工装夹具设计标准化手册

1、、，.刖百随着我公司的不断发展壮大，能力不断提高，产品种类的不断增多，对工装夹具、检具、刀具的设计提出了更高的要求。工装设计的规范化、标准化已迫在眉睫。为此，在公司 各级领导和同事们的帮助和努力下，特此制定了本手册。工装夹具、检具、刀具的标准化旨在统一并规范其设计标准，进而提升设计速度与质量，提高工作效率，降低设计成本，进行集成化、模块化设计并充分优化组合，方便日后的维修、维护，使设计完全符合国家标准和企业内部标准，并为以后的改造创新奠定坚实的基础，促进工装夹具、检具、刀具的设计能力不断的可持续发展。本手册根据我公司的实际情况，结合个人的经验总结以及领导同事们的帮助和指教而编制出来的，因此只适

2、用于本公司内部使用。 在编制过程中，通过大量的表格与示图将常用 资料和标准分类并集中进行归纳、 总结，对设计进行统一、标准化，方便日后的查询和使用, 并使本手册更有条理和层次感。最后通过几个常用夹具、检具具体工装进行标准化的例子来 规范设计要求、统一设计标准。由于本人经验、知识有限，其中难免瑕疵，希望大家能予以谅解和批评指正。设计基础标准1图框：根据现实工装夹具设计的实际情况，可将图框分为以下7类，具体尺寸见表1-1。表1-1图纸幅面尺寸幅面代号A0A1A2A3A4A5A5-1宽度X长度841X1189594 X 841420X 594297X420210X 297148X 210105X 1

3、482图线：零部件视图经常采用不同颜色、类型和粗细的图线来表示，其中图线的颜色可以根据设计者自身的喜好选择，而不同类型的图线其粗细则有了明确的规定，现规定如下：见表 1-2。表1-2图线的类型与应用图线类型图线型式图线宽度般应用粗实线0.5可见轮廓线，可见过渡线细实线0.15尺寸线及尺寸界限，分界线及范围线，重合剖面的轮廓线，剖面线，螺纹牙底线及齿轮齿根线，弯折线，不连续同一表面的连线，引出线，成规律分布的相同要素连线，辅助线波浪线0.15断裂处的分界线，视图和剖视的分界线双折线0.15断裂处的边界线虚线 -0.15不可见轮廓线，不可见过渡线细点划线-s4 a. lai0.15轴线，对称中心线

4、，轨迹线，节圆及节线粗点划线|l0.5有特殊要求的线或面的表示线双点划线0.15相邻辅助零件的轮廓线， 极限位置的轮廓线，坯料的轮廓线或毛坯图中制成品的轮廓线，试验或上2用结构轮廓线，假想投影轮廓线，中断线3比例：为了在图纸上清晰表达机件的形状，结构及标注尺寸和技术要求，并使图纸幅面得到合理使用，图纸上的结构尺寸可选用1-3表中列出的比例表示， 也便于图样交流和统比例尺，提高绘图效率。表1-3图样比例原值比例1: 1缩小比例1 : 21 : 51 : 10n1 : 2X 10n1 : 5X101:n1X 10放大比例5: 12: 1n5X10 :12X10n： 11X10n： 14标注样式：不

5、同的图框，其标注样式也相应对应着不同的参数，以便更合理地使用图框空间并使标注样式与图纸幅面相应称，使人们看图更方便和舒适。现将不同图框的标注样式的关键尺寸规定如下，请见表1-4。表1-4标注样式图框箭头大小文字大小义字颜色文字位置调整标注精度线型角度A059白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000.00A14.57白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000.00A245白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000.00A33.53.5白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000.00A433白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000.00A52.52.5白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000

6、.00A5-11.21.2白色垂直上方,水平置中最佳效果0.0000.005视图表示方法：工装夹具设计图纸中，一律采用第一视角表示法。俯视图配置在主视图的下方，仰视图配置在主视图的上方，左视图配置在主视图的右方，右视图配置在主视图的左方，后视图配置在左视图的右方。一些简单的零件，如圆柱销，台阶销，立柱等简单圆柱类零件可以用一个主视图表示清楚的允许只画一个主视图，一些如立板，底板，加强筋等板类零件可以用两个视图表示清楚的允许只画两个视图，其他较复杂零件或难以用一个或两个视图表示清楚的零件必须绘制三视图，必要时需要辅助加上剖视或局部剖视图或比例放大、缩小等其他各类视图，以便将零件表示清楚，让使用者

7、能清楚明白所绘制视图的内容。6图面的布置：一张图纸中，一般包含 3个基本内容：标题栏、基本视图、技术要求。前 两者有固定的位置，技术要求要求写在视图面的空白处，一般安排在视图的偏下方。7标题栏样式：不同的图纸标题栏并不一样，具体可分以下4类，见表1-5。表1-5标题栏样式图纸类别标题栏样式零件图mm材料:公宁波勋辉电器有限公司严晶名林：XXK熙吐冰类加工管中S日啕白胡网花林匕as典呈iff*日制：lilK-总总-XX-X父行HF日啊我感n装配图, 装配亍裱励森电需 育限公司es和 X5EXXXXX41-U%支哲耳轩UM1 r商十LJK-_晌E度1二K-XXXX-XXF仲旦苫帆 一|第比砺甑rI

8、S我J前页塞规（直径W8mm）AL7A宁波勋辉电黠有限公司- -t： I 1:硬铅产品名称；XKXXGXXXX组合塞规株任X更改文件号签字日期日期图样标记数量比例日期 百期5J-XX-XXB期i英贝第页塞规（直径8mm）或环规C112宇波明辉电器仃Mi /：司j! 1 h ji 、B-匕其名怀：的t磊1 芍d编号.J-JH-XKhitJ更覆了性胃H班谀计日期图祥h 2她坦工例含犍 审棱日期 臼驯61:1客户=3*产品自济* XX 卢品国用，xmxo（M.日期共页第更钻套E:砧箕材料：瑛原合金亍波勖辉电器有限公司ZT7：本特h ff驶学H*应酬宜艮比制HWI1 :1钻套盘号!耳迷HtflIt理兵

9、 更-刀具刀名称材料：入心工宇波勋雁电器有限公司产品名穆：XXXXIT曲 .手痛blg国相较TAttfleraX1;LD-XXXX XX日到口财k M*W注：不同图幅的标题栏大小与图幅比例相对应。8剖面符号及画法：工装设计图纸中零部件材料的选择多种多样，不同零件的剖视符号及 画法也不一样。根据实际情况，现将工装设计中主要应用到的材料剖视符号及画法规定如下, 见表1-6。表1-6常用材料剖视符号及画法材料类别剖面符号及画法常用材料金属材料非金属材料透明材料微粒类材料Cr12、45#、硬质合金、硬铝合金、1Cr13、2Cr13尼龙，橡胶玻璃、塑料型砂、填砂、粉末冶金、砂轮、硬质合金片、陶瓷刀片液体

10、9工装夹具、检具、刀具编号：为了方便识别和使用，工装夹具、检具、刀具图纸编号均做出了明确的规定，见表 1-7。表1-7夹具、检具、刀具编号标准类别装配图编号零件图编号使用范围备注夹具K-产口口编-夹具编K-产品编号-夹具编号-零件图编号夹具可参检具J-产品编号-检具编号J-产品编号-检具编号-零件图编号检具及量具照表刀具无D-广口口编-刀具编刀具1-55二零部件选择及设计标准在工装夹具设计过程中，经常会采用到一些标准化的零部件，如内六角螺栓、气缸、轴承等，并且在工装夹具制作时所加工的原料毛坯尺寸都有一定的规格。因此，在工装夹具设计时必须充分考虑到以上因素， 尽可能标准化，进而提高工装质量及制作

11、效率， 降低制造难 度与成本，方便日后的维护与维修。1板类零件的设计标准：板类零件是工装夹具设计中应用最多的一种零件，根据不同材料、原料采购时的不同尺寸来规定不同的设计标准，这里主要规定板类零件的厚度标准，其长、 宽可根据实际情况进行设计。详见表2-1。表2-1板类零件设计标准材料设计标准45#原料尺寸121620253035404550设计尺寸101418232732374247Cr12原料尺寸172025303540455055设计尺寸151823273237424752硬铝合金原料尺寸121618202530354045设计尺寸1216182025303540451Cr13原料尺寸16设

12、计尺寸142Cr13原料尺寸22设计尺寸202常用零件材料设计标准：一副完整的工装夹具、检具、量具均由一系列零件组装而成，根据各零件的强度、硬度和使用要求对零件材料必须有明确的规定，常用零件详见表2-2。表2-2常用零件材料选择标准零件名称材料零件名称材料连接板硬铝合金/45#立板/立柱硬铝合金/45#定位板Cr12压头尼龙/45#定位销Cr12塞规/环规/卡规Cr12钻套、导套硬质合金无特殊要求零件45#63压紧部分设计标准：工装夹具对零件固定压紧时，一般采用手动或气动两种方式。其中手动压紧又可分为螺栓压紧和快速夹头压紧零件等压紧方式，气动压紧则一般采用气缸压紧零件。由现实使用情况，可将气缸

13、主要分为 SDAS和SC以及MF等类别。根据其截面和行程，可详细分为以下规格，可表示为SDAS-内径X行程、SC-内径X行程-S、MF-内径X行程-S, S表示附磁石。常用气缸见表 2-3 o表2-3气缸的分类规格SDAS内径12163240506380100行程每5mm 一级SC内径40506380100125160200行程行程w 200mm,每 25mm 一级；彳200mm,每 50mm一级MF内径20253240行程行程w 200mm,每 25mm 一级；彳200mm,每 50mm一级气缸的内径与行程根据零件的工装夹具的实际情况进行选用的，内径大的气缸在同等气压的情况下，压紧力也相应增

14、大。无特殊说明，只采用附磁性气缸。手动压紧零件除了使用螺栓压紧之外，主要采用快速夹头压紧零件。根据实际使用情况，快速夹头主要分为 JA系列和KL系列。根据快速夹头头部和手柄运动方向，可分为以 下四种类型。见表 2-4。表2-4快速夹头类别类别JA系列/KL系列夹头运动力向手柄运动力向使用频率垂直式90旋转压紧时,手柄由水平转向垂直水平式90旋转压紧时,手柄由垂直转向水平较多前后移动压紧时,手柄由水平转向垂直较多门闩式前后移动压紧时,手柄由垂直转向水平很少JA系列和KL系列在使用时可随机选择，其大小可根据零件和工装的实际情况考虑, 越大的快速夹头压紧力越大。采用螺栓压紧零件时， 考虑到可以采用体

15、积较小且可灵活操作的内六角扳手，因此一般采用内六角螺栓。4轴承设计规范：工装夹具设计过程中，经常会采用到直线滑动轴承来做精确导向。该轴承的种类很多，根据实际使用情况可将该轴承分为以下几种规格。见表 2-5。表2-5常用直线滑动轴承类别及规格类别规格内径（mm）总长（mm）示意图LM系列LM20UU20421ILM25UU2559LM30UU3064LMO L系列LM20LUU2080-LM25LUU25112卜LM30LUU30123LMF/LMK 系列LMF/LMK20UU2042一-LMF/LMK25UU2559-LMF/LMK30UU3064以上所介绍的是直线滑动轴承，也是应用最广泛的一

16、类。实际使用过程中，有时也会应用到滚动轴承，如 TT129钻序夹具中应用到的 6005深沟球轴承。工装设计实际常用的滚动轴承一般主要包括 60000型（深沟球轴承）、70000c型（角接触球轴承）、30000型（圆锥滚子轴承），应用轴承时可优先从其中选择。5弹簧设计规范：弹簧作为能量缓冲和能力蓄积的一个重要元件，在工装夹具、检具设计中应用非常广泛，特别是压力较大、结构较复杂的装配类和检验类工装更是不可或缺的一个重要部件，如轴承、衬套装配夹具，气密性检测检具等。另外，在有些工装中加入弹簧对工装的使用也会起到很好的辅助作用。因此选择一个合适的弹簧也对工装的成功设计起到很大的作用。根据现实弹簧的使用

17、情况，对工装设计中常用到的弹簧进行总结如下，见表2-6。表2-9常用弹簧及适用范围弹簧种类适用范围使用频次模具弹簧轴承、衬套装配类夹具，气密性检测检具，冲压夹具等较多压缩弹簧反贴夹具，手动压板夹具，浮动销等一些浮动装置较多r. .拉黄手动压板类夹具等较少M三簧、扭簧等工装零件限位等很少86钻套、导套设计标准化：钻序工装大部分都需要钻套用来对刀具进行导向，一些检具如位置度检具等同样也需要导套对检测销进行导向。现使用中的钻套、导套总体可分为台阶式和直立式，考虑到制造工艺性和制造难度，一般优先选用直立式钻套或导套。虽然钻套或导套规格繁多，但其与连接板配合的外径及配合公差在使用中均有了明确的规定。详见

18、表2-7。表2-7钻套、导套设计规格类别钻套、导套规格(mm)公差等级直立式内径1-22-44-66-88- 1010-1212-1515-1818-22n6外径6810121618222630台阶式内径1-22-44-66-88-1010-1212-1515-1818-22n6外径6810121618222630台阶1012141620222630357常用螺纹底孔标准化：螺纹加工是一个非常重要也是广泛应用的工艺，对常用螺纹底孔进行规范及标准化对工装夹具、量具的设计亦非常重要。现将常用螺纹所对应的底孔及检测塞规做出如下规定。见表 2-8。表2-8常用螺纹底孔标准螺纹类别螺纹规格底孔尺寸(mm

19、)塞规尺寸(mm)普通公制螺纹M2.5?2.1 (+0.03Z-0.08)T?2.1 (-0.069Z-0.073 )Z?2.1 (+0.03Z+0.026)M3?2.5 (+0.09Z-0.04)T?2.5 (-0.023Z-0.029 )Z?2.5 (+0.09Z+0.084)M3.5?2.9 (+0.11Z-0.05)T?2.9 (-0.033Z-0.039 )Z?2.9 (+0.11Z+0.104)M4?3.3 (+0.12Z-0.05)T?3.3 (-0.030Z-0.037 )Z?3.3 (+0.12Z+0.113)M5?4.2 (+0.13Z-0.06)T?4.2 (-0.040

20、Z-0.047 )Z?4.2 (+0.13Z+0.123)M6?5.0 (+0.15Z-0.08)T?5.0 (-0.060Z-0.067 )Z?5.0 (+0.15Z+0.143)M8?6.8 (+0.11Z-0.15)T?6.8 (-0.126Z-0.134 )Z?6.8 (+0.11Z+0.102)M10?8.5 (+0.17Z-0.12)T?8.5 (-0.096Z-0.104)Z?8.5 (+0.17Z+0.162)M12?10.3 (+0.14Z-0.19 )T? 10.3 (-0.161Z-0.171 )Z? 10.3 (+0.14Z+0.13)M14? 12 (+0.21Z-0

21、.16)T? 12 (-0.118Z-0.133)Z? 12 (+0.21Z+0.195)9螺纹类别螺纹规格底孔尺寸(mm)塞规尺寸(mm)普通公制螺纹M14x1?13 (+0.15/-0.08)T? 13 (-0.051/-0.061 )Z? 13 (+0.15/+0.14)M33x1?32.1 (+0.15/-0.08 )T?32.1 (-0.053/-0.063)Z?32.1 (+0.150/+0.142)M34x1?33 (+0.15/-0.08)T?33 (-0.053/-0.063)Z?33 (+0.15/+0.14)挤压螺纹M3.5?3.19 (+0.08/0)T?3.19 (+

22、0.01/+0.006)Z?3.19 (+0.08/+0.076)M4?3.65 (+0.08/0)T?3.65 (+0.01/+0.006)Z?3.65 (+0.08/+0.076)M5?4.59 (+0.08/0)T?4.59 (+0.01/+0.006)Z?4.59 (+0.08/+0.076)M6?5.49 (+0.1/0)T?5.49 (+0.014/+0.009)Z?5.49 (+0.1/+0.095)M8?7.36 (+0.13/0)T?7.36 (+0.016/+0.01 )Z?7.36 (+0.13/+0.124)G3/8密封管螺纹G3/8?15 (+0.05/-0.15)T

23、? 15 (-0.131/-0.138)Z? 15 (+0.05/+0.043)G3/8非密封管螺纹G3/8?15.25 (+0.15/-0.15)T?15.25 (-0.121/-0.131 )Z?15.25 (+0.15/+0.14 )英制管螺纹G1 1/4?44.845 (+0.64/0)T?44.845 (+0.061/+0.039)Z?44.845 (+0.640/+0.618)G3/4?24.5 (+0.15/-0.38 )T?24.5 (-0.331/-0.349)Z?24.5 (+0.15/+0.132)美制粗螺纹8-32UNC-2B?3.4 (+0.13/-0.09)T?3.

24、4 (-0.070/-0.077 )Z?3.4 (+0.130/+0.123)10-24UNC-2B?3.9 (+0.06/-0.21)T?3.9 (-0.18/-0.19)Z?3.9 (+0.06/+0.05)6-32UNC-2B?2.8 (+0.09/-0.15)T?2.8 (-0.126/-0.135 )Z?2.8 (+0.09/+0.08)5/16-18UNC-2B?6.6 (+0.13/-0.18)T?6.6 (-0.144/-0.157 )Z?6.6 (+0.130/+0.117)10-32UNC-2B?4.1 (+0.06/-0.13)T?4.1 (-0.110/-0.117)Z

25、?4.1 (+0.06/+0.053)注：“T”指通规，“Z”指止规。108法兰盘设计标准：车序是机械加工中的一项非常重要也是应用非常广泛的工序，由于机床和零件的大小、规格不一，从而引起与机床连接的法兰盘规格也不一致。我公司现使用的车床大体上可分为普通车床、数控车床、仪表车床。工装夹具使用的机床一般都是数控车床和仪表车床，现对以上两种车床的法兰盘尺寸规格做出如下规范。见表 2-9。表2-9法兰盘规格机床类别规格（mm）与机床连接法二盘分度直径（mm）拉杆连接螺栓备注数控车? 160X 25? 120无M8设计时，夹具体和零件严禁超出法兰盘? 200X 25? 180M10? 250X 25M1

26、0? 300X 25M10仪表车? 108X 15?87M12M8可根据实际情况改变结构9螺栓孔设计标准：在工装夹具、检具设计过程中，不可避免会用到螺栓连接。在我公司若无特殊要求，一般均采用内六角螺栓对各部件进行连接。由于不同规格的螺栓尺寸不一致，设计过程中的螺栓孔的设计也必须与之对应，根据国家标准和公司实际使用情况，对内六角螺栓孔的设计做出如下规范，见表2-10。表2-10内六角螺栓孔设计标准规格M1.6M2M2.5.M3M4M5M6M8M10M12M16M20沉孔?3.3?4.3?5?6?8? 10?11? 15?18?20?26?33深度1.82.32.93.44.65.76.89111

27、317.521.5通孔? 1.8?2.4?2.9?3.4?4.5?5.5?6.6?9?11?13.5?17.5?22注：如有特殊要求，可适当缩小相关尺寸。10内六角圆柱头螺钉选择标准： 在实际工装设计过程中， 采用螺栓连接时，基本上均采用 内六角圆柱头螺钉进行连接。 在选择和使用内六角螺钉的时候须符合国家标准， 现将常用内 六角圆柱头螺钉的设计主要尺寸摘录如下，详见表 2-11。11表2-11内六角圆柱头螺钉（GB 70 85摘录）螺纹规格dM4M5M6M8M10M12M16M20M24K45681012162024d278.5101316182430361范围6-408-5010-6012-

28、801610020120251603020040200全螺纹l &202530354045556580l系列（公称）8, 10,12, (14), 16, 2050 (5 进位)，(55), 60, (65), 70160 (10 进位),180, 200注：括号内规格尽可能不采用。11螺母选择标准：与螺纹连接件相配的螺母在实际生产应用过程中也非常广泛。螺母根据厚度大小可分为普通六角螺母和薄螺母，在设计选择螺母时，可以根据实际情况综合考虑，但必须要符合国家标准。现将常用螺母设计的主要尺寸摘要如下。见表 2-12。表2-12六角螺母（GB6170 86摘录）r百3必7sm _螺纹规格DM4M5M

29、6M8M10M12M16emin7.668.7911.0514.3817.7720.0326.75smax781013161824m(max)六角螺母3.24.75.26.88.410.814.8薄螺母2.22.73.245681212定位销设计标准：大多数零件定位时， 均需要定位销来限定其位置。在没有特别说明的情况下，设计定位销时，需遵循以下几个原则：1）采用台阶销时，与连接板配合部分配合公差选择H7/n6,与零件定位部分公差选择零件最大实体尺寸+g6 （若该定位孔未加工，则与零件配做）。2）定位销的台阶数量尽可能w3,以保证其同轴度。3）若单靠配合定位销有可能脱离连接板的危险，如处于车床连

30、接法兰盘偏心位置的定位销，倒立的定位销等，此时需要用螺栓或其他方式将定位销与连接板进行刚性连接，防止定位销脱离。4）若有两个定位销同时定位时，其中一个必须削边，且装配时，长边必须与两定位销连线方向垂直，以补偿中心距误差。见图 2-1。图2-1削边销装配方向示意图13三工装结构及设计标准工装夹具原则上整体可分为两部分：定位与夹紧。如何限制好零件的六个自由度（三个平动自由度，三个旋转自由度），以及施以合适的夹紧力（既不使零件变形，又会固定好 零件不至于工作时松动）是设计好一个成功工装夹具的基础。虽然从结构设计上工装夹具可以说是千变万化，更甚者会跟随着设计者的习惯和喜好，但从我公司的实际工装夹具设计情况依旧可从中归纳、总结出一些常用的、典型的结构及设计要求，继而汇集成内部标准，为 日后的设计工作提供便利和参考。14四安全设计标准工装夹具、检具是机械加工、检验不可缺少的一部分，并直接影响到产品的质量和生 产效率，运用非常广泛。然而在工装夹具、检具设计过程中，必须将安全放在第一位，必须 在确保人员操作安全的前提下进行工作。“安全第一”是生产操作的第一原则，因此，在工装夹具、检具设计阶段， 就必须将安全因此考虑其中，进而对工装夹具、检具的安全设计提 出了更高的要求和