工装夹具设计标准
工装夹具设计标准
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武汉德宝机电设备制造有限公司
工
装
夹
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一、底板................................................ 错误!未定义书签。
二、调平机构?错误!未定义书签。
三、支座?错误!未定义书签。
四、基准球座及测量安装座................................ 错误!未定义书签。
五、调整垫.............................................. 错误!未定义书签。
六、导向板.............................................. 错误!未定义书签。
七、限位块?错误!未定义书签。
八、绝缘垫片（材质为尼龙1010)........................... 错误!未定义书签。
九、可调机构............................................ 错误!未定义书签。
十、压头和支撑块........................................ 错误!未定义书签。十一、外购件的选择?错误!未定义书签。
十二、钢板间隙.......................................... 错误!未定义书签。十三、焊接夹具的通用公差?错误!未定义书签。
十四、焊接检具的通用公差................................ 错误!未定义书签。十五、制图?错误!未定义书签。
十六、夹具编号原则..................................... 错误!未定义书签。
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－B ＲK4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ＴＯP ＤX***。 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:20C ｒ
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
圆形定位销检查用
名义直径 d 削扁定位销
检查用
名义直径 d 检查用
名义直径 d 带缺口定位销
名义直径 d 检查用
与工件接触的区域
工件
定位销直径A B C D E *F I R S T U ?≤ 2012903095,5202047,5151614
20
40
△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。 2、材料
4２ C ｒＭｏ ，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 HR Ｃ 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
F
压头
支撑 旋转参考
定位区 15° 15°
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°。
15°
15° F
压头
铰接轴
旋转轴的 理论位置
定位区
支撑
旋转参考位置Référenciel
15°
压头
钢板 支撑
倾斜图
T?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。
压头
压紧臂
调整垫
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>1．５ｍm）
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
ＴO P X X X X-XＸＸX X X
组件及部件号，由部
分项目序号，由部门
总项目号，按照本年度所接项
所作项
公司代
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