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焊装夹具气动元件选用规范1.(DOC)

2025-10-02 15:10:32 责编:小OO

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前言 2

1 主题内容与适用范围 3

2 规范性引用文件 3

3 气动元件简介...........................................................3

4 气动控制基本原理 ...............................................3

5 气动元件选用的基本原则 4

6 气动元件的选用规范 4

6.1 气缸的选用.......................................................4

6.2 气控阀的选用....................................................13

6.2.1 气控阀的适用范围..........................................13

6.2.2 气控阀的型号表示方法......................................13

6.2.3 气控阀的选用..............................................13

6.3 接头、管子、单向阀、消声器的选用................................14

6.3.1 接头的型号表示方法及选用..................................14

6.3.2 管子的型号表示方法及选用..................................16

6.3.3 消声器的型号表示方法及选用................................16

6.3.4 单向阀的型号表示方法及选用................................17

6.4 三联件的表示方法及选用..........................................17

前言

本标准《Q/JQ 160 焊装夹具气动元件的选用规范》是公司工艺类标准之一。

本标准为公司统一执行的企业标准。

焊装夹具设计中包含许多气动元件，制定气动元件的选用规范能够规范公司夹具设计人员的设计，同时规范夹具厂商的夹具设计，以便缩短设计周期、节约制造成本、为公司创造更多利润。

本标准对气动元件的种类及适用范围做了详细说明，并对气动元件的选用规范作了统一要求。

本标准以SMC为例，其他厂商的规格型号需与之相对应。

1 范围

本标准提出了气动元件的选用规范及选用步骤等相关要求。

本标准适用于我公司开发的各种车型车身的焊装夹具气动元件的选用，适用于夹具的设计。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

GB/T 5185 焊接及相关工艺方法代号

JB/T 5992 机械制造工艺方法分类与代码

JB/T 9167 工艺装备设计管理导则

Q/JQ 826 二维制图规范

3 气动元件简介

焊装夹具气动元件一般包括气缸、气控阀、接头、气管、消声器、过滤器、减压阀、油雾器等。

接入的气源经过气源处理三联件（过滤器、减压阀、油雾器）的处理，去除水分，雾化润滑油和调节气源压力。排出的气体经排气消声器的处理，降低噪音，减少污染。气动动力由气缸提供，实现夹具的夹紧与打开。气源由接头、气管、单向阀连接到用气设备中，实现气体的流向通路。信号通过气控阀的处理，将气源分配到各个气路中。

4 气动控制基本原理

气动焊装夹具控制系统一般由气控制和电控制两种控制方式，对于单独使用的夹具，一般采用气控制来实现。气控制只有一个系统，设计、安装、走线和操作都比较方便。对于回路较复杂，各操作关联性强，用气控制很难实现的焊接场合，才用电控制系统实现。

气控制系统由各种先导元件和执行元件组合而成，操作者通过对先导元件发出的信号，驱动执行元件执行命令，完成对整个系统的控制。

先导元件一般为两位三通人、机控制阀，执行元件有两位五通阀、三位五通阀和两位三通阀和三位三通阀等。

接入的气源必须经过气源处理三联件的处理，以去除水分，雾化润滑油和调节气源压力。排出的气体须经排气消声器，降低噪音，减少污染。

上述各元素组成了信号流的控制路径，从信号输入开始直到执行装置。根据从信号处理装置获得的信号，控制元件可以控制执行装置。

5 气动元件选用的基本原则

5.1 气动元件应首先以满足焊装夹具的性能需求为前提，依据生产纲领设计选用。

5.2 保证安全可靠，有安全防护措施。

5.3 结构尽可能简单，操作和维修方便。

5.4 合理利用材料，降低成本投入。

5.5 所有设计均应符合国家和相关行业标准。

5.6 能为夹具设计提供先进水平的气动元件。

6 气动元件的选用规范

6.1 气缸的选用

第一步，通过各种气缸的适用范围，选择具体的气缸类型，如下：

a、普通夹具夹紧单元选用夹紧缸。

b、需要定位锁紧的夹具定位选用销钉夹紧缸。

c、销子有倾斜角度时，伸缩定位单元选用带导杆薄型气缸。

d、生产线上需要大行程翻转、定位、夹紧单元以及夹具用大型缸选用标准气缸。

e、小空间，高精定位的单元选用紧凑型气缸。

f、复合运动的复杂单元选用复合型气缸。

第二步，通过气缸夹紧力的计算（见表1、图1），计算出气缸端应输出的力F1。

表1气缸夹紧力的计算

计算公式

输出压力F1（N）＝压强（MPa）* 受压面积（㎜²）

受压面积（㎜²）＝π*R² R为受力活塞的半径

依据力矩平衡：F1*L1＝F2*L2 （其中F2为夹紧力是已知值）在选择气缸时，可以依据F1＝F2*L2/L1，计算出气缸端应输出的力F1，从而依据表格选择气缸缸径。

图1

第三步，通过放件、取件时工件与夹具的间距要求（见如图2），选择气缸的打开角度，再依据气缸打开角度与行程对照表2选出气缸的行程。

表2

序号	气缸行程mm	有效行程mm	打开角度
1	50	45	42
2	75	70	60
3	100	95	77
4	125	120	90

图2

第四步，依据表格缸径与夹紧力F1对照（见表3），选择气缸缸径。

表3 缸径与夹紧力对照表

系列	缸径（mm）	杆径（mm）	动作方向	受压面积（㎜²）	输出压力F1（N）
标准圆形气缸	32	12	夹紧	804	482
	32	12	打开	691	414
	40	16	夹紧	1256	754
	40	16	打开	1055	633
	50	20	夹紧	1963	1178
	50	20	打开	19	9

表3（续）缸径与夹紧力对照表

系列	缸径（mm）	杆径（mm）		动作方向		受压面积（㎜²）	输出压力F1（N）
标准圆形气缸	63	20		夹紧		3116	1869
				打开		2802	1681
	80	25		夹紧		5024	3014
				打开		4533	2720
	100	30		夹紧		7850	4710
				打开		7144	4286
	125	32		夹紧		12266	7359
				打开		11462	6877
	140	36		夹紧		15386	9232
				打开		14369	8621
	160	40		夹紧		20096	12058
				打开		18840	11304
	180	45		夹紧		25434	15260
				打开		23844	14307
	200	50		夹紧		31400	18840
				打开		29438	17663
	250	60		夹紧		49063	29438
				打开		46237	27742
	300	70		夹紧		70650	42390
				打开		66804	40082
标准正方形气缸	32		12	夹紧	804		482
				打开	691		414
	40		16	夹紧	1256		754
				打开	1055		633
	50		20	夹紧	1963		1178
				打开	19		9
	63		20	夹紧	3116		1869
				打开	2802		1681
	80		25	夹紧	5024		3014
				打开	4533		2720
	100		30	夹紧	7850		4710
				打开	7144		4286

表3（续）缸径与夹紧力对照表

系列	缸径（mm）	杆径（mm）	动作方向	受压面积（㎜²）	输出压力F1（N）
薄型气缸	12	6	夹紧	113	68
			打开	85	51
	16	8	夹紧	201	121
			打开	151	90
	20	10	夹紧	314	188
			打开	236	141
	25	12	夹紧	491	294
			打开	378	227
	32	16	夹紧	804	482
			打开	603	362
	40	16	夹紧	1256	754
			打开	1055	633
	50	20	夹紧	1963	1178
			打开	19	9
	63	20	夹紧	3116	1869
			打开	2802	1681
	80	25	夹紧	5024	3014
			打开	4533	2720
	100	30	夹紧	7850	4710
			打开	7144	4286

注：我公司使用气源压强为0.5MPa

第五步，通过行程与缸径选择具体型号的气缸（见表4）。

表4气缸的种类

类别	编号	类型	系列	动作方式	缸径	图片
标准圆形气缸	CA2	标准型	CA2	单杆双作用	40，50，63，80，100
		标准型	CA2W	双杆双作用	40，50，63，80，100
		杆不旋转型	CA2K	单杆双作用	40，50，63
		低摩擦型	CA Q	单杆双作用	40，50，63，80，100
		端锁型	CBA2	单杆双作用	40，50，63，80，100

表4(续) 气缸的种类

类别	编号	类型	系列	动作方式	缸径	图片
标准圆形气缸	MB	标准型	MB	单杆双作用	32，40，50，63，80，100，125
		标准型	MBW	双杆双作用	32，40，50，63，80，100，125
		杆不旋转型	MBK	单杆双作用	32，40，50，63，80，100
		低摩擦型	MB Q	单杆双作用
		端锁型	MBB	单杆双作用
	CS1/CS2	标准型	CS1	单杆双作用	125,140,160,180
		标准型	CS1W	双杆双作用	200,250,300
		低摩擦型	CS1 Q	单杆双作用	125,140,160
	C95	标准型	C95	单杆双作用	32，40，50，63，80，100
		标准型		双杆双作用
		杆不旋转型	C95K	单杆双作用
		杆不旋转型		双杆双作用
		带锁	C95N	单杆双作用

标准方形气缸	MB1	标准型	MB1	单杆双作用	32，40，50，63，80，100
			MB1W	双杆双作用
		杆不旋转型	MB1K	单杆双作用
	CP95	标准型	CP95S	单杆双作用	32，40，50，63，80，100
		杆不旋转型	CP95K	单杆双作用

表4(续) 气缸的种类

类别	编号	类型	系列	动作方式	缸径	图片
紧凑型气缸	CU	标准型	CU	单杆双作用	6，10，16，20，25，32
			CU	单作用（伸缩）
			CUW	双杆双作用
		杆不旋转型	CUK	单杆双作用
		杆不旋转型	CUK	单作用（伸缩）
		长行程标准型	CU	单杆双作用
		长行程杆不旋转型	CUK	单杆双作用
	C55	标准型	C55	单杆双作用	20,25,32,40,50,63
	CQ2	标准型	CQ2	单杆双作用	12，16，20，25，32，40，50，63，80，100
			CQ2	单作用（伸缩）	12，16，20，25，32，40，50，
			CQ2W	双杆双作用	12，16，20，25，32，40，50，63，80，100
		杆不旋转型	CQ2K	单杆双作用	12，16，20，25，32，40，50，63，
		大型缸径	CQ2	单杆双作用	125,140,160
			CQ2	双杆双作用	180,200
		长行程型	CQ2	单杆双作用	25，32，40，50，63，
		端锁型	CBQ2	单杆双作用	20，25，32，40，50，63，80，100
	CQS	标准型	CQS	单杆双作用	12，16，20，25
			CQS	单作用（伸缩）
			CQS	双杆双作用
		杆不旋转型	CQSK	单杆双作用

表4(续) 气缸的种类

CQM	标准型	CQM	单杆双作用	12，16，20，25，32，40，50，
RQ	标准型	RQ	单杆双作用	20，25，32，40，50，
MU	标准型	MU	单杆双作用	25，32，40，50，63，
			单作用（伸缩）

类别	编号	类型	系列	动作方式	缸径	图片
复合型双联气缸	CXS	基本型	CXS	滑动轴承球轴承	6，10，16，20，25，32
		带气缓冲	CXS		20，25，32
		带端锁	CXS		6，10，16，20，25，32
		双杆型	CXSW		6，10，16，20，25，32
		特长	具有薄型、紧凑、高精度导向功能。

类别	编号	类型	系列	动作方式	缸径	图片
夹紧缸	CK	无锁夹紧缸	CK1	不带磁环	40，50，63
		无锁夹紧缸	CKG1	带磁环
		带锁夹紧缸	CLK2	不带磁环
		带锁夹紧缸	CLK2G	带磁环

类别	编号	类型	系列	是否耐磁	夹紧高度	销子直径	图片
销钉夹紧缸	CKQ	带锁销钉夹紧缸	CQK	无磁性开关	60mm/90mm	12.5-30
			CLKQ	无磁性开关	60mm/90mm	12.5-30
			CQKP	带耐磁性开关	60mm/90mm	12.5-30
			CLKQP	带耐磁性开关	60mm/90mm	12.5-30
		无锁销钉夹紧缸	CQKG	无磁性开关	60mm/90mm	12.5-30
		无锁销钉夹紧缸	CLKQG	无磁性开关	60mm/90mm	12.5-30

表4(续) 气缸的种类

类别	编号	类型	系列	动作方式			缸径	图片
带导杆薄型气缸	MGP	标准型	MGP	滑动轴承、球轴承			12，16，20，25，32，40，50，63，80，100
		带气缓冲	MGP				16，20，25，32，40，50，63，80，100
		带端锁	MGP				20，25，32，40，50，63，80，100
		粗导杆型	MGPS				50，80
		高精度型	MGPA	球轴承			12，16，20，25，32，40，50，63，80，100
	MGQ	滑动轴承	MGQM	双作用			12，16，20，25，32，40，50，63，80，100
		球轴承	MGQL
		特长	耐横向负载，高精度的杆不回转的导杆一体型气缸，适合用于输送线上的限位器及提升机
带导杆气缸	MGG	标准型	MGG	滑动轴承、球轴承	20，25，32，40，50，63，80，100
		带端锁	MGG
		特长	基本气缸和导杆紧凑的一体化，实现耐横向负载，高精度的杆不回转的直线移动单元
	MGC	标准型	MGC	双作用		20，25，32，40，50
		特长	导杆体和前端板紧凑化的直线移动单元，小型，轻量，省空间

6.2 气控阀的选用

6.2.1气控阀的种类及适用范围：

a、两位单气控：阀有两位置，但气控位置只有一个，另一个为弹簧，控制时需要一直按着气控按钮，否则弹簧就会将阀位置弹回，适合用于手按上不拿开才能工作的需要安全保障的场合。

b、两位双气控：阀有两位置，一位置控制气缸打开，一位置控制气缸夹紧，适合于常见的夹紧气缸形式。

c、三位中封式：阀有三位置，中间位置为保持位置，气缸活塞无法上下移动，适用于要固定活塞运动的场合。

d、三位中泄式：阀有三位置，中间位置为放气位置，气缸活塞可以在外力作用下自由运动，适用于要先手动夹紧后通气夹紧的场合。

e、位中压式：阀有三位置，中间位置为气缸活塞上下同时受力的位置，适用于需要气缸运动但不能突然运动的场合。

6.2.2气控阀的型号表示方法：

VFA 5 1 20 — C6

系列机能配管方式

3 VFA3000 1 2位单气控 20 直接配管

5 VFA5000 2 2位双气控 40 底板配管

7 VFA7000 3 3位中封式

4 3位中泄式

5 3位中压式

6.2.3气控阀的选用：

第一步：已知气缸直径选气控阀型号，系列选3000或5000或7000是按照气缸的耗气量来选定的。气缸的耗气量按照以下公式计算：

Q=0.0462D²v（p+0.1）

其中：Q------标准状态下的气缸最大耗气量（L/min）

D------气缸的缸径（cm）

v------气缸的最大速度（mm/s）

p------使用压力（MPa）

一般情况下，气缸速度V不会超过400mm/s、工厂压缩空气的压力P一般调在0.5MPa左右，所以上面的公式可以简化为： Q≈10D² （注意：气缸直径D的单位是cm）

假设气缸直径是63mm，气缸的耗气量Q≈10*6.3*6.3=396.9L/Min。

第二步：查看气控阀的流量参数，SMC样本上会给出气控阀的流量参数：CV值或者有效截面积S，CV值和有效截面积、气控阀的流量Q1之间的关系如下：

Q1=CV*984≈1000*CV

有些阀的参数只有有效截面积S的情况下，将有效截面积S转换成CV值：CV=S/18 即可。

第三步：比较一下流量：气控阀的流量一定要大于气缸的耗气量，即：Q1＞Q 得出：CV > Q/1000

第四步：根据计算出来的需要的最小流量参数Q/1000就可以找到合适的气控阀的CV值，进而得到气控阀的系列。（见表5）

表5气控阀型号与Cv值对照表

型号	有效截面积mm²（Cv值）
VFA3120-M5	3.6(0.2)
VFA3220-M5	3.6(0.2)
VFA3320-M5	3.6(0.2)
VFA3420-M5	3.6(0.2)
VFA3520-M5	3.96(0.22)
VFA5120-01	9.18(0.51)
VFA5220-01	9.18(0.51)
VFA5320-01	7.38(0.41)
VFA5420-01	7.56(0.42)
VFA5520-01	10.62(0.59)
VFA7120-02	16.2(0.9)
VFA7220-02	16.2(0.9)
VFA7320-02	12.06(0.67)
VFA7420-02	11.88(0.66)
VFA7520-02	17.1(0.95)

6.3接头、管子、单向阀、消声器的选用

6.3.1接头的型号及选用

焊装夹具最常用接头为快换接头，其主要分为接头和接管两大类。接头主要用于与气缸、阀、三联件等的带螺纹连接，其包括：直通接头（KQ2H）、弯头（KQ2L）等。接管主要用于管与管之间的连接，其包括：直通接管（KQ2H）、弯管（KQ2L）、插杆减径接管（KQ2R）、T形接管（KQ2T）、Y形接管（KQ2U）等。

接头的选用原则主要是依据夹具上需要连接的元器件的螺纹尺寸与连接管的管径共同决定的。焊装夹具一般用直通接头、弯头两种接头与元器件连接，然后配合使用接管连接气管，达到接通气路的目的，一般情况下连接气管时使用直通接管，复杂线路设计时，在需要三通的情况下可以依据布管走向选择T形接管、Y形接管，在需要变径的情况下使用插杆减径接管。管径大小的选用主要是依据连接的两端的管径决定的，在螺纹与管径已知的情况下依据表6选择所用接头的具体型号。

表6焊装夹具用接头选用对照表

系列名称	类形名称及编号	连接螺纹与管径	适合软管外径φD(mm)			图片
系列名称	类形名称及编号	连接螺纹与管径	Φ6	Φ8	Φ10
快换接头	直通接头 KQ2H	M5	KQ2H06-M5
		1/8	KQ2H06-01S	KQ2H08-01S	KQ2H10-01S
		1/4	KQ2H06-02S	KQ2H08-02S	KQ2H10-02S
		3/8	KQ2H06-03S	KQ2H08-03S	KQ2H10-03S
		1/2			KQ2H10-04S
	直通接管 KQ2H	φ6	KQ2H06-00
		φ8	KQ2H06-08	KQ2H08-00
		φ10		KQ2H08-10	KQ2H10-00

快换接头	弯头 KQ2L	M5	KQ2L06-M5
		1/8	KQ2L06-01S	KQ2L08-01S	KQ2L10-01S
		1/4	KQ2L06-02S	KQ2L08-02S	KQ2L10-02S
		3/8	KQ2L06-03S	KQ2L08-03S	KQ2L10-03S
		1/2			KQ2L10-04S
	插杆减径接管 KQ2R	Φ6
		Φ8	KQ2R06-08
		φ10	KQ2R06-10	KQ2R08-10
	T形接管 KQ2T	φ6	KQ2T06-00	KQ2T06-08
		φ8	KQ2T08-06	KQ2T08-00	KQ2T08-10
		φ10		KQ2T10-08	KQ2T10-00
	Y形接管 KQ2U	Φ6	KQ2U06-00	KQ2U06-08
		Φ8		KQ2U08-00	KQ2U08-10
		φ10			KQ2U10-00

6.3.2管子的型号表示方法及选用：

管子的型号表示方法：

内管外径内管内径

TRB 10 75 -- B -- 100

管子颜色
B	黑
W	白
R	红
BU	蓝
Y	绿

管子名称每卷管子长度

难燃烧双层管

管子的选用：

1、三联件到阀一般用φ10的气管，气缸多于20个用φ12的，连接气源的管子用黑色，通向夹具设备的用蓝色；

2、气缸用φ8的气管，大型缸用φ10的，上部用黑色，下部用蓝色；

3、与阀相连的气管用φ6，如人、机控开关阀，感应阀，此处气管用黑色。

型号接管口径

6.3.3 消声器的型号表示方法及选用： AN200-02 1/4

消声器型号表示方法： AN300-03 3/8

AN 200 -- 02 AN400-04 1/2

消声器名称接口口径 AN500-06 3/4

外形尺寸 AN600-10 1

消声器的选用：

在焊装夹具上所有排气处都需用消声器，主要依据排气口口径的大小选择相应的消声器。

6.3.4 单向阀的型号表示方法及选用：

单向阀是防止空气逆流的气动元件，其型号表示如下：

AKH 04 - A - 01S

单向阀代号

接口口径气流方向

M5 M5*0.8 A：从外螺纹流向内螺纹或快换接头

1 1/8 B：从内螺纹或快换接头流向外螺纹

2 1/4

3 3/8

4 1/2

单向阀的选用：单向阀在选择时主要依据气流方向进行选择，再结合接口口径以及连接螺纹尺寸大小决定单向阀的具体型号。

6.4三联件的型号表示方法及选用：

三联件型号表示方法：

排水方式

A:自动B:手动过滤精度

AC 2000 - M - - W -

系列代号压力表刻度单位

接管口径

1500 PT1/8

2000 PT1/4

3000 PT3/8

4000 PT1/2

三联件的选用：焊装夹具用的三联件包括：过滤器、减压阀、油雾器，三者配套使用合称三联件。在夹具上使用时主要依据气流量来选择具体型号的三联件。下载本文

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