工裝設(shè)計的原則及其程序

熱處理工裝在中小型企業(yè)里，往往由熱處理工藝員設(shè)計；大型企業(yè)或管理水平高、技術(shù)人員多的單位，由專職工裝設(shè)計員設(shè)計。一般先由熱處理工藝員提出一份詳細(xì)的工裝設(shè)計任務(wù)書，對工裝的形式、結(jié)構(gòu)、大小等先有一個初步的設(shè)想，再將零件的外形尺寸及批量和選用的加熱設(shè)備、該工裝的熱處理工藝規(guī)程等作為工裝設(shè)計的依據(jù)。

1、熱處理操作工具的選擇

因零件的形狀、大小不同，爐子也有不同類型、不同用途，且工具的長短、粗細(xì)、結(jié)構(gòu)形狀都有很大的不同，所以使用的工具也不同，熱處理工具的作用就是來完成工件進出爐和冷卻過程中的夾持工件，一般多用低碳鋼制造。

2、夾具的選用原則

為了保證淬火工件按一定的方式加熱，并按一定的方式浸入淬火介質(zhì)中和提高生產(chǎn)率，必須設(shè)計好合適的夾具。一般零件熱處理多用鐵絲扎緊，這只適用于單件或小批量生產(chǎn)。如大量成批生產(chǎn)時，則必須考慮采用相應(yīng)的夾具，而且熱處理的好壞與是否合理，對產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。因此，在設(shè)計夾具時，既要考慮夾具在赤熱時是否經(jīng)得起工件所給予的負(fù)重，也要考慮到夾具在加熱和冷卻時的變形是否妨礙工件的自由伸縮，所以設(shè)計時應(yīng)滿足下列幾點：

1）工藝上的需求、并能發(fā)揮工裝作用。

2）工裝系數(shù)和生產(chǎn)批量相適應(yīng)。熱處理工裝系數(shù)，是指熱處理工裝數(shù)量與熱處理零件總數(shù)之比，是控制熱處理工裝合理數(shù)量的指標(biāo)。不同生產(chǎn)批量和不同產(chǎn)品都有一個合適的控制數(shù)值，可與主管工藝師或總工程師協(xié)商決定。為了縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)約試制費用，工裝系數(shù)應(yīng)盡可能低，隨著生產(chǎn)批量的增大，工裝系數(shù)也隨之增大，這樣才是合理的。

3）工裝要有通用性，即盡可能選用通用工裝、標(biāo)準(zhǔn)工裝、借用工裝或改進設(shè)計工裝。

4）工裝設(shè)計中要合理選用材料，某些工裝材料需要考慮具有特殊性能，如絕緣性能等；少用或不用昂貴的材料，要合理使用耐熱材料，不是所有的工裝都要用耐熱鋼制造，一般淬火和滲碳夾具用低碳鋼或耐熱鋼制造。

5）夾具的結(jié)構(gòu)不影響工件的加熱和冷卻，否則造成工件的變形和硬度的不一致。

6）結(jié)構(gòu)簡單，裝卸零件方便，便于制造，使用壽命長，安全可靠。

7）夾具的體積和重量要小，以免放入爐內(nèi)后溫度急劇下降，降低加熱效率。

8）工裝設(shè)計要使熱能損耗到最小，如零件加熱而工裝不加熱的簡易機械手等。

3、專用工裝的設(shè)計要求

1）對于化學(xué)熱處理的零件，為了保證零件在爐內(nèi)與化學(xué)介質(zhì)氣氛充分而均勻的接觸。同時放置穩(wěn)妥，不致引起變形，需設(shè)計專用夾具。

2）對形狀復(fù)雜，尺寸要求嚴(yán)格的零件，為了保證某些特別要求的尺寸，需設(shè)計專用夾具。

3）對某些采用定形回火的零件，應(yīng)設(shè)計專用夾具。

4）為了保證某些零件內(nèi)孔的橢圓度及尺寸，可設(shè)計專用心棒。

5）某些大型笨重零件需能方便地進出爐，某些零件在熱處理時要保持垂直加熱與垂直淬火，則應(yīng)根據(jù)爐型和零件選擇或設(shè)計夾具。

6）對于需進行冷校正的復(fù)雜或易變形的零件應(yīng)設(shè)計專用夾具。

4、對工藝用附件的要求

在熱處理生產(chǎn)中，有一種起到工藝裝備的作用，但只是一次性使用、易消耗的附件，如吊環(huán)、墊圈、堵孔用的螺栓、高頻淬火用的銅鍵、綁扎用的鐵絲、以及試樣等。它既可以算是工裝，也可以算是消耗性的材料，除了鐵絲和試樣外，其他可稱為工藝用的附件，若螺栓、墊圈等可作為標(biāo)準(zhǔn)工裝，列表申請采購或到備件庫領(lǐng)用；對吊環(huán)、工藝用鍵等，工藝員要制圖（與產(chǎn)品零件圖一樣）并注明需用數(shù)量、所用材料牌及技術(shù)要求，并制定材料定額，由生產(chǎn)該零件的責(zé)任車間生產(chǎn)，隨同零件一并送熱處理車間使用。在熱處理工藝規(guī)程中，應(yīng)詳細(xì)地寫明工藝用附件的用途和用法。

5、工裝設(shè)計程序

1）設(shè)計準(zhǔn)備，掌握必要的設(shè)計資料，分析研究設(shè)計依據(jù)。

2）擬定工裝結(jié)構(gòu)方案（可以多方案比較），繪制設(shè)計草圖、會簽和審批。

3）繪制總圖。

4）確定工裝的技術(shù)條件。

5）繪制工裝零件序號。零件明細(xì)表，填寫標(biāo)題欄。

6）繪制工裝零件圖。

7）檢圖、審核、批準(zhǔn)、描曬，然后分發(fā)有關(guān)部門。

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