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治具设计基础知识专题培训课件
作者:海立方官网 发布时间:2020-07-14 04:47

  治具设计基础知识专题培训课件_院校资料_高等教育_教育专区。治具设计基础知识 目录 ? 第一章:治具设计概念 ? 第二章:治具设计原则 ? 第三章:常用制作治具材质介绍 ? 第四章:常用加工设备的特性 ? 第五章:治具设计图纸基本知识 ? 第六章:治具管理

  治具设计基础知识 目录 ? 第一章:治具设计概念 ? 第二章:治具设计原则 ? 第三章:常用制作治具材质介绍 ? 第四章:常用加工设备的特性 ? 第五章:治具设计图纸基本知识 ? 第六章:治具管理流程 ? 第七章:总结 一.治具设计概念 ? 治具设计 沿于台湾的叫法,在大陆我们一般工装夹具与检具设计。 ? (1)夹治具(Fixture Jig)的定义 :一般而言,凡是在机械制造过程中, 使任何加工程序能加速、方便或安全的辅助装置工具,均可称为夹具 (Fixture)。 广义的夹具可包括机器夹具(Machine Fixture),冲压夹具(press Fixture),热处理夹具(Heat Treatment Fixture),焊接夹具 (Welding Fixture),装配夹具(Assembling Fixture)等等。 狭义的夹具,一般即指机器夹具,可简称为夹具,它主要用於机器加 工,也是机器与工件、刀具之间的桥梁,目前较统称的定义为“用以 装夹工件的装置工具“为夹具。“用以装夹工件并配合引导刀具的装 置工具”称为治具或鉆模(Jig)。 (2)治具又分工装治具、检测治具两种,前者用于机械加工、焊接 加工、装配等工艺便于加工、满足精度的需要而设计的一种工装夹具; 后者为检测使用,因为有些机械尺寸不便于测量,因其形状复杂,我 们只好设计专门的检测块或者检测用的针对某一种产品而设计检具, 比方说我们有塞规、环规等一些规则的检具,但有些是不规则的就必 须专门设计一种检具,可能用到线切割加工、电火花、CNC加工中心 等一些机加工手段来保证检具的精度。 二.治具设计原则 ? 八原则 ? 原则一:保证品质要求 ? 原则二:提升作业效率 ? 原则三:保证作业安全性 ? 原则四:加工设备选择最方便 ? 原则五:成本最优 ? 原则六:材质使用正确 ? 原则七:加工图纸正确性 ? 原则八:治具方便管理 (1)一个完整的治具设计需经过方案检讨 设计图纸 采购报价 厂商选定 下订单 治具制作 治具验收 治具入库。 治具设计需首先考虑其品质要求,不可在使用治具过程中产生附加不良, 我司常见制程不良:掉漆、刮伤、 破损等。由于我司产品的结构特殊性, 治具多为了使装配工艺便于加工,可分为支撑治具(锁付支持治具,散 热片支撑治具),防呆治具(防ARM与FOOD装反治具),检具(散热 片孔深检具)。治具设计过程需考虑作业安全问题,如治具太笨重,底 部不稳会砸到脚,治具表面粗糙,多次使用易造成身体接触部位疼痛等。 (2)治具设计需有基础的设备使用原理知识(第四章详细介绍),加工 设备选择正确会大大减少加工时间(如圆棒钻中心孔需采用车床,倒角 器取代铣床倒角)。由于各种设备加工原理不同,也就决定其价格不同 (如铣床、车床多采用加工时间计算价格,线切割采用切割面积或周长 计算价格)。治具材质选择一般有:钢材、铝材、电木、PE板、压克力 板、环氧树脂板等,材质选择时根据其自身特性结合治具使用要求而定。 治具加工时需配备加工图纸,加工图纸必需标注尺寸(定位尺寸和定行 尺寸)、公差、材质、加工要求,一份完整的图纸是保证治具质量的关 键。治具设计最后需考虑到其存储、运输方便,治具是否可共用,是否 好管理。 三.常用制作治具材质介绍 ? 1 钢材:钢材应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、钢材一般 分为型材、板材、管材和金属制品四大类、钢材是钢锭、钢坯通过压 力加工制成需要的各种形状、尺寸和性能的材料。 ? 钢材分类 ? (1)45#钢:45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为 1045,080M46,DIN称为:C45 。国内常叫45号钢,也有叫“油钢”。 化学成分:含碳(C)量是0.42~0.50%,Si含量为0.17~0.37%,Mn 含量0.50~0.80%,Cr含量≤0.25%,Ni含量≤0.30%。, Cu含量 , ≤0.25%。密度7.85g/cm3. 硬度:45~52HRC 按形状一般分为板 材、管材、棒材,价格10.00元/千克。 棒材 管材 板材 ? (2)SKD11:SKD11是-种高碳高铬合金工具钢,热处理后具有很高 的硬度磨性,并具有淬透性强,尺寸稳定性好的特点,适宜制做高精 度长寿命冷作模具及热固成型塑料模具。 SKD11特性:具有良好的韧性与抗高温疲劳性能能承受温度聚变,适 宜在高温下长期工作具有良好的切削性能和抛光性能 用途介绍:厚度不大于6mm薄板材,高效落料模。冲载模及压印模各种 剪刀、镶嵌刀片、木工刀片螺纹轧制模和耐磨滑块冷镦模具,热固树 脂成型模,高级量规等深拉成型、冷挤压模具。 硬度: HRC56~58 价格:60元/千克,按形状一般分为板材、棒材 棒材(T冲等) 板材 ? (3)D2:D2钢材高耐磨、微变形冷作模具钢,风硬工具钢,含碳量 高达1.5%,含铬量高喧11.5%,经热处理硬度可达60HRC 用途:用于五金冲压模,拉伸模,不锈钢片冲裁模,高硬度冲裁模,剪切刀模, 搓丝模,五金零件制作,机械制造等。 价格:80元/千克,按形状一般分为板材、棒材 板材 棒材 ? (4)其他我司治具少用的钢材有CR12 、钨钢、HSS白钢(不锈 钢) 、弹簧钢、SPCC 、SUS 、SK7 、SK5等。 ? 2.电木: 电木也称作胶木板、酚醛层压纸板。颜色:桔红色、黑色、 黄色、啡色。 特性:电木板因具有绝缘、不产生静电、耐磨及耐高温等特性,成为 电子产品之绝缘 开关和可变电阻、机械用之模具及生产线上之治具, 。 : , 并可在变压器油中使用等产品使用 价格 15元/千克 厚度3~ 50mm,常见形状:板材。 板材 ? 3.PE板:PE板材;英文名称High Density Polyethylene ,中文:聚 乙烯板。PE板材是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂,在微薄截 面呈一定程度的半透明状。 PE板材具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。该聚合物 不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途。具有良好的化学稳 定性,可以抵抗大部份酸、碱、有机溶液以及热水的侵蚀。电气绝缘 性好。颜色:白色和黑色,按形状可分为棒材和板材,价格20元/千克 PE板 压克力板 ? 4.压克力板:亚克力“是一个音译词,英文是ACRYLIC。她是一种化 学材料。化学名叫做”PMMA“属丙烯醇类,俗称”经过特殊处理的 有机玻璃“,在应用行业亚克力的原材料一般以颗粒、板材、管材等 形式出现,亚克力又称特殊处理的有机玻璃,系有机玻璃换代产品。 颜色:透明状,价格 :25元/千克 ,厚度:1mm-50mm ,平均硬度值: HRC89度左右 。其他塑胶材质有:ABS,PS,PP等。 四.常用加工设备的特性 ? 1.普通车床: 普通车床是能对轴、盘、环等多 种类型工件进行多种工序加工的卧式车床, 常用于加工工件的内外回转表面、端面和各 种内外螺纹,采用相应的刀具和附件,还可 进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等。普通车床 是车床中应用最广泛的一种,约占车床类总 数的65%,因其主轴以水平方式放置故称为 卧式车床。 ? 2.数控车床:数控车床、车削中心,是一种 高精度、高效率的自动化机床。配备多工位 刀塔或动力刀塔,机床就具有广泛的加工艺 性能,可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和 各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件,数控(英 文名字:Numerical Control 简称:NC)技术 是指用数字、文字和符号组成的数字指令来 实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 卧室车床 数控车床 ? 3.铣床:(millingmachine)铣床;系指主要 用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常 铣刀旋转运动为主运动,工件(和)铣刀的 移动为进给运动。铣床是用铣刀对工件进行 铣削加工的机床,铣床除能铣削平面、沟槽、 轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂 的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理 部门得到广泛应用。 ? 4.加工中心:加工中心,简称cnc,是由机械设 备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件 的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑锣。 加工中心备有刀库,具有自动换刀功能,是对 工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。 加工中心是高度机电一体化的产品,工件装夹 后,数控系统能控制机床按不同工序自动选择、 更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进 给量等,可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等 多种工序,因而大大减少了工件装夹时间、测 量和机床调整等辅助工序时间,对加工形状比 较复杂,精度要求较高,品种更换频繁的零件 具有良好的经济效果。 立式铣床 加工中心(数控铣床) ? 5.磨床:磨床(grinder,grinding machine)是利 用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。 大 自 多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削 加工,少数的是使用油石、砂带等其他磨具 和游离磨料进行加工,如珩磨机、超精加工 机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 动 磨 床 ? 6.钻床:钻床指主要用钻头在工件上加工孔的 机床。通常钻头旋转为主运动,钻头轴向移动 为进给运动。钻床结构简单,加工精度相对较 低,可钻通孔、盲孔,更换特殊刀具,可扩、 钻 床 锪孔,铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工 件不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心, 并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定 不动,刀具做旋转运动 ? 7.放电机:放电机是在一定介质中,利用两极 (工具电极与工件电极)之间脉冲性火花放电 时的电腐蚀现象对材料进行加工,以使零件的 尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方 法。这种加工方法也被称为放电加工或电蚀加 放 电 工也叫放电机 机 ? 8.线切割机:线切割机主要由机床、数控系统 和高频电源这三部分组成。数控系统由单片机、 键盘、变频检测系统构成,具有间隙补偿、直 线插补、圆弧插补、断丝自动处理等主要功能。 能切割材料,如高强度、高韧性、高硬度、高 脆性、磁性材料,以及精密细小和形状复杂的 零件。线切割技术、线切割机床正在各行各业 中得到广泛的应用。 线切割机床一般分为快丝和慢丝,快走丝机器 便宜,切割的价格实惠。但精度比较差,切割 速度也比不上慢走丝。慢走丝精度很准,效率 快,切割价格很贵,机器也很贵,二者最本质 的区别,快走丝用的放电介质是钼丝,循环使 用,切削液一般用油 慢走丝用铜线,一次性放 电,切削液一般用水。 快走丝只能切割一次, 所以精度和表面光洁度都比较差,慢走丝有修 刀功能,尺寸精度一般可以达到0.003mm,当 然要看机器牌子。表面光洁度割一修二可达到 0.4 mm。 快丝线切割机 慢丝线切割机 五.治具设计图纸基本知识 ? 1.尺寸标注常识 (1)三视图:三视图是观测者从三个不同位 置观察同一个空间几何体而画出的图形。 将人的视线规定为平行投影线,然后正对着 物体看过去,将所见物体的轮廓用正投影法 绘制出来该图形称为视图。一个物体有六个 视图:从物体的前面向后面投射所得的视图 称主视图(正视图)——能反映物体的前面 形状,从物体的上面向下面投射所得的视图 称俯视图——能反映物体的上面形状,从物 体的左面向右面投射所得的视图称左视图 (侧视图)——能反映物体的左面形状, 还 有其它三个视图不是很常用。 三视图就是主视图(正视图)、俯视图、左 视图(侧视图)的总称。 三者关系:主视图与俯视图长应对正(简称 长对正) 主视图与左视图高度保持平齐 (简 称高平齐) 左视图与俯视图宽度应相等(简 称宽相等)。 A C B 三视图 ? (2)第一视角与第三视角: 第一角视图画法:物体处于观察者与投影面 之间,这样各视图的配置关系是:主视图在 中,左视图在右,右视图在左,俯视图在下, 仰电视图在上,后视图在最右. 第三角视图画法:投影面位于观察者与物体 之间,这样个视图的配置关系是:主视图在 中,左视图在左,右视图在右,俯视图在上, 仰视图在下,后视图可配置在最右也可以配 置在最左。 使用第一角投影的国家有---- 中国 德国 法国 前苏联 使用第三角投影的国家有----- 美国 英国 日本 ? (3):尺寸的种类 : 定形尺寸:确定基本几何体大小所需要的尺 寸。 定位尺寸:确定基本几何体之间相对位置所 需要的尺寸。 总体尺寸:总体尺寸是指组合体的总长度、 总宽度和总高度的尺寸。 第一视角标识 第三视角标识 ? (4):常见尺寸标注符号 : ? ∮ 直径 ? R 半径,倒圆角 ? C 倒角 ? S 球径 ? M 螺纹 ? (5):常用内六角螺丝规格 : 规格 M3 M4 M5 M6 M8 常见公差符号 M10 M12 M16 M20 M24 M30 M42 螺距 0.5 0.7 螺纹 18 20 长度 頭部 3 4 高度 頭部 5.5 7 直徑 沉頭 7.5*4 9*5 ¢徑* 深度 使用 2.5 3 扳手 0.8 1 22 24 1.25 1.5 28 32 1.75 2 38 44 2.5 3 52 60 3.5 4.5 72 96 5 6 8 10 12 16 20 24 30 42 8.5 10 13 16 18 24 30 36 45 63 10.5* 12*8 15*1 18*1 20*2 28*1 34*2 40*2 49*3 68*4 6 0 2 0 8 2 6 2 5 4 5 6 8 10 14 17 19 22 32 ? (6)工件定位 a.自由度:X,Y,Z方向的移动,绕X,Y,Z轴的转动度。 b.工件定位中的几种情况 完全定位, 不完全定位, 欠 定位, 过定位 完全定位: 工件的六个自由度全部被限制的定位,称为 完全定位。 不完全定位 :根据工件的加工要求,并不需要限制工件 的全部自由度,这样的定位,称为不完全定位。 欠定位 :根据工件的加工要求,应该限制的自由度没 有完全被限制的定位,称为欠定位。 过定位: 夹具上的两个或两个以上的定位元件,重复 限制工件的同一个或几个自由度的现象,称为过定位。 c.常见定位方法: 平面定位,圆柱孔定位,圆锥孔定 位 ,外圆定位,外形定位,销定位等 。 自由度坐标系 ? (7)常用单位换算 a. 1丝=1忽米=0.01毫米=0.00001米=10微米=0.001厘米 b. 1,000纳米 = 1 微米 ,1英寸(in)= 2.54厘米(cm) 台虎钳 六.治具管理流程 ? 1.目的:建立检、治具管理与维护作业依据,以保证制程品质与生产效率。 ? 2.适用范围:恩都照明二厂制程中所有检具、治具等。 ? 3.作业內容: ? 3.1 检、冶具需求提出 ? 3.1.1 新产品开发時,由试产相关单位和工程单位提出。 ? 3.1.2 量产中工程改进和变更、检冶具损坏时,由使用单位提出申請。 ? 4. 检、冶具设計制作 ? 提出之检冶具需求经组立课申核确认后,由工程课进行设计并外发制作。 ? 5. 检、冶具验收 ? 所有新制检、治具需经工程单位试用及检验,并将结果登记于“检、治具检查 记录表”交组立课使用单位判定,合格者方可使用。 ? 6. 检、冶具登录建档 ? 检、治具验收完成后建立检、治具一览表,并登记于检、治具履历卡,以有效 管理。检、治具履历卡管理由组立课负责。 ? 7.检、冶具修理 ? 检、治具在生产时发现异常,应填写治/工具维修申请单,并注明原因,最后 送交工程课处理。经修复之检、治具,須將修复內容填入检、治具履历卡,以 利再发性追踪,并经组里课检查合格后方可移交使用。 ? 8.检、冶具报废 ? 若因損坏、磨损而不能使用时,使用單位应填写“检、冶具报废申请单”,连 同检、治具交于工程课课处理。 七.总结 本培训资料目的是强化工程课各PE及文职人 员的技术能力,丰富基础理论知识。资料从整体 上介绍治具设计各方面考虑对象(材料、加工设 备、 绘图常识等),但由于个人能力有限,治具 设计细节方面知识欠缺,今后会和大家一起检讨 学习。由于我司订单量增加,规模壮大,使用的 检、治具也会随之增多,甚至增加专门的治具设 计和管理人员,这样我们必须提前加强人员培训 并制定课内统一标准,以防止与生产脱节现象。 因此,后续PE教育培训必须与时俱进,不断加强, 以达到合格工程师标准。

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