是基于提高效率和方便操作

c)夾具的整體開放性

忽視開放性，使操作人員難以裝卡，費時費力，設計禁忌

d)夾具設計的基本理論原則

每套夾具都要經過無數次的夾緊和松動，所以一開始可能會滿足用戶的要求，但是要有它的精度保持，所以不要設計一些違背原則的東西。

即使運氣好，也不會有長久的可持續性。一個好的設計應該經得起時間的錘煉

e)可更換定位元件

定位元件磨損嚴重，應考慮更換快捷方便。較好不要設計成大零件

夾具設計經驗的積累非常重要，有時設計是一回事，在實際應用中也是一回事，所以好的設計是一個不斷積累和總結的過程。

根據功能性，常用工裝夾具主要分為以下幾種：

01夾模

鉆孔、銑面工裝

數控，儀表夾頭

04試氣、試水工裝

切邊、沖孔工裝

06焊接工裝

07拋光治具

08裝配工裝

09移印，激光雕刻工裝

01夾模

定義:用產品外觀定位夾具的工具

設計要點：

1.這種夾模主要用于虎鉗，其長度可根據需要截取

其他輔助定位裝置可設計在夾模上，一般采用焊接方式連接夾模；

3.上圖為簡圖，模腔結構尺寸由具體情況確定

4.將直徑12的定位銷與直徑12的定位銷相匹配，定位孔滑動與定位銷相匹配

5.在設計裝配型腔時，需要在無收縮毛坯圖檔的外觀面上偏移放大0.1mm

鉆孔、銑面工裝

設計要點：

必要時，可在固定芯及其固定板上設計一些輔助定位裝置；

2.上圖為結構簡圖，實際情況應根據產品結構進行設計；

3.氣缸通常根據產品的大小和加工過程中的應力來確定SDA50X50；

03數控，儀表夾頭，A數控夾頭，內束夾頭

設計要點：

1.上圖未識別的尺寸取決于實際產品的內孔尺寸結構

2.在生產過程中，與產品內孔定位接觸的外圓需要下單邊0.5mm最后較終安裝在數控機床上，以防止淬火過程造成的變形和偏心

3.彈簧鋼推薦用于裝配部分的材料，拉桿部分45#

4.拉桿部分的螺紋M20是常用螺紋，可根據實際情況調整

儀表內束夾頭

設計要點：

1.上圖為參考圖。裝配尺寸和結構取決于實際產品的外觀尺寸結構

2.材料使用45#淬火

儀表外束夾頭

設計要點：

1.上圖為參考圖，實際尺寸根據產品內孔尺寸結構確定；

2.在生產過程中，與產品內孔定位接觸的外圓需要下單邊0.5mm余量，最后安裝在儀表車床上，防止淬火過程造成變形和偏心；

3、材料采用45#淬火處理。

04試氣工裝

設計要點：

1.上圖為試氣工裝的參考圖。具體結構應根據產品的實際結構進行設計。思路是盡可能簡單地密封產品，使需要檢測的密封部分充滿氣體以確認其密封性

2.氣缸的尺寸可以根據產品的實際尺寸進行調整，還需要考慮氣缸的行程是否能滿足取放產品的便利性

3.與產品接觸的密封面一般采用優力膠，NBR橡膠圈等壓縮量好的材料，同時注意如果有與產品外觀表面接觸的定位塊，盡量使用白膠塑料塊，并在使用過程中覆蓋棉布，防止損壞產品外觀

4.在設計過程中，應考慮產品的定位方向，防止產品型腔內氣體泄漏和誤檢

05沖孔工裝

設計要點：上圖為沖孔工具的常用結構。底板作用方便固定在沖床工作臺上；定位塊作用為固定產品，具體結構根據產品實際情況設計，中心點圍繞方便安全的產品；

擋板的作用是方便產品從沖刀上分離；支柱起固定擋板的作用。上述部件的裝配位置和尺寸可根據產品的實際情況進行設計。

06焊接工裝

焊接工具主要起固定焊接部件的位置，控制焊接部件的相對尺寸，其結構主要是定位塊，應根據產品的實際結構進行設計。

值得注意的是，產品放置在焊接工具上時，不得在工具之間產生密封空間，以防止焊接加熱過程中密封空間壓力過大影響零件焊接后的尺寸。

07拋光治具

08裝配工裝

裝配工具主要用于組件裝配過程中輔助定位的裝置。其設計理念是根據組件裝配的結構，方便地取出和放置產品，在裝配過程中不損壞產品的外觀和表面，并在使用過程中覆蓋棉布以保護產品。

盡量使用白膠等非金屬材料。

09移印，激光雕刻工裝

設計要點：

根據產品位結構應根據產品實際情況的刻字要求進行設計。應注意產品取放的便利性和產品外觀的保護。與產品接觸的定位塊和輔助定位裝置應盡可能使用白膠等非金屬材料。

電子廠DIP峰焊爐具設計規范

1.目的：

規范波峰焊過爐夾具的設計/生產標準PPM質量工藝要求.

2.適用范圍：

本標準適用于深波峰焊爐夾具的設計和生產.

3．定義﹕

無

4．職責﹕

4.1.新產品引進時，產品工程師根據產品設計和試產會議記錄ME評估是否需要制作治具；

4.2.ME負責新治具的設計、驗收和現有治具的維護管理；

4.3.IE提供治具需求；

4.4.根據需要下訂單采購；

5．作業程序﹕

5.1.準備材料和材料﹕

5.1.1.設計峰焊夾具時，選用高阻高溫防靜電材料(一般采用玻璃纖維材料，客戶有特殊要求按客戶要求制作)； a: 合成石材質 b: 玻纖材質 c: 其它材質

5.1.2資料準備：a：Gerber文件 b：PCBA板

5.2.過爐夾具的較大外圍尺寸﹕420長(L) 320寬（W），治具寬度統一320MM,長度要根據PCB板材組合，為節省助焊劑噴霧量，治具長度方向盡可能短。(長度方向不能留下太多空余部分)；

5.3.夾具45o 倒角邊；

5.4.波峰夾具周圍有擋板，擋板間隙小于0.1mm(防止錫液流動PCB板)，前兩檔錫條平行峰值

5.5.焊錫面 D組件高度3mm以下的﹐治具厚度為4mm材料制作；

5.6.焊錫面 D組件高度(用h表示)為4mm>h>3mm(附件高度不超過4MM）﹐治具厚度為5mm材料制作；

5.7.采用8mm用料制作治具﹐ D組件高度小于3mm治具的位置必須打磨到4mm厚， D組件如高出5mm,治具采用5mm材料制作，底部加補丁，倒R角，治具總厚度低10mm;

5.8.為防止爐具堵塞在峰口，所有螺釘(螺釘)不能從爐具底部打，必須從元件面向錫面打；

5.9.主芯片底部有接地過孔焊盤(如數科)SK、KJ等)開孔過爐上錫；BGA焊盤中間如有過孔(通孔)，必須堵孔，防止冒錫造成不良；

5.10 .QFN封裝的IC為防止爐冒錫造成連錫，制作時必須封堵治具(制作前由產品工程師和產品工程師具體制作)PIE工程師確認)；

5.11.主板上有LED燈、紅外接收頭工藝要求浮動產品，必須在固定支架上制作，水平高頻頭部分型號需要增加彈性壓力片（根據具體型號，生產PE確定是否需要增加)；

5.12.在PCB沒有板焊錫面 T組件的位置需要在爐具上開錫導流槽，導流槽的深度一般控制在2mm左右；

5.13.治具周圍需開寬10mm﹐厚為2.5mm凹槽(軌道邊)﹐兩端銑弧倒R角﹐避免卡板或運行不暢。

5.14.治具周圍的固定擋帶寬度為12mm的FR4材料所制﹐且每隔95mm(60主板較小mm)鎖一顆螺釘， 兩個相鄰擋條的交界處需要用螺釘鎖緊，以避免治具變形﹐治具內必須標明治具的過爐方向、治具編號、適用型號等信息

5.15.治具周圍固定擋條的距離PCBA槽距為15mm﹐每距離定位壓扣90mm需鎖一顆, 固定擋塊定位壓扣距離為5mm﹐治具上定位PCB必須選擇每個壓扣位置PCB邊緣無組件干擾的位置。

5.保護治具 D組件槽的尺寸必須是B面 D組件絲印內側銑削，深度一般高于組件本體0.3mm以B面組件為準BGA、connect、CCD sensor等熱敏組件的深度需要高于組件本體的0.6mm打開并留下透氣通道，避免高溫造成不良。

5.保護治具 D組件凹槽至少1mm以上；

5.18.治具上必須開一對稱的取板槽，方便取放基板，取板槽位置必須無需DIP組件干擾的位置；

5.19.PTH組件的開口倒角應足夠大，以確保 T在組件凹槽壁不斷裂的前提下，盡可能增加倒角，倒角角度一般為140°傾斜角﹐降低錫流動阻力

5.20.錫面組件高度3mm以下﹐治具厚度為4mm材料制作 ,倒角必須大于140度.焊錫表面組件高度3mm以上﹐根據元件定制材料制作治具的厚度 ；

5.21.治具的內槽大小及PCB尺寸差不得超過0.2mm﹐同一批治具的外圍尺寸寬度誤差不得超過0.2mm(特殊情況下，工程師可要求在治具內槽做定位柱)；

5.22. 所有工具的設計和生產都需要考慮工藝防震；

5.23.插件元件與 D元件：

5.23.1.元件與底蓋密封邊緣的距離不得超過1.2mm.

5.23.2． T貼片元件與底蓋壁之間的距離應控制在0.5-0.8mm以上.

5.23.3．紅膠工藝 T貼片元件焊盤邊緣距離開孔壁之間距離不應小于1.5mm.θb在45°-60 °

5.23.4．元件引腳與開孔壁之間的距離不小于2.5毫米.

5.23.5． T貼片元件底蓋密封厚度在1.5—1.9mm及以上。.

5.23.6．距板邊較近元件引腳距離開孔邊緣不應低于5mm.

5.24. 所有治具與PCB接觸的面必須做平整且在同一平面內（0.2mm），不可有突起及凹陷現象；

5.25.治具上所使用的材料必須是不沾錫材料，且機械強度要足夠，不可以有翹曲變形。

1、夾具使用目的及效果

1）夾具的主要目的是為了將工件快速、準確地定位以及適合的支撐、維持，使在同一夾具上生產的所有工件都固定在特定的范圍內，保證產品的精密性和互換性。

2）使用夾具可以在各種加工、組裝等工作當中減少工作時間，進行高效率的工作。

3）可以將復雜的工作單一化，提高經濟效益，將只有熟練工完成的工作，完全可以由未熟練工來完成。

簡單地說，可以提高生產效率，保證產品質量及互換性維持和減小加工（組裝）費用。

2、夾具的種類及分類

夾具的種類可大致分為裝配用夾具，加工用夾具，檢查用夾具等。

1）裝配用夾具

作 為把單件通過結合，連接，焊接等方法裝配為完制品的夾具，需滿足以下條件：第一，工件的取放要容易，第二，所有的工作盡量在夾具夾緊的狀態下完成，第三， 工作條件要選擇較方便的位置進行，第四，零件要固定在正確的位置，最后，焊接的情況，要求俯視工作姿勢的作業性，一般可分為機械裝配夾具，焊接夾具，用粘 合劑的裝配夾具等。

（1）機械裝配夾具

可拆裝零件的螺栓連接、鉚接的裝配夾具、當前車身工廠的DRHINGE裝配夾具、車門鉸鏈左右結合裝置屬于這種類型，還有，為了與焊接裝配夾具或粘合劑結合夾具，也可以包括折邊機。

（2）焊接夾具

為了實現零件之間的結合采用焊接方式時用的夾具，用于DIP波峰焊接及 T回流焊接、普通電阻電焊、弧焊、惰性氣體焊接、氧氣焊等，現車身工廠大部分的夾具屬于焊接夾具。

（3）用粘合劑的裝配夾具

機械方法或焊接無法實現的裝配的情況，根據特殊的意義使用粘合劑方法。一般車身工廠使用的粘合劑釘牢部位HEM’G膠，用于加固及防音、防震等目的的乳白膠等。

使用的設備有車門、頂蓋、后備箱、T/GATE等大部分采用MOV’GPART手動自動涂膠的裝置。

2）加工夾具

加工夾具是用于支撐或固定工件的工具，可迅速、正確地定位加工對象，還有引導切削工具的功能。

一般包括車、鉗、銑、刨、磨、鉆等加工機械特性為依據的夾具。

3）檢查用夾具

為了正確檢查未裝配工件或已裝配工件來修改夾具及托架，或檢查裝配夾具及托架的磨損狀態及性能變化，或為了防止不良品投入下一道工序，實現產品的均衡的質量管理，一般使用的檢查用夾具為INSPECTIONCHECKER或CHECKER，CHECKER也可以定義為屬于一個特殊測量儀器類型的檢驗裝置。感謝關注數控自動化微信狹意的檢驗裝置是一個具有工件控制概念（定位加緊，支撐）的夾具上裝有測量儀器，廣義來講也可與測量儀器混論。

4）JIG&FIXTURE

將夾具&固定設備明確區分比較困難，一般地，夾具是指將工件定位、支撐、夾緊的同時還具有切削刀具導向裝置，但固定設備（FIXTURE）只具有定位、支撐、維持的功能。但是在功能方面，在車身工廠較多情況是復合使用夾具&固定裝置，可以認為相同，在歐美地區叫FIXTURE的情況較多，在日本稱為JIG的情況較多，韓國稱JIG的較多。

如果您有這方面的經驗，歡迎評論留言分享。