在制(zhi)造(zao)(zao)上，經(jing)(jing)常會出現夾具(ju)、治具(ju)、模(mo)具(ju)這三個專(zhuan)有(you)名詞，對(dui)非制(zhi)造(zao)(zao)、機械(xie)背景或者是實務經(jing)(jing)驗不多(duo)的機械(xie)工(gong)程師來說，這三個名詞有(you)時會很容易混(hun)淆。
下面簡單的介紹一下希望能幫助有興趣的人能夠有個基本認識。
夾具：
常見的英文翻譯為 Clamp，主要的用途(tu)就是固定(ding)物件；夾具不(bu)僅僅出現在生產機械設備上，其實也很(hen)廣泛被用在很(hen)多領域(yu)，
例如(ru)槍枝上(shang)固定瞄準鏡的結(jie)構就(jiu)(jiu)稱為夾(jia)具；在(zai)(zai)自(zi)動(dong)化機械設備中固定移(yi)動(dong)中的物(wu)件是(shi)(shi)非常(chang)基(ji)本的功(gong)能，只要(yao)(yao)原料是(shi)(shi)固體類的就(jiu)(jiu)免不了(le)需要(yao)(yao)在(zai)(zai)加工、組裝或(huo)移(yi)動(dong)過程(cheng)中固定住物(wu)件，目的在(zai)(zai)避(bi)免受力(li)或(huo)慣性變(bian)化(加減速度變(bian)化)時(shi)物(wu)件不會(hui)任意(yi)移(yi)位(wei)，夾(jia)持(chi)是(shi)(shi)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)其(qi)中一(yi)個最主要(yao)(yao)的固定方式；仔細思(si)考物(wu)件固定的原理，其(qi)中之一(yi)是(shi)(shi)給(gei)予幾何限制，使(shi)固體被卡住無法移(yi)動(dong)，另外一(yi)種是(shi)(shi)提供最大靜摩擦力(li)超過物(wu)件慣性力(li)作(zuo)用來避(bi)免移(yi)動(dong)。
第(di)一種方式幾何限制，在理(li)論上是(shi)最(zui)好的(de)方法，道(dao)理(li)很簡單，就是(shi)傳統物(wu)(wu)理(li)上認知的(de)"固體無法穿越固體"，物(wu)(wu)件除了慣性力(li)(li)以外，在移動過程中不會(hui)受到額外的(de)作用力(li)(li)，可以避免物(wu)(wu)件受到額外作用力(li)(li)的(de)影響，但(dan)是(shi)夾(jia)(jia)具必須(xu)配合(he)物(wu)(wu)件的(de)形狀進(jin)行設(she)(she)計，又需要保留公差(cha)以因應物(wu)(wu)件制作上的(de)公差(cha)、誤差(cha)，所以實物(wu)(wu)上很少看到完全用這一種概念設(she)(she)計的(de)夾(jia)(jia)具，原因是(shi)變化彈性太小，而且(qie)誤差(cha)會(hui)造(zao)成物(wu)(wu)件與夾(jia)(jia)具碰撞(zhuang)的(de)可能(neng)。
第(di)二種方(fang)式以提(ti)供(gong)最(zui)大(da)靜摩(mo)擦力(li)(li)超過慣性力(li)(li)作用(yong)(yong)的(de)(de)方(fang)式來維持物件的(de)(de)固(gu)定位置(zhi)，這種方(fang)式提(ti)供(gong)的(de)(de)摩(mo)擦力(li)(li)需要克服至少兩個方(fang)向的(de)(de)慣性作用(yong)(yong)，一(yi)個是(shi)(shi)重(zhong)力(li)(li)方(fang)向，物件不會(hui)往下掉(diao)，一(yi)個是(shi)(shi)運動方(fang)向(平移(yi)、旋(xuan)轉都要考慮)，讓(rang)物件不會(hui)在加減速(su)時移(yi)位，這是(shi)(shi)目前最(zui)主(zhu)要的(de)(de)應用(yong)(yong)方(fang)式。
傳(chuan)統上對(dui)金(jin)屬材(cai)(cai)質(zhi)，因為(wei)材(cai)(cai)料(liao)本身的(de)強度高，可以施加很(hen)大的(de)力量用以確(que)保物(wu)件不會移動，所以在一些金(jin)屬處(chu)理的(de)自動化設備上經常會使用油壓夾具來固定(ding)物(wu)件，
在有(you)些木頭材質物件的固定(ding)上也很(hen)常見，只是固定(ding)力(li)量會比(bi)較小。
上圖的(de)的(de)夾(jia)爪氣缸，可以直接夾(jia)持并旋轉小型(xing)物件進行(xing)搬運
提供(gong)最大(da)(da)靜(jing)摩擦(ca)(ca)力(li)的(de)(de)方(fang)式，除(chu)了夾持動作提供(gong)正(zheng)向(xiang)力(li)再(zai)乘以(yi)(yi)摩擦(ca)(ca)系數計算出(chu)最大(da)(da)靜(jing)磨擦(ca)(ca)力(li)以(yi)(yi)外，其(qi)實還可以(yi)(yi)利用(yong)真空(kong)吸力(li)產(chan)生(sheng)壓力(li)差來提供(gong)正(zheng)向(xiang)力(li)，再(zai)配合高摩擦(ca)(ca)系數材(cai)質(zhi)(zhi)來提供(gong)超(chao)過慣性力(li)所需要的(de)(de)最大(da)(da)靜(jing)摩擦(ca)(ca)力(li)，這(zhe)種(zhong)方(fang)式有機會(hui)可以(yi)(yi)減少對物件的(de)(de)施力(li)大(da)(da)小，因此(ci)在一些精密元(yuan)件或(huo)易(yi)脆性材(cai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)固定(ding)上經常被(bei)拿來使用(yong)，缺點(dian)是(shi)高摩擦(ca)(ca)系數材(cai)質(zhi)(zhi)會(hui)殘留(liu)并(bing)污染(ran)或(huo)劃傷到物件的(de)(de)表面，這(zhe)在某些要求(qiu)超(chao)高潔凈度的(de)(de)產(chan)品上就要注意(yi)。
從移(yi)動過程中固定物件(jian)的(de)角(jiao)度來看，對鐵(tie)(tie)材(cai)，包括其(qi)他(ta)具(ju)磁(ci)性(xing)的(de)鐵(tie)(tie)、鈷(gu)、鎳(nie)等，還有一種(zhong)特(te)別的(de)方式是利用電磁(ci)力，常見(jian)于銑、磨、刨等工(gong)具(ju)機(ji)的(de)工(gong)作臺上(磁(ci)性(xing)固定座)，
不過這種力(li)量很大，通常不是(shi)用來克(ke)服移動的慣(guan)性力(li)，而(er)是(shi)用來克(ke)服切削(xue)加(jia)工的力(li)量。
少(shao)數特別的例(li)子(zi)是用(yong)在(zai)高溫環境(jing)下，無法使(shi)用(yong)軟材質，也有一些場景會(hui)混合使(shi)用(yong)以上兩種(zhong)方法，在(zai)其中一個方向(xiang)改成(cheng)幾何限制(例(li)如重力方向(xiang))，以盡量降(jiang)低施(shi)力對物(wu)件的影響。
通常的英文名稱是 Jig ，治具是(shi)從日(ri)文的(de)發音沿(yan)用(yong)(yong)而來(lai)；治具的(de)主(zhu)要功能(neng)是(shi)固(gu)定(ding)(ding)(ding)并(bing)定(ding)(ding)(ding)位(wei)物件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)，相對(dui)夾具來(lai)說，在功能(neng)上多(duo)了一(yi)(yi)個(ge)定(ding)(ding)(ding)位(wei)的(de)作用(yong)(yong)，經(jing)(jing)常看(kan)到的(de)治具會使用(yong)(yong)幾(ji)何限(xian)制的(de)方式來(lai)定(ding)(ding)(ding)位(wei)物件(jian)，所以像(xiang)定(ding)(ding)(ding)位(wei)塊(kuai)、定(ding)(ding)(ding)位(wei)銷經(jing)(jing)常會有斜面設計(ji)，用(yong)(yong)來(lai)引導(dao)物件(jian)進入一(yi)(yi)個(ge)比較小的(de)空間范圍，限(xian)制住物件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)。
為(wei)了更精確的固定(ding)(ding)(ding)物件有(you)(you)(you)(you)時還會(hui)加上(shang)強制推動(dong)(dong)的動(dong)(dong)作，使物件抵(di)靠在(zai)(zai)(zai)基(ji)準面/邊(bian)上(shang)；這個動(dong)(dong)作如果(guo)還有(you)(you)(you)(you)持續并防止物件移動(dong)(dong)，功能上(shang)就有(you)(you)(you)(you)點(dian)像(xiang)夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)的延(yan)伸；或者以夾(jia)(jia)(jia)持方(fang)式進(jin)行(xing)中心定(ding)(ding)(ding)位(wei)等，所以也經常造成誤解，把(ba)夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)跟(gen)治(zhi)具(ju)(ju)(ju)混(hun)為(wei)一談。所以夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)跟(gen)治(zhi)具(ju)(ju)(ju)嚴格上(shang)來說其實(shi)功能用途上(shang)是(shi)略有(you)(you)(you)(you)不同的，夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)著重在(zai)(zai)(zai)固定(ding)(ding)(ding)，治(zhi)具(ju)(ju)(ju)著重在(zai)(zai)(zai)"精確"定(ding)(ding)(ding)位(wei)，但是(shi)因為(wei)治(zhi)具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)時會(hui)多了夾(jia)(jia)(jia)持固定(ding)(ding)(ding)的需求，所以有(you)(you)(you)(you)時跟(gen)夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)會(hui)有(you)(you)(you)(you)點(dian)像(xiang)；實(shi)務上(shang)，兩者的機構設計(ji)在(zai)(zai)(zai)工(gong)廠內常常被放在(zai)(zai)(zai)同一個部門(men)，稱為(wei)夾(jia)(jia)(jia)治(zhi)具(ju)(ju)(ju)設計(ji)，這個部門(men)可能放在(zai)(zai)(zai)生產，也可能放在(zai)(zai)(zai)設備維(wei)護，甚(shen)至放在(zai)(zai)(zai)廠務或產品研發，基(ji)本上(shang)的學經歷背景都是(shi)以機械工(gong)程師為(wei)主。
夾(jia)治(zhi)具(ju)改(gai)善與(yu)設(she)計(ji)在自(zi)動(dong)設(she)備(bei)發展過程中是一個非常(chang)重要的(de)(de)起(qi)始(shi)(shi)點，很多(duo)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei)公司(si)的(de)(de)源頭都是從幫工廠做國外進(jin)口的(de)(de)夾(jia)治(zhi)具(ju)改(gai)善與(yu)設(she)計(ji)開始(shi)(shi)，加上驅動(dong)裝置、控(kong)制回路(lu)等(deng)一路(lu)過來，累積產(chan)品與(yu)設(she)備(bei)經驗成(cheng)為完(wan)整自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei)公司(si)。
英文名稱Mold，又是(shi)什么(me)？前面的夾治具(ju)(ju)功(gong)能主(zhu)要就(jiu)是(shi)固定與(yu)定位(wei)，基本上對產品(pin)并(bing)沒有其他(ta)的作用，并(bing)不會(hui)直接(jie)影響到產品(pin)本身(shen)，但是(shi)模具(ju)(ju)就(jiu)不同了(le)，模具(ju)(ju)會(hui)直接(jie)參與(yu)制造的過(guo)程。
模具(ju)(ju)(ju)有很多種(zhong)(zhong)，但是基(ji)本上的(de)(de)(de)作用就(jiu)是限制(zhi)(zhi)產品(pin)生產制(zhi)(zhi)造出來的(de)(de)(de)形(xing)狀，或(huo)者(zhe)是說(shuo)將原料塑(su)形(xing)成(cheng)所(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)形(xing)狀，從這個角(jiao)度來看，夜(ye)市賣的(de)(de)(de)雞蛋(dan)仔、鯛魚燒、紅(hong)豆(dou)餅模等等就(jiu)是最(zui)通俗易懂的(de)(de)(de)例子，所(suo)以(yi)模具(ju)(ju)(ju)在(zai)(zai)商品(pin)制(zhi)(zhi)造上可以(yi)說(shuo)無(wu)所(suo)不在(zai)(zai)，講(jiang)的(de)(de)(de)跟通俗一點的(de)(de)(de)就(jiu)是制(zhi)(zhi)作月餅用的(de)(de)(de)木制(zhi)(zhi)模也是模具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)，只要(yao)最(zui)后銷(xiao)售到終端消(xiao)費者(zhe)手中(zhong)的(de)(de)(de)大量制(zhi)(zhi)造商品(pin)，會一定的(de)(de)(de)形(xing)體(ti)存在(zai)(zai)，這個形(xing)體(ti)就(jiu)必須依(yi)靠模具(ju)(ju)(ju)來完(wan)成(cheng)。
模(mo)具(ju)的分類會(hui)(hui)依(yi)據產業(ye)與(yu)選用制(zhi)(zhi)程決定，撇開食(shi)品類的模(mo)具(ju)，在制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)上的模(mo)具(ju)主(zhu)要處理的材料有兩(liang)大類：塑膠與(yu)金(jin)屬(shu)(當然還有其(qi)他陶瓷、復合材料等也(ye)會(hui)(hui)用到模(mo)具(ju)，但是(shi)量(liang)比較(jiao)少(shao))，所以(yi)先簡單介紹近幾十年來數量(liang)最多的塑膠制(zhi)(zhi)造(zao)模(mo)具(ju)。不論金(jin)屬(shu)制(zhi)(zhi)造(zao)或塑膠制(zhi)(zhi)造(zao)用的模(mo)具(ju)可以(yi)依(yi)據制(zhi)(zhi)程不同而有不同的分類。
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