工裝設計中的一些技巧

摘 要：因地制宜是在企業從事技術工作的立足點。在長期的工廠實踐中，接觸到不少儀器儀表零件，并設計了大量工裝，其中有一些是在車間現場完成設計工作的，多年來在小型工裝的設計和制造上積累了一些技巧，以供大家參考。

關鍵詞：工裝；工裝設計；設計技巧

中圖分類號：F71文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）04-0295-01

1 工裝圖紙上形位公差的標注

由于專用工裝是單件生產，其圖紙上標注形位公差，必須要和大批量生產方式相區別。而某些檢測方法要考慮受到工裝單件生產方式的限制。當形位公差檢測項目需設計專用的檢測工具時，將是不經濟的。

另外形位公差的14個項目以及相關公差帶、延伸公差帶，目前某些部分受到檢測技術和設備條件的限制。

考慮到上述問題，本人認為下列內容應盡量避免在圖紙上標注：

（1）圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度。因檢測時要用到專用的設備。

（2）位置度。當用在控制孔組的相互位置誤差時，要用到綜合量規。

（3）最大實體原則和延伸公差帶。

2 工裝零件的加工、選材及熱處理

如圖1所示鉆模本體零件，內腔要求淬硬至HRC55以上，另外需在圖示位置作鉆套孔。為提高鉆具整體剛度，避免熱處理后的精加工，在把毛坯整體淬火后進行線切割成型。考慮到淬火后硬度高，鉆套孔也可由線切割割出。把原來的分體式結構改成了整體式。在小型工裝中類似工件很多，這和一些常規加工方法相比，用線切割總體上不會增加成本，而且工件成形效率大大提高。

另外，工裝中一些定位、導向元件，考慮到工廠熱處理工藝的可行性及單件生產的特點應少選用低碳鋼滲碳淬火（一般廠家要發外加工），而多取常用材料，如工具鋼T8A、T10A等。同樣考慮到單件生產，盡量少采用鑄件，而采用拼裝件，稍大的箱體類工裝件可采用焊接件等。這樣可縮短制造周期，節約成本。

3 用活動模塊解決零件多基準問題

如圖2所示折邊零件，尺寸A、B分別從二個基準標出，設計的鉆模要求保證各孔位置。則工件按尺寸B定位后，可再增加一活動模塊從左邊定位（靠住折邊內檔如圖3），再分別對工件和活動鉆模板壓緊。雖然保證的是內檔尺寸C，但誤差很小，僅是板材厚度誤差，用一套鉆具解決了零件多基準定位問題。這樣的零件在儀器電氣箱組件中較多見到。

4 多采用定位加壓緊裝置

在鉆模設計中，常碰到如圖4零件，大孔已加工完畢，要加工二小孔，保證尺寸A。零件寬度尺寸B及孔至底面D尺寸誤差較大，顯然工件以一面一菱形銷定位及側面定位都不合適。這時可采用大孔定位，用導向活動支塊對D面

進行定位并支緊。定位簡圖如圖5所示。這里導向塊只起一點定位作用，即限制工件轉動。這樣的定位方法對尺寸C沒有要求，可降低對工件的精度要求。

5 壓緊程序的先后會影響定位

如圖6所示角鐵零件在工裝中定位，如先從A向壓緊，則工件右側面應作為三點定位，如先從B向壓緊，則工件底面應作為三點定位，即先壓緊的面作為三點定位。如圖中要保證尺寸L，則應以底面作為定位基準，先由B向壓緊，A向如需壓緊，也只能作為輔助，或者右側面改成二點定位后再壓緊，以免工件由于過定位而產生變形。

6 以工件大平面定位時，工裝上應設置支承釘

如平板型零件正面和側面都需鉆孔，以大平面定位時，平面上的鐵屑會影響到側面孔的尺寸，為消除定位誤差，工件的定位平面應采用四個等高的支承釘（可在壓入后同磨削）。

本文雖是作者設計小型工裝的經驗，舉的例子也較簡單，但工裝設計的原理是相通的。設計大型工裝時，在工裝的加工、裝配和工件裝夾上和小型工裝是有所不同的，如要側重考慮工裝的剛性，多采用裝配、焊接結構，還要考慮工裝的吊裝變形等等。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。