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1、前言 治具設計已有兩年,在這段時間里,治具之設計走出了具有自己特點的設計型式,並在實踐中證明是切實可行的,做為一個好的設計人員,他是要根據現有設備之加工能力而進行最合理之設計,(包括加工工藝性,時間等),材料盡可能選擇常用並易取行之材料,如果鴻准不是具有這種強大的加工能力,那麼可以肯定的講我們必然會走出另一種結構較為復雜的設計模式. 治具設計方法一. 治具設計的基本要求:參見治具設計手冊基本要求篇.二. 治具常用材料之選取JISGB熱處理可達硬度備注優質碳素結構鋼S35C35HRC3540用于治具的底板, 支撐架墊塊, 配合關系要求較低的零件.S40C40HRC3545S45C45S50C50
2、SWRH4B60HRC3555碳素工具鋼SK5/SK6T8AHRC58定位銷, 定位塊, 基板, 有配合精度要求之工件SK3/SK4T10ASK2/SKV2T12A合金工具鋼SLDHRC63基板滑塊, 有配合精度要求工件SKD11Cr12MOVSKT55CrMnMo高速工具鋼SKH2W18Cr4VHRC63SKH9W6Mo5Cr4V2不銹鋼9Cr18HRC584Cr13滾動軸承鋼GCr15HRC65說明: 治具的選材應以滿足使用要求為准, 不應全選好的材料, 以降低成本.三. 治具零件表面粗糙度之要求.1. 治具工件與被測工件接觸的定位面, 定位銷, 定位塊等其表面粗糙度應不低于Ra0.8.2
3、. 測量面, 滑塊等表面粗糙度應不低于Ra0.8.3. 滑軌,導軌表面粗糙度應不低于Ra0.4.4. 有一定精度的線割孔, 槽, 電火花加工面, 其表面粗糙度應不低于Ra1.6.四. 治具設計公差之選取1. 治具所給公差原則上應占被檢尺寸公差的1/51/10但有時確應按實際情況及加工能力而定, 總的來講設計當中應盡可能給工件留出最大的制造空間, 目前治具公差的選取有2種方法, 一種是直接給出公差的同時參考機械加工能力, 第二種是按標準選定, 並留有一定備磨量, 如下圖所示. 第一種 第二種說明 S: 工件公稱尺寸 T: 工件公差帶 T3: 給工件所留制造公差帶 T1, T2 : 治具GO 和N
4、G端公差帶 TS: 治具備磨量 (需查表)2. 兩種設計方法優缺點對比優點缺點第一種治具公差及尺寸可以直接給出節省時間, 易于校對, 並可以根據實際情況, 盡可能給工件留很大的制造空間無備磨量第二種治具尺寸及公差按標準給出,需查表並留有一定備磨量,增加了治具使用壽命吃工件制造公差帶較多3. 配合精度之選取.一般為H7/g6, H7/h6, H7/p6等.4. 螺紋精度等級選取一般為6H, 6g, 7H, 7g.5. 未注公差見治具設計手冊.五. 常用設計機構1. 測折邊高度. S2. 測邊到孔的距離說明: 1. D值應等于實測孔值減去尺寸公差帶.e.g. 檢一底面到孔距離, 藍圖尺寸為S=60
5、0.10, 實測孔徑為3.180,則D值應為D=3.180-2*0.1=2.980 2 . 底面到軸線距離仍為S值, 但公差選擇見治具手冊.由此設計基本型式可以演生出其它變型, 如:說明: 此定位面為一榨面, 適於特殊用途, 並可以避免折彎角度之影響.說明: 使治具設計為兩體下塊便於拆卸, 易於修調適合ECN變更后治具同步變更. 其它一些型式2. 長度之測量說明: 1. 前部定位可以為塊也可為銷, 應根據情況而定. 2. 定位跨度應大于被定位面長度的1/2以上. 3. 基板之厚度應大于15, 以保證GO-NO GO Block與基板配 合之線徑比近似等于或大于2. 由上例而產生的變型設計. 說
6、明: 兩側面高為L的塊為二平行塊, 被檢尺寸為S, 因其形狀很難用上圖方式來測, 所以用一活動GO-NO GO Block 來沿平行塊檢測, 這樣可以使結構簡單, 適合ECN變更. 六夾緊機構: 七. 治具設計中易犯錯誤1. 定位銷, 塊過高. 如上圖所示定位高度L可高, 忽略了折邊角度之影響, 通常人必須少于5mm.2. 長度檢測說明: 由于被測尺寸L過大(大于200以上)基板又有方孔與GO-NO GO Block有配合精度要求, 所以基板應熱處理, 實踐中發現當時校正合格后, 過3 月個復檢時, 多數尺寸會變大0.07以上, 其原因主要是由於淬火件應力釋放所造成建議設計成以下型式, 基板不
7、淬火, 如圖:此設計優點在於基板不需淬火, 變形很少, 用一獨立小塊與GO-NO GO Block相配, 易于調修八. 下面以HDT基座為例介紹治具設計方法步驟1. 閱讀IS重點管制尺寸圖, 及工件藍圖見附件一.步驟2. 分析被檢尺寸之特點, 並對照藍圖檢其有無偏差.從IS重點管控尺寸來看, 它主要是檢工件外形尺寸以及邊到孔(圓孔, 方孔距離)距離, 因此適合前面所述設計基本型式, 所以可以選用.步驟3. 治具總體設計及零件設計a. 定位之選取按藍圖與IS要求, 工件可以自身兩孔定位, 見操作說明書所示的定位銷定位, 分別用GO-NO GO檢定尺寸: 364.660.25, 265.570.2
8、5, 26.500.25,2.340.25四個尺寸.b. 同樣用兩定位銷以工件一邊定位分別檢測尺寸478.450.25和482.600.25.c. 由于IS要檢尺寸較多, 所以再增加4 個單獨GO-NO GO治具輔以檢測尺寸:100.080.25, 145.030.25, 144.020.25, 253.560.25.步驟4. 治具選材處理方式及表面粗糙度要求.a. 治具之底板: 因在治具底板上直接加工若幹個8x8方孔及一些圓孔, 並有尺寸及配合精度要求, 所以應選擇較好的耐磨材料, 如SKD11, SLD等, 因有滑動配合之要求, 所以應熱處理, 其硬度應為=HRC53. 因底板與工件接觸,
9、 所以接觸面粗糙度應不低于Ra0.8, 由於有若幹線割方孔, 所以線割面粗糙度應不低于Ra1.6.b. GO-NO GO Block及定位銷.因要參與測量及與工件接觸, 所以應選SKD11,SLD, 9Cr18, 78A, 710A等材料並硬度不應低于HRC53表面粗糙度不應小于Ra0.8.c. 四個輔助量塊.其要求應同b項.具體設計結構見設計圖設計優缺點評述.優點: 此套治具之設計結構簡單, 零件數量少標準化工件多, 且易于加工, 被檢尺寸10個檢驗位置近20處, 並在一個治具上實現實為一個良好設計.缺點: 8x8 GO-NO GO方孔直接于底板上加工出來, 所以底板要熱處理, 因此會有應力
10、集中問題存在又因受檢尺寸大于200, 所當初檢驗合格后, 過3個月復檢時, 受控尺寸可能變化超過0.07mm, 不易調整, 所以應采用底板不淬火, 並有獨立配合小塊的設計方式(如前所述)因底板表面與工件接觸所以接觸面粗糙度Ra應不低于0.8, 並根據情況增加平面度要求但設計圖中未標注平面度.由于底板較大, 四個支角建議用M12或M16螺紋.設計中注忌事項:1. 工件以自身孔定位時, 應實測孔距及孔徑或如本治具所設計為一孔和腰形孔.2. 因折邊長度400以,上所以折邊尺寸應檢驗2點以上, 即兩邊及中間點.3. 以邊定位之銷的高度應尺可能低一些, 避免折邊角度偏差之影響.此套治具設計之加工周期約為78天.實際應用操作見操作說明書.