专业课程设计夹轨器支架连接工程及自动化工装设计学生姓名XX学生班级材料成型及其控制工程XXXX班学生学号XXXXXXXXXX号码XXXXXXXXXXX华中科技大学材料科学与工程学院2015年1月目录一、总体方案要求1.1产品结构介绍031.2产品技术要求051.3产品结构特点与加工标准051.4原材料及其性能要求061.5加工方法与设备071.6焊接成形方法081.7焊接工艺参数091.8产品检验10二、生产制造工艺过程2.1原材料的购买112.2原材料的预处理122.3备料132.4焊接162.5焊接质量检验182.6加工孔及螺纹192.7涂漆192.8包装19三、生产工艺卡20四、焊接工艺卡26五、焊接装配工艺装备3133六、参考文献亠、总体方案要求1.1产品结构介绍根据所给的二维图纸，在NX8.5中绘制出夹轨器支架的三维立体图，能对该零件的结构组成有一个更清晰的认识该零件的结构如下:图1•夹轨器支架斜二测视图图2•夹轨器支架俯视图图3•夹轨器支架剖视图由于该夹轨器支架具有比较高的对称性，根据以上三幅图片即可对其组成结构有一个清晰的认识另该夹轨器钢材组成如下（未标注材料为Q235-B）:钢板：10mm<120mM120mm钢板：12mm<36mim<426mm钢板：10mm<370mm<783mm2块钢板：12mn<93mr<426mm钢板：10mn<306mrt<746mm2块钢板：12mrtK20mrt<278mm2块钢板：6mm<188m<73mm2块钢板：8mm<373m<290mm钢板：6mm<177m<73mm2块钢板：10mm<370mr<281mm钢板：8mm<290m<73mm钢板：8mm<363m<281mm2块钢板：12mm<426mM390mm钢板：10mn<①280mm角钢：/70mn<70mm<8mm-241mm块(Q235-A)1.2 槽钢：C200*75*9mm-370mm块(Q235-A)产品技术要求(1)由于我国至今尚未专为钢结构制定焊接工艺评定标准，目前钢结构焊接工艺评定规则主要依据美国AWS〈〈钢结构焊接法规》ANSIAWSD1.196“钢结构焊接法规”有关章节的规定。
且焊接加工过程要符合GB9448-1999〈焊接与切割安全》相关规定的要求2) 根据ENISO5817标准确定质量等级，并符合GB3323-87的H级要求3) 依据JB/T6061-1992标准对重要焊缝进行磁粉探伤4) 焊条选用E4303型号焊条，牌号J422为钛钙型药皮酸性焊条焊丝选择H08A焊剂选择HJ4315)焊接完毕后，整体要进行焊后热处理以消除应力6)除腰形孔外，其他光孔或螺纹孔均在结构焊接后加工7)仔细清理焊件上的氧化皮、铁锈、油污、飞溅等清理完毕后进行涂漆处理1.3 产品结构特点与加工标准该夹轨器支架由Q235-A及Q235-B两种钢材焊接而成焊接后焊缝的强度是结构制造中的关键问题（1）、长度、高度、宽度尺寸不应超过允许偏差2）、各零件间装配间隙及角度的偏差，不能超出规定3）、焊缝外形尺寸偏差及焊接缺陷、各零件的局部变形量均不能超出规定在上述技术条件中，焊接变形是造成难以满足要求的主要原因工艺设计时不应该依靠焊后的矫正来达到技术条件，而主要靠采用合理的备料、装配—焊接顺序及工艺来预防焊后变形1.4 原材料及其性能要求原材料的化学成分、力学性能、技术条件应分别符合GB/T700—1988《碳素结构钢》和GB/T1591—1994《低合金高强度结构钢》标准的要求。
1）原材料的成分本夹轨器支架由Q235-A和Q235-B两种钢材焊接而成Q235A级含C<0.22%Mn<1.4%Si<0.35%S<0.050%P<0.045%Q235B级含C<0.20%Mn<1.4%Si<0.35%S<0.045%P<0.045%根据碳当量计算公式Ceq=C+Mn/6+（Cr+V+Mo）/5+（Cu+Ni）/15算得钢材的碳当量，知钢材的可焊性良好2）原材料的力学性能力学性能：屈服强度235MPa抗拉强度375MPa-460MP©延伸率为26%.根据对夹轨器支架工作要求的分析，选材可以很好地满足对材料力学性能的要求1. 5加工方法与设备本次生产过程中需要使用手工电弧焊、埋弧自动焊、钻孔、切割等加工方法加工需要的设备主要有：化验设备、ZXG-500型号交流弧焊焊机，氧一乙炔气割机，磁粉探伤仪，超声波探伤仪，砂轮机，丝锥，拉力试验机、直尺、圆规、经纬仪、计算机放样系、矫正机、刨边机、钻床、专用工装夹具、焊枪、校直机、喷丸机、喷漆机、烘干机等其中，专用工装夹具需要特别设计以满足特意化需求它由支架、专用挡铁、肋板定位器、螺钉组成其设计内容如下：oCVJ12图5•可拆式角钢型挡块图6•工装夹具三维图1.6焊接成形方法选择焊接方法时必须符合以下要求：能保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低，能获得较好的经济效益。
不同结构的产品由于焊缝的长短、形状、焊接位置等各不相同，因而适用的焊接方法也会不同.结构类产品中规则的长焊缝宜用埋弧焊和熔化极气体保护焊，焊条电弧焊用于打底焊和短焊缝焊接1）焊接所选用的焊材手工电弧焊的焊条采用牌号为J422的钛钙型药皮酸性焊条（①4mm①5mrjn,对于承受较大载荷的重要零件，采用开坡口的方法以保证焊透，并且具有良好的韧性，以保证力学性能埋弧焊焊丝采用H08A（①4mm）焊剂采用HJ4312）焊接工艺流程坡口准备-点固焊-预热-里口施焊-背部清根（碳弧气刨）-外口施焊—里口施焊—自检/专检—焊后热处理—无损检验（焊缝质量符合GB3323-87的H级要求1.7焊接工艺参数（1）焊接方法：采用手工电弧焊、埋弧自动焊2）埋弧自动焊采用MZ-1000型号的埋弧自动焊机3）焊接电流：手工电弧焊采用直径为①4mn和①5mn的J422型号焊条对应推荐焊接电流为90〜120A、160〜210A220〜280A埋弧自动焊相关电流参数见焊接工艺卡4）焊接电压：见焊接工艺卡分手工电弧焊和埋弧自动焊两种）（5）焊接速度需要根据板厚、材质、结构来确定，一般参考值为350〜500mm/mir对焊条电弧焊速度不超过6〜8m/h,埋弧焊速度可达30〜50m/h)(6)预热温度根据GB/T18591-2001确定，预热温度Tp=100〜150C,层间温度Ti=200〜250C。
1.8产品检验(1)结构件外形尺寸检验结构件长度偏差、角度偏差、直线度偏差、平面度偏差、平行度偏差按有关规定检验结构件直线度、平面度、平行度测量方法应符合JG/T5082.1-19962)焊缝外观及外形尺寸检验a、外观检验采用肉眼进行，对有怀疑的严重缺陷(未熔合、裂纹)采用放大镜或表面探伤方法辅助判断；b、外形尺寸用焊接检测尺对具有代表性的选点进行检验；c、焊缝的外观、焊波应均匀，不允许未熔合(坡口未填满)焊瘤、烧穿等缺陷；d、角焊缝的外形尺寸要求参见有关手册(3) 焊缝的内在质量检验a、每条焊缝坡口焊前做100滋粉探伤或着色检查；b、焊缝定位焊做100禽色检查，焊缝返修清楚缺陷后和补焊后磨平做着色检查；c、焊缝硬度单个值WHB22Q平均值WHB21Q、生产制造工艺过程2.1原材料的购买本夹轨器支架有Q235-A槽钢、Q235-A角钢、Q235-B钢板焊接而成所需要购买的具体钢材尺寸种类为：（以下未注明材质均为Q235-B）钢板：10mm<120mM120mm钢板：12mn<36mi<426mm钢板：10mm<370mm<783mm2块钢板：12mm<93mm<426mm钢板：10mm<306mm<746mm2块钢板：12mm<20mm<278mm2块钢板：6mm<188mm<73mm2块钢板：8mm<373mm<290mm钢板：6mm<177mm<73mm2块钢板：10mm<370mm<281mm钢板：8mm<290mm<73mm钢板：8mm<363mm<281mm2块钢板：12mm<426mm<390mm钢板：lOmK①280mm角钢：/70mn<70m<8mm-241mm块（Q235-A）槽钢：C200*75*9mm-370mm块（Q235-A）另要购置温度计及压力表接头。
预先购买所需刚才并进行质量、性能检测2.2原材料的预处理（1）原材料的检验所有原材料都需要符合GB700-88国家标准中对Q235-A和Q235-B钢种的要求并依此标准进行验收2）原材料的储存检测合格的钢材在标号之后按相关的规定妥善存储起来，储存时应该注意原材料的防锈、防破坏、防腐蚀并安排专门的人员进行管理，以便取用3）材料的复验在再次使用之前还要进行钢材复验，对于重要结构在使用前应对每一批钢材进行必要的化学成分和力学性能复验，还应检验金属材料的表面及内部质量（如夹层、沙眼等）部分构件的金属材料还要进行金相组织的复验，以保证符合其牌号所规定的、质保书上所保证的要求4）金属材料的除锈处理为了降低成本，采用机械除锈的方法，具体的采用抛丸除锈，清除构件表面的氧化皮、锈斑、铁屑、油脂、灰尘和固体污染物等，设备选用钢板除锈抛丸机喷砂前应首先检查钢材表面，确保钢材表面无焊瘤、飞溅、针孔、飞边和毛刺等，若与要求不符，则必须通过打磨加以清除，用清洁剂或溶剂将钢材内外表面的污垢清除干净除锈后还应立即喷（涂）底漆，以防止在加工过程中再次生锈5) 金属材料的矫正钢板的矫正采用七轴锟矫正机2.3备料(1)放样和号料放样是在制造金属结构件以前，按产品零部件图纸要求，在放样台上用1:1的比例尺寸，划出实际零件的平面展开尺寸。
主要目的是检查设计图纸的正确性、确定零件毛坯的下料尺寸和制作样板然后号料，号料是根据放样零件的轮廓线，用小锤和冲子在金属材料上打上标记目的是避免金属材料在搬运过程中将零件的轮廓线擦去，以致无法进行加工放样、号料依据：,188,177,i卜ico卜图7•厚度6mm钢板排样图-363亠一£90亠T1CO0Jjcor-心111T1■Jlj0JJ门r-1图8•厚度8mm钢板排样图图9•厚度10mm钢板排样图.426「1rIXl-OJ1111coOJ9—图10.厚度12mm钢板排样图(2) 下料下料是将零件从金属材料上按号料标记切割下来的工序下料时采用氧-乙炔切割的热切割方式，切割后用砂轮机清除氧化层和夹杂物坡口及边缘加工在整个加工过程中，需要焊接的地方，根据尺寸的不同，依照焊接工艺卡上的相关数据开设坡口所有焊接坡口焊前进行100%磁粉探伤，检查焊接坡口和热影响区有无裂纹、分层、夹杂，并进行硬度测试4）机加工14号和16号钢板需要在焊前机加工出腰圆孔其余孔洞在焊后加工出以保证精度要求焊接（1）焊前准备焊前准备主要包括坡口的制备、预焊部位的清理、焊条的清理以及钢板表面的探伤等首先，对于坡口的制备，这里采用刨削和。