工装夹具设计标准
武汉德宝机电设备制造有限公司
工
装
夹
具
设
计
标
准
版次：OR
目录
一、底板 (3)
二、调平机构 (5)
三、支座 (6)
四、基准球座及测量安装座 (6)
五、调整垫 (6)
六、导向板 (7)
七、限位块 (8)
八、绝缘垫片（材质为尼龙1010） (8)
九、可调机构 (8)
十、压头和支撑块 (10)
十一、外购件的选择 (13)
十二、钢板间隙 (13)
十三、焊接夹具的通用公差 (14)
十四、焊接检具的通用公差 (14)
十五、制图 (15)
十六、夹具编号原则 (18)
一、底板
1、夹具底板要求采用Q235-A板材和型材焊接而成，底板的焊缝采用非连续焊缝，
焊缝高度为5mm，焊缝长度大于600mm采用间断焊，每条焊缝长度不小于125mm，焊缝总长度不小于焊接总长度的1/2。焊缝要求牢固，光滑平整，不允许有夹渣、气孔等缺陷，底板焊接后应经热处理退火消除应力。
2、夹具的底板加工后的厚度为20～30mm；(注意：为了方便运输，底板的宽度尺寸
应小于2200 mm ) 底板周边的槽钢开口向外，中间加强用的槽钢间距不宜大于1000mm。
3、长度尺寸L<1280mm，宽度尺寸B<500mm (或台面面积<0.64平方米)，底板加工
后的厚度为20mm ，槽钢为10号槽钢；脚轮选用∶科顺4-4109-929-BRK4和4-4108-929(承重1080公斤)。
4、长度尺寸1280≤L<1600mm，宽度尺寸500≤B<700mm (或0.64平方米<台面面积
<1.12平方米)，底板加工后的厚度为20mm ，槽钢为14b号槽钢；脚轮选用∶
科顺4-5109-929-BRK4和4-5108-929(承重1360公斤)。
5、长度尺寸1600≤L<2000mm，宽度尺寸700≤B<800mm (或1.12平方米<台面面积
<1.6平方米)，底板加工后的厚度为25mm ，槽钢为16号槽钢；脚轮选用∶
科顺4-6109-929-BRK4和4-6108-929(承重1640公斤)或7-10609-979-BRK1和7-10608-979(承重5448公斤)。
6、长度尺寸L>2000mm (或台面面积>1.6平方米)，底板加工后的厚度为30mm ，
槽钢为20号槽钢。
7、如果是旋转夹具，则底板采用60mm * 60mm * 5mm的方钢管。
8、如果是涂胶架，则采用50mm * 50mm * 4mm的方钢管。
9、底板的上表面（即安装基准面）的平面度为IT8级，表面粗糙度3.2。
10、底板的加工基准边
基准边一般长60mm，宽5mm。
设计布置图如下：
11、底板上测量基准孔(主要是三座标检测用)
设计形式如下：
其中3－φ10H7的基准孔为通孔，3-φ30的沉头孔深2mm。加工时应随底板的安装基准面一次性加工而成。
基准孔至少要三个，它的布置必须是非直线，而且形成的三角形的区域尽量大，应该布置在支撑块的支座形成的多边形的外部，同时应考虑三座标在夹具装配完成后
检测探头的可接近性。
12、底板的安装基准面上若需刻坐标网格线，坐标网格线的深度0.2 mm，宽度
线距为100或200mm，并在刻线的两端刻上坐标号，坐标号应与汽车产品图上的
坐标号相一致。（根据客户需求）
13、底板上应最少有横竖各一条测量基准槽，其截面宽度为10 mm 、深度为5
mm、一边为直角的倒梯形槽(当边长大于2米时应平行对称布置两条，间距一般
为1米)。（根据客户需求）
设计图示如下：
14、安装螺钉如无特殊要求均采用8.8级内六角螺钉。
15、吊环螺钉:当夹具重量小于1吨时用M16；1～2吨时用M24；2吨以上用M30
(底板上仅制孔，不装吊环螺钉)。
二、调平机构
16、底板固定在地面的方式有可调式地脚螺钉。
17、在任何情况下，采用的各种固定方式都不能引起设备的几何精度发生变化。
18、在一些手动设备特殊的情况下，可以采用1个支撑的固定方式。
19、对于底板尺寸小于1.2m * 1.2m，需要使用3个支撑，并且足够保证固定。
3个支撑的布置采取三角形，以保证设备的最佳稳定性。
20、对于底板尺寸超过1.2m*1.2m，选取支撑的规则如下：
尺寸在1.2m和2m内————————————————— 4支撑
尺寸在2m和4m内—————————————————— 6支撑
三、支座
优先选用“通用标准库”中的TOPZ0001/TOPZ0002/TOPZ0003、TOPZ1003/TOPZ2003各种高度的支承座或L形安装座或支承过渡座。
四、基准球座及测量安装座
1、优先选用“通用标准件库”中的TOPC0002/TOPR0002。
2、基准球座至少要三个，应该布置在支撑块的支座形成的多边形的外部。它的布置必须是非直线，而且形成的三角形的区域尽量大。
3、基准球座也不能布置在机器人焊钳或手工焊钳的运动轨迹上。
4、测量安装座的布置应保证ROMER可接近，且不与焊钳，焊钳的吊挂装置等发生干涉，数量根据具体夹具形式来定。“通用标准件库”中备有ROMER的模型，可进行检测位置的模拟。
5、在一些情况下，如果夹具允许，测量球可直接布置在底板上（如：包边设备，样架等）。
五、调整垫
a)优先选用“通用标准件库”中的TOPD****。
b)调整垫的理论设计厚度和数量一般根据客户的需求而定。（如神龙汽车有限公
司焊接夹具一般要求一组调整垫的数量不能多于3片）
c)调整垫的常用规格为：0.2、0.3、0.5、1、2、4、5mm。
六、导向板
1、使用导向板是为了防止放错工件（小件），便于装件等。工件边缘与导向板之间的距离为2mm，导向板的调整范围为±5mm，工件刚好脱离定位销时，靠近导向板的工件边缘规定为导向板的弯曲位置。
2、焊钳导向处的材料为铬锆铜（CuCrlZr）,同时要考虑焊钳导向板和支座之间的绝缘;（即加绝缘垫和绝缘套筒等）
推荐板厚：最小16mm
手持移动式焊点导向板由于要减轻焊点导向板的重量，推荐使用CESTILENE HD 1000R （苹果绿色）材料；
推荐板厚：最小20mm
(焊钳导向板示意图)
焊钳导向板导槽优先选用V形，也可采用U形。在V/U形槽边缘加工5*30°导角作为预留磨损量（一般为5mm左右）。
绝缘垫和绝缘套筒的材料一般采用不易破碎的胶木，推荐使用树脂胶木。
固定式焊钳导向板一般安装在装配钢板的下面，与钢板表面平行，距离为2－5mm。
七、限位块
推荐选用U形限位块，用于大翻板或者定位销、螺柱导套等处，定位精度比较高，且重复定位比较稳定。既可保证夹紧后压头与支承块的间隙，也可在夹紧部件倾斜布置时，保证压头的几何位置。
参考“通用标准件库”的TOPX****。
八、绝缘垫片（材质为尼龙1010）
1、优先选用“通用标准件库”中的TOPJ****
2、绝缘垫片有M6、 M 8两种垫片
M6螺栓绝缘套代码为TOPJ1001-H=*（H=8、10、12、18四种规格）
M8螺栓绝缘套代码为TOPJ2001-H=*（H=10、12、18、20四种规格）
φ8销绝缘套代码为TOPJ2001-H=*（H=10、12、16、18、20五种规格）
九、可调机构
（一）定位销
1、与主定位销不平行的定位销必须采用伸缩销。
2、优先选用“通用标准件库”中定位销TOPDX***。
3、定位销工作表面形式：圆柱形、菱形、削扁、带缺口（如下图）
4、选用材料：20Cr
热处理：渗碳淬火，渗碳深度1.2mm （直径小于12mm ）-1.5mm （直径大于12mm ），表面硬度要求HRC48-52。
5、装在磁场内的定位销选用材料为不锈钢，仅对工作表面进行渗氮处理；
6、定位销直径：
主定位销直径＝定位孔名义直径－0.2mm 辅定位销直径＝定位孔名义直径－0.5mm 定位销的加工公差： 0 /－ 0.05
7、定位销的工作表面：定位销截面可以是圆形、菱形、削扁或圆形带缺口的。（如下图）
（二）定位销座
定位销座推荐的形式，如下图：
菱形定位销
圆形定位销削扁定位销
带缺口定位销
△ 注意：定位销座销孔不得为盲孔。 （三）设计形式
定位销设计安装形式应为二维或三维可调型。
十、压头和支撑块
1、厚度
- 18 ± 1 mm.
- 最小 37 (+1/0 )mm------用于与外观零件接触的支撑块和夹紧器压头 (门外板，顶盖，等...)。 支撑块和压头的厚度相同。
定位销直径
A
B
C
D
E *
F
I
R
S
T
U
? ≤ 20
12
90
30
9
5,5
20
20
47,5
15
16
14
20 < ? ≤ 40
20
95
40
11
7,5
20
30
47,5
20
26
22
40 < ? ≤ 60
30
110
40
11
7,5
30
30
57,5
25
26
32
2、材料
42 CrMo ，热处理方式：工作表面采用淬火（淬火深度：2 mm)，表面硬度可达到 HRC 55。
对于外观零件的压头 (如 :侧围，门，顶盖…) 在现场调试后进行热处理，火焰淬火和水冷却。 3、特殊情况
接触铝制零件的压头和支撑块 : - 表面抛光 : Ra ≤ 0,2 mm
- 周边圆角 : r ≥ 5 mm 仅对厚度 37 mm 。 4、压头压紧方式
（1）压头的压紧力一般要求垂直于工件的厚度方向。 具体如下图：
1个锁止自由度 2个锁止自由度
支撑 旋转参考
定位区
理论位置铰接轴 旋转轴的
（2）夹紧器正常情况下夹紧钢板，压头所允许的最大倾角15°。
铰接轴
压头
钢板 支撑
le
5、支撑块和压头的可调
支撑块设计时应确保在功能方向的一维或二维可调，特殊情况可设计为三维可调，另外在设计支撑块或压头时应尽可能选取平面处，尽量不要选取复杂的型面做为定位支撑面。
压头与压紧臂在设计时应尽可能分开可调，不要做成一体。
十一、外购件的选择
1、脚轮(向荣、科顺)；无油轴套(嘉善) ；电机采用SEW或FLANDER产品；
2、气缸类
（1）常用的气缸有：普通型、封闭式、耳环式、销钉缸四种。一般选用SMC公司的产品(特殊情况下也可选用FESTO的气缸，比如要求单独发信号时)。若客户无要求，可选用国产气动元件品牌：如烟台FAST等
耳环式夹紧气缸优先选用CK1A型。
吊具气缸采用锁紧气缸（CAN系列和CLS系列）。
行程超过400mm的气缸必须安装防尘护套。
（2）CNOMO标准缸的选用原则：
客户要求；一个零件上有多个方向和多个支撑，尤其是在装焊厚度较厚的零件时。
3、手动夹紧器(GOOD HAND) ；
优先选用：GH-701-D, GH-701-K, GH-702-D, GH-702-K；GH-304-CM, GH-305-CM, GH-304-EM, GH-305-EM, GH-304-HM, GH-305-HM。
十二、钢板间隙
1、一般情况(e≤ 1.5mm)
焊接: 压头/支撑块间的间隙 =【标准厚度e *（1+ 6% ）】(+0.1/0) 其中标准厚度e＝压头和支撑块之间所有零件的厚度之和
2、包边:
包边机的理论厚度 (凹模和镶块间) ＝【标准厚度 *（1+ 6% ）】(+0.2/+0.1) 其中标准厚度e＝凹模和镶块间之间所有零件的厚度之和
3、板厚较厚零件(e>1.5 mm)
压头/支撑块间的间隙 =【标准厚度e *（1+ 6% ）】(+0.05/0)
其中标准厚度e＝压头和支撑块之间所有零件的厚度之和
十三、焊接夹具的通用公差
1、支撑面，压头和定位块的公差 : ± 0,20 mm
2、固定和活动定位销的公差 (在带气压的工作条件下) : ± 0,10 mm (参照零件的位置)。
3、底板的参考坐标点 : 平行度 = 0,05 mm 在共同的区域。
4、对于焊接设备上同时加工几个部件的情况，它们之间（定位销，支撑面）的最大偏差不超过 0,20 mm 。
5、焊接或其他方式的底板的平面度和曲率，在长度小于1000时最大不超过0,05，在长度大于1000时最大不超过0,1 。验收的必要条件：至少有4个支脚. 供应商负责提供所需的布置以满足这个条件。
6、水平面上定位孔与定位孔之间的公差为±0.02mm，粗糙度为1.6um。
7、所有的定位孔与基准面的公差为±0.05mm，粗糙度为1.6um。
8、翻转机构的重复到位精度为±0.2。
9、精度孔的同心度、平行度、垂直度的精度容许误差在0.02mm以下。
十四、焊接检具的通用公差
1、通用公差 :± 0.20 mm
2、定位基准（支撑和定位销）的位置公差：± 0,10 mm
3、基准平台的平行度：= 0,05 mm
4、对于同一规格型号的多个检具，它们之间的偏差不能超过0.20 mm。
5、焊接的机器检测平台或其它平台的平面度及平整度，长度小于1000的，最大不得超过0,05；长度超过1000的，最大不得超过0,1。检测平台用4脚支撑。必须遵守验收条件。
6、用于建立车身坐标系的基准小球：球度：0.05mm，基准球空间位置度：0.1mm。
7、基准球位置坐标值的确定方法：用定位元素拟合车身坐标系，在此拟合坐标系中确定基准球位置坐标值，作为基准球的理论坐标值。在以后的所用过程中，使用基准球心理论坐标值建立车身坐标系。
十五、制图
（一）尺寸标注
要求设计基准和加工基准统一的原则。
（二）图幅图面
一般用A3、A4两种图幅，必要情况下可用更大图幅。A3图纸采用横向，A4图纸采用竖向。
（三）各种安装面及非安装面光洁度的要求
一般安装面的表面光洁度至少Ra3.2，非安装面的光洁度为Ra6.3，底板上大的非安装面达到Ra12.5即可。
（四）各种材料热处理技术要求：
（1） 45钢调质处理技术要求：
1、热处理：HB220-250
2、未注形位公差按照 GB/T1184-H
3、未注线性公差按照 GB/T1804-m
4、孔口、锐边倒角 1×45°
5、表面发黑
（2） 45钢淬火处理技术要求：
1、热处理：HRC40-45
2、未注形位公差按照 GB/T1184-H
3、未注线性公差按照 GB/T1804-m
4、孔口、锐边倒角 1×45°
5、表面发黑
（3） Q235钢焊接技术要求：
1、本件为焊接件，焊接质量符合《机械工程用焊接标准》
2、型材表面为非加工面
3、焊后非加工面，焊接加工至Ra6.3。
4、未注焊缝均为连续焊缝，焊缝高度5mm，焊缝长度大于600mm时采用间断焊，每条焊缝长度不小于125mm，焊缝总长度不小于焊接总长度的1/2
5、焊接无缺陷，牢固，焊后打磨，焊缝光滑
6、焊后退火消除焊接应力
7、未注形位公差按照 GB/T1184-H
8、未注线性公差按照 GB/T1804-m
9、孔口、锐边倒角 1×45°
10、非工作表面喷底漆防锈漆及面漆
（4）底板孔位图通用技术要求：
1、底板基准A上以相互垂直的基准B、C为基准刻出座标网络线，网络线
的间距100±0.05，线深0.2，线宽0.2，网格间的平行度和垂直
度的允差为0.05，在网格线对应位置标记座标号；
2、螺纹孔与螺纹孔、螺纹孔与销孔的尺寸公差为±0.2；
销孔与销孔之间的尺寸公差为±0.02；
销孔与基准面之间的尺寸公差为±0.05；
与基准边的角度公差为±5′。
3、锐边倒钝
（5） 20Cr材料技术要求：
1、渗碳淬火1.5mm，HRC48-52
2、未注形位公差按照 GB/T1184-H
3、未注线性公差按照 GB/T1804-m
4、锐边倒角 1×45°
5、表面发黑
（五）图样与工件在图纸中的表达方式要求
总图、部件图上应标注：夹具轮廓尺寸、操作高度、坐标线（尽量与汽车坐标线统一）、坐标基准、坐标基准孔、各部件的安装位置、汽缸位置、所有定位尺寸坐标基准孔应相对于坐标线标注，在图中按汽车产品件在汽车中的实际位置建立汽车坐标；同时按夹具的基础建立坐标系。在夹具上有产品图的摆放位置，并用细双点划线绘出。设计时应注意焊点的坐标位置，必须留有充分的焊钳工作空间位置，便于施焊。用双点划线表示焊钳的外形。
（六）、左右对称件制图的原则
一般左右对称件，仅绘制右件图，在2D图中注明
“注：
TOP****-***-***（右件图号）如图所示，
TOP****-***-***（左件图号）与之对称”。
（七）、常用材料及标准件对应的国标号
Q235-A GB/T 700-1988 热轧槽钢 GB/T 707-1988 热轧钢板和钢带 GB/T 709-1988 热轧扁钢 GB/T 704-1988 热轧圆钢、方钢 GB/T 702-1986、GB/T 705-1989
热轧等边角钢 GB/T 9787-1988 热轧不等边角钢 GB/T 9788-1988 结构用和输送流体用无缝钢管 GB/T 8162-1999
内六角螺钉 GB/T 70.1-2000 内六角平端紧定螺钉 GB/T 77-2000
六角头螺栓全螺纹 GB/T5783-2000 吊环螺钉 GB/T 825-1988 平垫圈 GB/T 97.2-1985 弹簧垫圈 GB/T 93-1987 内螺纹圆柱销 GB/T 120.2-2000
十六、夹具编号原则
例如夹具部门可依此编号：
T O P0713-001000
即：TOP0713-001000
2007年公司所接的第13个项目中的第一个分项夹具总图
T O P0713-027000
第27个分项夹具总图
T O P0713-027100
第27分项夹具的 100组件图
120组件图 120
150组件图 150
160组件图 160
T O P0713-027120
120组件中的部件图 121
122
123
对于夹具中的水、电、气部分图及目录分配图号为：001—— 020具体分配号参照部
门设计编号标准
底板分配号为：025—— 050
注：部门设计编号标准