《焊接结构生产 教学课件 ppt 作者 李莉 第七单元课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接结构生产 教学课件 ppt 作者 李莉 第七单元课件（136页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七单元 装配焊接工艺装备,学习目标： 掌握装配焊接过程中所用的焊接工装夹具的常见形式及其应用； 掌握装配焊接过程中所用的焊接变位机械的常见形式及其应用。,综合知识模块一 概述,装配焊接工艺装备是焊接结构装配与焊接生产过程中起配合及辅助作用的工装夹具、机械装置或设备的总称。 焊接工装的应用对提高产品质量、减轻焊接工人的劳动强度、加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。,能力知识点1 焊接工装的地位与作用,焊接工装的作用主要表现在如下几方面： 1）定位准确、夹紧可靠，可部分或全部取代下料和装配时的划线工作。 减小制品的尺寸偏差，提高零件的精度和互换性。 2）防止和减小焊接变形
2、，降低焊接后的矫正工作量，达到提高劳动生产率的目的。,3）能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降低，可获得满意的焊接接头。 4）采用机械装置进行零部件装配的定位、夹紧及焊件翻转等繁重的工作，可改善工人的劳动条件。 5）可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机械化和自动化的综合发展。,能力知识点2 焊接工装的分类及应用,焊接工装可按其功能、适用范围或动力源等进行分类。 焊接工装按功能分类： 1）装配焊接夹具： 基本应用：主要是对焊件进行准确的定位和可靠的夹紧 主要形式：定位器、夹紧器、拉紧及顶撑器、装配胎架,2）焊接变位机械： 焊件变位机：将焊件回转或倾斜，使接
3、头处于水平或船形位置 。 焊机变位机：将焊接机头或焊枪送到并保持在待焊位置；或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机 焊工变位机：焊接高大焊件时带动焊工升降,3）焊接辅助装置：为焊接工作提供辅助服务 按适用范围 焊接工装按适用范围可分为： 1）专用工装：适用于某一种焊件的装配和焊接； 2）通用工装：不需调整即能适用于多种焊件的装配或焊接 ； 3）组合式工装：使用前需将各夹具元件重新组合才能适用于另一种产品的装配和焊接 。,焊接工装按动力源分类： 1）手动工装：靠人工完成焊件的定位、夹紧或运动； 2）气动工装：利用压缩空气作为动力源； 3）液压式工装：利用液体压力作为动力源； 4）电动工装：利用电
4、动机的扭矩作为动力源； 5）电磁工装：利用电磁铁产生的磁力作为动力源。,能力知识点3 焊接工装的组成及选用原则,1焊接工装的组成 焊接工装的构造是由其用途及可实现的功能所决定的。 装配焊接夹具一般是由定位元件、夹紧元件和夹具体组成。 夹具体起连接各定位元件和夹紧元件的作用，有时还起支承焊件的作用。,焊接变位机、焊接操作机基本由原动机（力源装配）、传动装置（中间传动机构）和工作机（夹紧元件）三个基本部分组成，并通过机体把它们联结成整体。,图7-1所示是一种典型的夹具装置： 力源装置是产生夹紧作用力的装置，通常是指机械夹紧时所用的气压、液压、电动等动力装置； 中间传动机构起着传递夹紧力的作用，工作
5、时可以通过它改变夹紧作用力的方向和大小，并保证夹紧机构在自锁状态下安全可靠； 夹紧元件是夹紧机构的最终执行元件，通过它和焊件受压表面直接接触完成夹紧。,图7-1 典型夹紧装置组成示例,2焊接工装选用的基本原则,焊接工装的选用与焊接结构产品的各项技术要求及经济指标有着密切的联系。 其一，焊接结构的生产规模和生产类型，在很大程度上决定了选用工艺装备的经济性、专用化程度、完善性、生产效率及构造类型。 其二，产品的质量、外观尺寸、结构特征以及产品的技术等级、重要性等也是选择工艺装备的重要依据。 其三，在产品生产工艺规程中对工艺装备的选用有着较明确的要求和说明（零部件有效定位、夹紧、反变形、定位焊、施焊
6、等），这些内容对选择工艺装备有很强的指导性。,除上述之外，还有以下几点原则： （1）工艺装备的可靠性； （2）对制品的适应性； （3）焊接方法对夹具的某种特殊要求； （4）安装、调试、维护的可行性； （5）尽量选用已通用化、标准化的工艺装备。,综合知识模块二 焊接工装夹具,能力知识点1 零件在夹具中的定位 1零件在夹具中的定位原理 为了确定零件的具体位置，必须消除它对于直角坐标系活动的六个自由度； 如图7-2中所示的沿着X轴、Y轴、Z轴的移动和转动，即为零件的六个自由度； 当限制了这六个自由度，零件的位置便被确定下来。,图7-2 零件定位简图,（1）在XOY平面内的三个支点（1，2，3）使矩形
7、零件受到支托； 该平面使零件不能绕X轴和Y轴转动，也不能沿Z轴移动，限制了它的三个自由度； 我们将点（1，2，3）所确定的平面，称为定位基准； 通常选择焊件上最大的表面作为定位基准。,定位基准,（2）在XOZ平面内的两个支点（4，6）； 使得零件不能沿Y轴移动和绕Z轴转动，限制了它的二个自由度； 我们将该平面称为导向基准； 通常选择焊件上最长的表面作为导向基准。,导向基准,止推基准,（3）在YOZ平面内加置一个支点（5）， 限制了零件沿X轴移动的可能，于是零件的位置便被确定下来。 我们将该平面称为止推基准； 通常选择焊件上最短、最窄的表面作为止推基准。,焊件上的六个自由度均被限制的定位称为完全
8、定位； 焊件被限制的自由度少于六个，但仍能保证加工要求的定位称为不完全定位。 在焊接生产中，为了调整和控制不可避免的焊接应力与变形，有些自由度是不宜限制的，故可采用不完全定位的方法。,2定位基准的选择,在设计胎夹具时首先应根据焊件的形状选择合理的基准，尽量选用零件表面粗糙度较低的面作为基准。 同时又要使一个基准具有多种用途以减少基准的数量，从而简化胎夹具的机构。 因此在选择基准时常常将设计基准作为定位和测量基准。,定位方法,零件在装配焊接夹具中的定位基准可以是平面、圆柱面、圆锥面，或者是复杂零件的复合表面等。 其定位方法如下： 1）平面定位：利用挡铁或支承钉进行定位。 2）圆柱面定位：外圆柱面
9、采用V形铁定位，内圆柱面采用定位销定位。 3）圆锥面定位：用短V形铁定位。,能力知识点2 定位器,定位器可作为一种独立的工艺装置； 也可以是复杂夹具中的一个基本元件； 它的基本任务是确定所装配零部件的正确位置。 生产中，应根据被定位焊件的结构形式及定位要求进行布置和选择定位器。,1定位器的构造及应用,（1）挡铁 是一种应用较广且结构简单的定位元件。 常见的形式有以下几种： 1）固定式挡铁，其结构如图7-3a所示。 它用来在水平面或垂直平面上定位零件； 它也可用焊接方法刚性地固定在夹具上； 适用于单一产品且批量较大的焊接生产。,图7-3 挡铁的结构形式,a)固定式 b)可拆式 c)永磁式 d)可
10、退出式,2）可拆式挡铁，如图7-3b所示。 可拆式挡铁用螺栓固定在平台上； 或直接插入夹具体或装配平台的锥孔中； 适用于单件或多品种焊件的装配。 3）永磁式挡铁，如图7-3c所示。 为了方便拆卸工件，挡铁在拔去插销和移动之后，工件即可方便地取走。 4）可退出式挡铁，如图7-3d所示。 挡铁可绕铰链转动，靠插销固定。 这样工件装配成整体之后，拔去插销，即可方便地取下工件。,图7-4 支承钉（板）的结构形式,（2）支承钉（板） a)固定式支承钉 b)可调式支承钉 c)支承板 1齿纹头式 2焊件 3球头式 4平头式,1）固定式支承钉,结构如图7-4a所示 平头支承钉用来支承已加工过的表面； 球头支承
11、钉用来支承未经加工的粗糙不平的毛坯表面或焊件窄小表面的定位； 带齿纹头的支承钉多用在焊件侧面，以增大摩擦系数，防止焊件滑动。,2）可调式支承钉,结构如图7-4b所示 可调式支承钉用于焊件表面未经加工或表面精度相差较大的情况； 采用螺母旋合的方式按需要调整高度，适当补偿焊件的尺寸误差； 多用于装配形状相同而规格不同的焊件。,3）支承板,结构如图7-4c所示 支承板一般用螺钉紧固在夹具体上； 可进行侧面、顶面和底面定位； 适用于焊件经切削加工的平面或较大平面。,图7-5 定位销的结构形式,（3）定位销钉 应用于装配孔、螺钉孔或螺栓孔，及专业定位孔等内表面作为定位基准时。 a)固定式 b)可换式 c
12、)可拆式 d)可退式,1）固定式定位销，如图7-5a所示。 其末端配合于夹具体上，伸出部分定位工件。 2）可拆式定位销，如图7-5b所示。 焊件之间依靠孔进行定位； 一般经定位焊后拆除该定位销才能进行焊接。,3）可换式定位销，如图7-5c所示。 它是通过螺纹与夹具体相连接的； 大批量生产时，为保证精度须定期维修和更换定位销。 4）可退式定位销，如图7-5d所示。 采用铰链形式使圆锥形定位销应用后可及时退出，便于焊件的装上或卸下。,（4）V形铁,V形铁是一种外圆表面定位器； 特点是具有两个成一定角度的斜面； 在外力的作用下，圆柱形物体会自动贴紧两表面，从而确定其位置。 V形铁上两斜面的夹角一般有
13、60、90、120三种； 焊接夹具中V形铁两斜面夹角多为90。,图7-6 V形铁的结构形式与应用,a)固定式 b)可调式 c)V形铁的应用,常见的V形铁形式,1）固定式V形铁，如图7-6a所示。 在装配钻孔前，用螺钉先定位到胎具上，之后钻装配孔。 2）可调节式V形铁，如图7-6b所示。 用于同一类型但尺寸有变化的焊件，或用于可调式夹具中。 图7-6c是V形铁与螺旋夹紧器配合使用的工作状态。,（5）定位样板,定位样板是一种高效的定位器具； 在实施定位操作时，只要预先把定位样板定位并固定，则零件的定位就非常方便、快捷。 定位样板的高效体现在一个样板可以对多个零件进行定位；以及可以对一些特殊位置的零
14、件进行定位。 如图7-7所示是定位样板的例子。,图7-7 定位样板,2定位器布置的注意事项,1）应有足够的定位点数目，但不宜超定位。 2）胎具上的定位面应适合工件的定位基准，定位面的支承应当稳定。 3）支承的设置应便于操作和取放工件，应考虑给焊件以自由伸缩的余地。 4）支承的安置应便于调整或修换。,能力知识点3 夹紧器,焊接结构在装配时，不仅要注意定位，而且要考虑用什么方式夹紧。 定位与夹紧两者有着密切的联系，不能截然分开，否则就会直接影响到产品的质量。,1对夹紧器的要求,1）施力夹紧后不应破坏定位后工件的正确位置。 2）在保证工件不发生移动的情况下，尽量减少夹紧力，以免使工件变形或损伤其表面
15、。 3）夹紧力的作用方向应垂直于装配基准，且着力点应在支承点上或由支承点所组成的平面内。 4）夹紧器的结构应简单、操作方便、动作迅速、安全可靠、省力、容易维修，移动式的还应尽量轻便。,2夹紧器的构造,（1）机械式夹紧器 1）楔形夹紧器，如图7-8所示。 主要通过斜面移动所产生的压力来夹紧工件。 用楔条进行装配，方便灵活速度快。 为了确保压紧工件，楔条应能自锁，因此对楔条斜面角度有一定要求。 手动夹紧时一般取68； 气动或液压夹紧时，斜楔升角可扩大至1530，为非自锁式。,图7-8 楔形夹紧器,1主体 2楔条,2）螺旋夹紧器，如图7-9所示。 一般由螺杆、螺母和主体三部分组成； 通过螺杆与螺母的
16、相对转动达到夹紧工件的目的。 为避免螺杆直接压紧工件而造成工件表面的压伤和产生位移，通常在螺杆的端部装有可以摆动的压块。,图7-9 螺旋夹紧器,1手柄 2主体 3螺杆 4压块,螺旋夹紧器的种类很多； 它在胎具上可装置成固定式、可拆式、可退让式或可转动式的； 这种夹紧器的特点是制造方便，行程长，自锁性好，夹紧可靠，但施力过程较慢。 为了克服这一缺点，采用旋转或退让式的结构较好，如图7-10所示。,图7-10 快速夹紧的螺旋夹紧器,a) 旋转式 b)铰接式 c)快撤式,3）偏心轮夹紧器，如图7-11所示。 偏心轮是指绕一个与自身几何中心相对偏移一定距离的回转中心旋转的零件。 偏心轮旋转时，在某一方向上，回转中心与轮边缘的距离会发生变化，利用这一变化来夹紧和松开零件。 旋转一次手柄即可压紧工件，是快速作用式夹紧器。 一般情况下，应保证偏心轮具有自锁性，以便施力结束后能保持压力。,图7-11 偏心轮夹紧器,a)夹紧平面构件 b)夹持圆柱表面和管子,4）杠杆夹紧器，如图7-12所示。 当向左
