工装设计的原则及其程序

热处理工装在中小型企业里，往往由热处理工艺员设计；大型企业或管理水平高、技术人员多的单位，由专职工装设计员设计。一般先由热处理工艺员提出一份详细的工装设计任务书，对工装的形式、结构、大小等先有一个初步的设想，再将零件的外形尺寸及批量和选用的加热设备、该工装的热处理工艺规程等作为工装设计的依据。

1、热处理操作工具的选择

因零件的形状、大小不同，炉子也有不同类型、不同用途，且工具的长短、粗细、结构形状都有很大的不同，所以使用的工具也不同，热处理工具的作用就是来完成工件进出炉和冷却过程中的夹持工件，一般多用低碳钢制造。

2、夹具的选用原则

为了保证淬火工件按一定的方式加热，并按一定的方式浸入淬火介质中和提高生产率，必须设计好合适的夹具。一般零件热处理多用铁丝扎紧，这只适用于单件或小批量生产。如大量成批生产时，则必须考虑采用相应的夹具，而且热处理的好坏与是否合理，对产品的质量有很大影响。因此，在设计夹具时，既要考虑夹具在赤热时是否经得起工件所给予的负重，也要考虑到夹具在加热和冷却时的变形是否妨碍工件的自由伸缩，所以设计时应满足下列几点：

1）工艺上的需求、并能发挥工装作用。

2）工装系数和生产批量相适应。热处理工装系数，是指热处理工装数量与热处理零件总数之比，是控制热处理工装合理数量的指标。不同生产批量和不同产品都有一个合适的控制数值，可与主管工艺师或总工程师协商决定。为了缩短生产准备周期，节约试制费用，工装系数应尽可能低，随着生产批量的增大，工装系数也随之增大，这样才是合理的。

3）工装要有通用性，即尽可能选用通用工装、标准工装、借用工装或改进设计工装。

4）工装设计中要合理选用材料，某些工装材料需要考虑具有特殊性能，如绝缘性能等；少用或不用昂贵的材料，要合理使用耐热材料，不是所有的工装都要用耐热钢制造，一般淬火和渗碳夹具用低碳钢或耐热钢制造。

5）夹具的结构不影响工件的加热和冷却，否则造成工件的变形和硬度的不一致。

6）结构简单，装卸零件方便，便于制造，使用寿命长，安全可靠。

7）夹具的体积和重量要小，以免放入炉内后温度急剧下降，降低加热效率。

8）工装设计要使热能损耗到最小，如零件加热而工装不加热的简易机械手等。

3、专用工装的设计要求

1）对于化学热处理的零件，为了保证零件在炉内与化学介质气氛充分而均匀的接触。同时放置稳妥，不致引起变形，需设计专用夹具。

2）对形状复杂，尺寸要求严格的零件，为了保证某些特别要求的尺寸，需设计专用夹具。

3）对某些采用定形回火的零件，应设计专用夹具。

4）为了保证某些零件内孔的椭圆度及尺寸，可设计专用心棒。

5）某些大型笨重零件需能方便地进出炉，某些零件在热处理时要保持垂直加热与垂直淬火，则应根据炉型和零件选择或设计夹具。

6）对于需进行冷校正的复杂或易变形的零件应设计专用夹具。

4、对工艺用附件的要求

在热处理生产中，有一种起到工艺装备的作用，但只是一次性使用、易消耗的附件，如吊环、垫圈、堵孔用的螺栓、高频淬火用的铜键、绑扎用的铁丝、以及试样等。它既可以算是工装，也可以算是消耗性的材料，除了铁丝和试样外，其他可称为工艺用的附件，若螺栓、垫圈等可作为标准工装，列表申请采购或到备件库领用；对吊环、工艺用键等，工艺员要制图（与产品零件图一样）并注明需用数量、所用材料牌及技术要求，并制定材料定额，由生产该零件的责任车间生产，随同零件一并送热处理车间使用。在热处理工艺规程中，应详细地写明工艺用附件的用途和用法。

5、工装设计程序

1）设计准备，掌握必要的设计资料，分析研究设计依据。

2）拟定工装结构方案（可以多方案比较），绘制设计草图、会签和审批。

3）绘制总图。

4）确定工装的技术条件。

5）绘制工装零件序号。零件明细表，填写标题栏。

6）绘制工装零件图。

7）检图、审核、批准、描晒，然后分发有关部门。

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