第一步：取得设计任务
取得焊点工艺和上件顺序图（日式夹具一般从厂家直接取得，欧式夹具需要从本公司规划部门得到。）拿到焊点规划文件后对规划文件上件顺序图及焊点工艺进行分析，即本工位设计主要是要完成哪些任务，然后在对此形成初步的设计方案。如果有异义及时与厂家或规划部门进行沟通，提出自己的观点和看法。并与相关人员进行探讨，形成新的方案。
第二步：3D 方案的设计阶段
本步主要是根据规划文件对夹具形成大致的方案的阶段，进一步验证规划方案的合理性，主要确定工装夹具的定位点，夹紧方式，采取什么样的结构，这一阶段是设计者和规划部门或厂家对方案可行性进一步探讨的阶段。本阶段的进行的好坏决定下几个阶段设计更改程度。一个好的设计，源于好的规划方案。 第三步：3D 设计的初期阶段
本阶段是比较是设计中比较枯燥的一个阶段，但每个步骤必须认真仔细的去完成。本阶段是3D 设计打基础的阶段。
1.3D 焊点生成阶段
本步要将设计时所需要的所有焊点生成到数模中去，并存到工装设计包中指定的文件夹中。焊点的生成应该规范化，要严格按照焊点号进行生成，因为在设计的过程中难免遇到焊点规划不合理的情况，相应焊点可能会取消或增加，严格执行焊点的生成，便于将来对焊点的更改。焊点的取消或增加要涉及到具体的焊点号，不能大概是哪个焊点，避免为后期规划和设计带来不必要的返工。另外每个设计员和规划员应做好相应焊点的增减记录，做到有据可查，保持设计与规划的统一。
2. 焊枪选型
本步是根据工件的形状和焊点所处的位置选择合适的焊钳，并将主要焊点的焊钳放在数模之中，并将布好的焊钳存在工装设计包中指定的文件夹中。另外，焊枪的数量一般在规划文件中有个粗规划，设计时要尽量按照规划文件中要求的数量去对焊枪选型，但如果不能达到实际的使用要求，也不要拘泥于原规划文件的限制，可与相应规划员取得沟通，进行探讨，取得规划与设计的统一性。另外，焊钳的选择主要是选择以往夹具设计过程中比较成功的焊钳，（经验性选择）相应资料可向技术负责人或由技术负责人统一提供，本步焊枪的选择是粗略的，在下一步骤中可能会进行焊枪的优化和整改。
3. 确认操作高度及夹具方式
操作高度一般为800-900 之间，主要考虑焊钳的把手到地面的距离。不能太高或太低。 另外本阶段主要暂时确定一下夹具的使用方式，是采用固定式，旋转式，还是翻转。（在方案的制定过程中也能体现这一点）
第四步：3D 设计的中期阶段
本阶段是夹具成型的关键阶段，也是与规划沟通最多的一个阶段，往往规划方案的好坏在这一阶段最能体现。设计过程中可能会涉及焊钳的更换，焊点的增减等等。严重时可能会将前面所做工作推翻，重新制定新的方案。需要设计者与规划做好沟通，并保持与规化一致。本阶段是设计者脑力工作量最大的一个阶段。另外本阶段可能是设计过程中反复更改局部方案最多的阶段，设计者一定要本着使用者的角度去考虑问题，如果感觉有问题，在大脑中形成唯一的习惯概念就是改！要做到不厌其烦。作为一个设计者在脑中应该有一种观念，那就是设计在怎么更改更改的次数也是有限的，而使用者是每天都在用你设计的夹具。你要让使
用者夸你设计的夹具好，那是一种自豪感! 如果你是一名有经验的设计者，那么请拿出你的认真严谨和经验，如果你是一名新的设计者，那么请拿出你认真的态度来，多去问多去想，多去改。你就是一名合格的设计者！
第五步：3D 会审阶段
本阶段是与厂家做进一步对夹具的方案可行性最终确定的阶段，设计者需要将自己的设计思路展现给厂家会审人员，尽量将问题找出来的阶段，为以后现场调试打下良好的基础。
第六步：3D 的完善阶段
本阶段主要工作是对工装夹具进行完善，也是检查设计中纰漏的阶段，并将其改正。将结构细化，打孔，装螺钉，按照大连奥托标准或厂家制定的标准改零件颜色，改图号，整理工装设计包中的文件夹，做到CATIA 设计数清晰明了，文件夹整齐有序，保证每个设计者都可以轻松找到每个零件的位置。也为以后现场调试带来便利。另外本阶段也是将厂标件及外购件投产的阶段，也是提出气动和电气要求的重要阶段。
第七步：2D 拆图及投产
3. 限位器安装方法
为减小限位固定螺栓的剪切负荷，从限位器面和夹紧器铰链轴的延长线的夹角不得超过30 度。
4. 缓冲器安装方向的设计
在夹具设计中, 我所见过的缓冲器的使用大概有两种情况, 一是用在物体直线运动的情况, 二是用在物体旋转时的情况所选缓冲器的大小要根据所需缓冲的大小来决定, 这个取决于物体的质量和运动的速度大小来决定缓冲器的大小, 一般物体质量越大, 速度越大缓冲器的选择就越大. 物体平移时的缓冲器这里就不多说了, 大家一般也比较清楚, 只要根据设计需要把大小选好了就可以了.
安装示例如下图(一般缓冲器样本上都有
):
下面主要对旋转时缓冲器的安装方向, 下图是我在以往设计中所发现的一些问题的照片, 我们先从问题着手, 然后逐步说明
.
固定螺栓受到剪切负荷限位
OK
NG
夹紧器铰链轴
限位
限位
夹紧器铰链轴
与限位垂直
推荐
螺栓
受剪切力
螺母
限位
螺栓、螺母原则上
不做限位
不得超过 30度与面垂直
摘自ACE 缓冲器样本
F 为压杆和缓冲器给的力, 它可以分解为F1 与缓冲器垂直的力,F2 为缓冲产生的力, 由图
不难得出三者之间的关系:
F1=FxCos a F2=FxSin a
我们如果让缓冲器完全发挥作用,F2 应该最大, 也即a=90 度 这时缓冲器的方向应该是
缓冲点与旋转点所画的圆的切线方向.
如果是这样的话, 考虑到夹具设计的空间因素, 缓冲器的方向很有可能是跟车 系成一定角度的, 而不是所有情况都是横平竖直的如下图所示：
摘自ACE 缓冲器样本
带角度的与车系
四、夹具设计的结构
1. 连杆结构图例
四连杆 四连杆
KS 气缸翻转 拉杆缸翻转
拉杆缸翻转加自锁
2. 连杆结构的分类及特点
以上图例是我们在进行夹具设计时的二次摆动的典型结构，根据使用情况可分为：
连杆本身自锁
气缸本身自锁
本身不带自锁
普通旋转加自锁
特点：
机构一般比较庞大，到位和回来都有止块，到位和回位都有缓冲，到位和回位都有信号反馈点，其设计请参照相应的止块设计和缓冲器设计。
设计注意事项：
设计时我们可以把它归结为简单定位器的设计，即关键旋转点的如何选择，一个再复杂的连杆机构都有一个固定的旋转点，这是设计的本质，所以设计时应首先着眼于固定旋转点的选择上。与压块旋转点选择表面上不同的是，摆动的东西由压块改为了整组定位器或者一套大的定位单元，驱动上由气缸变为了一个连杆机构而已。换言之，压块原来的驱动装置是气缸，我们的驱动装置需要重新设计来代替气缸。这是不同点。
标记处为固定旋转点
首先应根据设计条件确定此点，然后进行相应连杆机构的设计，KS 缸本身就是个四连杆，标记处为KS 缸的固定旋转点。
四连杆的设计详细请参见机械设计手册四连杆的设计，那里有最详细的理论基础，是我们设计的根本，这里不做详细的说明。请各设计者课后做详细的研究！
3. 滑轨平移机构
1. 自锁
自锁机构的增加一是为了满足大众的标准，二是从安全角度需要自锁（例如吊具上），一般日式夹具中运用的很少，只有在类似合装工位比较大的平移机构中才采用。一般普通的自锁机构是选择一个自锁气缸自锁，优点是节省了空间，但成本相对高些。其二就是设计四连杆自锁机构，本种自锁的优点是成本相对较低，而且相对自锁力较大，但是占用空间相对较大，设计工时相对长些。其三就是平移机构自身为连杆自锁结构，优点是节省了成本，但是适用于滑动距离比较小的场合，另外需要有足够的设计空间。
2. 推进气缸的选择
推进气缸的选择主要是要看平移机构的大小，另外就是根据需要的推进速度来定，根据气缸的参数计算出所选气缸是否能满足要求。如果没有计算可以参照以往类似成功结构中的气缸。
3. 缓冲
缓冲一般取决机构的运行速度和机构的大小，如果速度比较大，且机构重量比较大，就要增加缓冲装置，防止冲击过大给设备造成损伤，另外缓冲器大小的选择，一是可以参考以往类似结构中的缓冲器，如果不确定的话，就需要根据实际情况，计算所需要缓冲器的大小。
4. 滑块及轨道
滑块的选择，主要根据滑块上平移机构的重量及重心而定，如果重量比较大，且重心与滑块之间有一定的扭矩，建议使用较大一点的滑块或相应增加滑块的数量，如果设计者凭经验很难断定的话，建议通过计算来选择滑块的大小和数量。尽量选相对较大一点的安全系数，另外需要强调的一点是，设计时尽量避免使滑块产生扭矩和拉力比较大的情况，滑块的抗扭能力和抗拉能力比较差，也最容易出问题。如果使用中不可避免，建议增加滑块的数量及改用较大的滑块。
5. 滑轨平移机构图例
第一步：取得设计任务
取得焊点工艺和上件顺序图（日式夹具一般从厂家直接取得，欧式夹具需要从本公司规划部门得到。）拿到焊点规划文件后对规划文件上件顺序图及焊点工艺进行分析，即本工位设计主要是要完成哪些任务，然后在对此形成初步的设计方案。如果有异义及时与厂家或规划部门进行沟通，提出自己的观点和看法。并与相关人员进行探讨，形成新的方案。
第二步：3D 方案的设计阶段
本步主要是根据规划文件对夹具形成大致的方案的阶段，进一步验证规划方案的合理性，主要确定工装夹具的定位点，夹紧方式，采取什么样的结构，这一阶段是设计者和规划部门或厂家对方案可行性进一步探讨的阶段。本阶段的进行的好坏决定下几个阶段设计更改程度。一个好的设计，源于好的规划方案。 第三步：3D 设计的初期阶段
本阶段是比较是设计中比较枯燥的一个阶段，但每个步骤必须认真仔细的去完成。本阶段是3D 设计打基础的阶段。
1.3D 焊点生成阶段
本步要将设计时所需要的所有焊点生成到数模中去，并存到工装设计包中指定的文件夹中。焊点的生成应该规范化，要严格按照焊点号进行生成，因为在设计的过程中难免遇到焊点规划不合理的情况，相应焊点可能会取消或增加，严格执行焊点的生成，便于将来对焊点的更改。焊点的取消或增加要涉及到具体的焊点号，不能大概是哪个焊点，避免为后期规划和设计带来不必要的返工。另外每个设计员和规划员应做好相应焊点的增减记录，做到有据可查，保持设计与规划的统一。
2. 焊枪选型
本步是根据工件的形状和焊点所处的位置选择合适的焊钳，并将主要焊点的焊钳放在数模之中，并将布好的焊钳存在工装设计包中指定的文件夹中。另外，焊枪的数量一般在规划文件中有个粗规划，设计时要尽量按照规划文件中要求的数量去对焊枪选型，但如果不能达到实际的使用要求，也不要拘泥于原规划文件的限制，可与相应规划员取得沟通，进行探讨，取得规划与设计的统一性。另外，焊钳的选择主要是选择以往夹具设计过程中比较成功的焊钳，（经验性选择）相应资料可向技术负责人或由技术负责人统一提供，本步焊枪的选择是粗略的，在下一步骤中可能会进行焊枪的优化和整改。
3. 确认操作高度及夹具方式
操作高度一般为800-900 之间，主要考虑焊钳的把手到地面的距离。不能太高或太低。 另外本阶段主要暂时确定一下夹具的使用方式，是采用固定式，旋转式，还是翻转。（在方案的制定过程中也能体现这一点）
第四步：3D 设计的中期阶段
本阶段是夹具成型的关键阶段，也是与规划沟通最多的一个阶段，往往规划方案的好坏在这一阶段最能体现。设计过程中可能会涉及焊钳的更换，焊点的增减等等。严重时可能会将前面所做工作推翻，重新制定新的方案。需要设计者与规划做好沟通，并保持与规化一致。本阶段是设计者脑力工作量最大的一个阶段。另外本阶段可能是设计过程中反复更改局部方案最多的阶段，设计者一定要本着使用者的角度去考虑问题，如果感觉有问题，在大脑中形成唯一的习惯概念就是改！要做到不厌其烦。作为一个设计者在脑中应该有一种观念，那就是设计在怎么更改更改的次数也是有限的，而使用者是每天都在用你设计的夹具。你要让使
用者夸你设计的夹具好，那是一种自豪感! 如果你是一名有经验的设计者，那么请拿出你的认真严谨和经验，如果你是一名新的设计者，那么请拿出你认真的态度来，多去问多去想，多去改。你就是一名合格的设计者！
第五步：3D 会审阶段
本阶段是与厂家做进一步对夹具的方案可行性最终确定的阶段，设计者需要将自己的设计思路展现给厂家会审人员，尽量将问题找出来的阶段，为以后现场调试打下良好的基础。
第六步：3D 的完善阶段
本阶段主要工作是对工装夹具进行完善，也是检查设计中纰漏的阶段，并将其改正。将结构细化，打孔，装螺钉，按照大连奥托标准或厂家制定的标准改零件颜色，改图号，整理工装设计包中的文件夹，做到CATIA 设计数清晰明了，文件夹整齐有序，保证每个设计者都可以轻松找到每个零件的位置。也为以后现场调试带来便利。另外本阶段也是将厂标件及外购件投产的阶段，也是提出气动和电气要求的重要阶段。
第七步：2D 拆图及投产
3. 限位器安装方法
为减小限位固定螺栓的剪切负荷，从限位器面和夹紧器铰链轴的延长线的夹角不得超过30 度。
4. 缓冲器安装方向的设计
在夹具设计中, 我所见过的缓冲器的使用大概有两种情况, 一是用在物体直线运动的情况, 二是用在物体旋转时的情况所选缓冲器的大小要根据所需缓冲的大小来决定, 这个取决于物体的质量和运动的速度大小来决定缓冲器的大小, 一般物体质量越大, 速度越大缓冲器的选择就越大. 物体平移时的缓冲器这里就不多说了, 大家一般也比较清楚, 只要根据设计需要把大小选好了就可以了.
安装示例如下图(一般缓冲器样本上都有
):
下面主要对旋转时缓冲器的安装方向, 下图是我在以往设计中所发现的一些问题的照片, 我们先从问题着手, 然后逐步说明
.
固定螺栓受到剪切负荷限位
OK
NG
夹紧器铰链轴
限位
限位
夹紧器铰链轴
与限位垂直
推荐
螺栓
受剪切力
螺母
限位
螺栓、螺母原则上
不做限位
不得超过 30度与面垂直
摘自ACE 缓冲器样本
F 为压杆和缓冲器给的力, 它可以分解为F1 与缓冲器垂直的力,F2 为缓冲产生的力, 由图
不难得出三者之间的关系:
F1=FxCos a F2=FxSin a
我们如果让缓冲器完全发挥作用,F2 应该最大, 也即a=90 度 这时缓冲器的方向应该是
缓冲点与旋转点所画的圆的切线方向.
如果是这样的话, 考虑到夹具设计的空间因素, 缓冲器的方向很有可能是跟车 系成一定角度的, 而不是所有情况都是横平竖直的如下图所示：
摘自ACE 缓冲器样本
带角度的与车系
四、夹具设计的结构
1. 连杆结构图例
四连杆 四连杆
KS 气缸翻转 拉杆缸翻转
拉杆缸翻转加自锁
2. 连杆结构的分类及特点
以上图例是我们在进行夹具设计时的二次摆动的典型结构，根据使用情况可分为：
连杆本身自锁
气缸本身自锁
本身不带自锁
普通旋转加自锁
特点：
机构一般比较庞大，到位和回来都有止块，到位和回位都有缓冲，到位和回位都有信号反馈点，其设计请参照相应的止块设计和缓冲器设计。
设计注意事项：
设计时我们可以把它归结为简单定位器的设计，即关键旋转点的如何选择，一个再复杂的连杆机构都有一个固定的旋转点，这是设计的本质，所以设计时应首先着眼于固定旋转点的选择上。与压块旋转点选择表面上不同的是，摆动的东西由压块改为了整组定位器或者一套大的定位单元，驱动上由气缸变为了一个连杆机构而已。换言之，压块原来的驱动装置是气缸，我们的驱动装置需要重新设计来代替气缸。这是不同点。
标记处为固定旋转点
首先应根据设计条件确定此点，然后进行相应连杆机构的设计，KS 缸本身就是个四连杆，标记处为KS 缸的固定旋转点。
四连杆的设计详细请参见机械设计手册四连杆的设计，那里有最详细的理论基础，是我们设计的根本，这里不做详细的说明。请各设计者课后做详细的研究！
3. 滑轨平移机构
1. 自锁
自锁机构的增加一是为了满足大众的标准，二是从安全角度需要自锁（例如吊具上），一般日式夹具中运用的很少，只有在类似合装工位比较大的平移机构中才采用。一般普通的自锁机构是选择一个自锁气缸自锁，优点是节省了空间，但成本相对高些。其二就是设计四连杆自锁机构，本种自锁的优点是成本相对较低，而且相对自锁力较大，但是占用空间相对较大，设计工时相对长些。其三就是平移机构自身为连杆自锁结构，优点是节省了成本，但是适用于滑动距离比较小的场合，另外需要有足够的设计空间。
2. 推进气缸的选择
推进气缸的选择主要是要看平移机构的大小，另外就是根据需要的推进速度来定，根据气缸的参数计算出所选气缸是否能满足要求。如果没有计算可以参照以往类似成功结构中的气缸。
3. 缓冲
缓冲一般取决机构的运行速度和机构的大小，如果速度比较大，且机构重量比较大，就要增加缓冲装置，防止冲击过大给设备造成损伤，另外缓冲器大小的选择，一是可以参考以往类似结构中的缓冲器，如果不确定的话，就需要根据实际情况，计算所需要缓冲器的大小。
4. 滑块及轨道
滑块的选择，主要根据滑块上平移机构的重量及重心而定，如果重量比较大，且重心与滑块之间有一定的扭矩，建议使用较大一点的滑块或相应增加滑块的数量，如果设计者凭经验很难断定的话，建议通过计算来选择滑块的大小和数量。尽量选相对较大一点的安全系数，另外需要强调的一点是，设计时尽量避免使滑块产生扭矩和拉力比较大的情况，滑块的抗扭能力和抗拉能力比较差，也最容易出问题。如果使用中不可避免，建议增加滑块的数量及改用较大的滑块。
5. 滑轨平移机构图例