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1、焊接工装夹具及其在生产中的运用 焊接工装夹具就是将焊件精拟定位和可靠夹紧,便于焊件进行装配和焊接、保证焊件构造精度方面规定的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品构造相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度,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。 在焊接生产过程中，焊接所需要的工时较少，而约占所有加工工时的2/以上的时间是用于备料、装配及其她辅助的工作,极大的影响着焊接的生产速度。为此,必须大力推广使用机械化和自动化限度较高的装配焊接工艺装备。焊接工装夹具的重要作用有如下几种方面: (1）精确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品
2、的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。 (2）有效的避免和减轻了焊接变形。（3)使工件处在最佳的施焊部位,焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显减少，焊接速度得以提高。 (）以机械装置替代了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。 (5）可以扩大先进的工艺措施的使用范畴，增进焊接构造的生产机械化和自动化的综合发展。夹具设计的基本规定（)、工装夹具应具有足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，因此工装夹具应具有足够的强度和刚度。(2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样规定。既不能容许工件松动滑移，又不使工件的
3、拘束度过大而产生较大的拘束应力。(3)、焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间,使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处在稳定的工作状态。 (4）、便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。 （5)、良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检查、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间既有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素,减少夹具制导致本。一、夹具设计任务1、焊接产品（复合件)“撑杆焊接组合”的产品图 撑杆焊接组合由撑杆、喇叭支座、螺母M6和发动机衬管构成;撑杆的材料是2钢,喇叭支座的材
4、料是10钢,发动机衬管的材料是35钢，螺母M6 GB1286；撑杆焊接组合的总体尺寸是300645；附“撑杆焊接组合”产品图2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术规定分析、公差规定（)序4发动机衬管两件的中心线之间平行度规定(2)序4发动机衬管两件的中心线距离和右边反动机衬管中心线与序1撑杆右端面距离为505(）序3螺母M和序喇叭支座的组件的中心线与序1撑杆右端面距离为2001.2、焊接规定(1)序4发动机衬管两件与序1撑杆之间有到处周边角焊缝；(2）序螺母M和序2喇叭支座的组件与序1撑杆之间有两处三面角焊缝；(3)序3螺母和序2喇叭支座之间有周边焊缝。二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的拟
5、定1、基准面的选择（夹具体方式的拟定) 夹具体是夹具的基本件,它既要把夹具的多种元件、机构、装置连接成一种整体，并且还要考虑工件装卸的以便。因此，夹具体的形状和尺寸重要取决于夹具各构成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足如下基本规定。、具有足够的强度和刚度。、构造简朴、轻便,在保证强度和刚度前提下构造尽量简朴紧凑,体积小、质量轻和便于工件装卸。 、安装稳定牢固。 、构造的工艺性好,便于制造、装配和检查 、尺寸要稳定且具有一定精度。 、清理以便。夹具体毛坯制造措施的选择 综合考虑构造合理性、工艺性、经济型、原则化以及多种夹具体的优缺陷等,选择夹具体毛坯制造措施为
6、锻造夹具体;夹具体的外形尺寸 在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配备，夹具体的外形尺寸便已大体拟定。然后进行造型设计,再根据强度和刚度规定选择断面的构造形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚20mm，长度26mm,宽度128mm；根据设计规定,夹具体上设计有螺孔、销孔,并且规定定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。2、定位方式及元器件选择（1)、定位器的作用是要使工件在夹具中具有精确和拟定不便的位置，在保证加工规定的状况下,限制足够的自由度。工件的定位原理自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿O,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具
7、体中具有精确和拟定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位;工件被限制的自由度少于六个,但仍然能保证加工规定的定位叫不完全定位。在焊接生产中,为了调节和控制不可避免产生的焊接应力和变形,有些自由度是不必要限制的,故可采用不完全定位的措施。在焊接夹具设计中,按加工规定应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不容许的；而选用两个或更多的支撑点限制一种自由度的措施称为过定位,过定位容易位置变动，夹紧时导致工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度,过定位也属于不合理设计。 、以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位 、工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采
8、用销定位器 、工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器 、运用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位可采用样板定位器主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位。挡销限制了X方向的平动自由度，挡板限制了方向的平动自由度，夹具体限制了方向的平动自由度，挡铁螺旋夹紧器件限制了Z方向的转动自由度,螺旋夹紧机构限制了、Y方向的转动自由度，共限制了6个自由度。件“发动机衬管”两件用插销机构定位。插销机构限制了、Z方向的平动自由度,快撤式螺旋夹紧器件限制了Y、方向的转动自由度，共限制了5个自由度。螺母M和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位。“撑杆”限制了Z方向的平动自由度,螺旋夹紧机
9、构的压板上的开的凹槽限制了Z方向的平转动自由度,锥头销钉限制了X、Y方向的平动自由度，螺旋夹紧机构限制了、方向的转动自由度,共限制了5个自由度。、夹紧方式及元器件选择夹紧机构的三要素是夹紧力方向的拟定、夹紧力作用点的拟定、夹紧力大小的拟定。 对夹紧机构的基本规定如下:、夹紧作用精确,处在夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。 、夹紧动作迅速，操作以便省力,夹紧时不应损害零件表面质量 、夹紧件应具有一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。、构造力求简朴，便于制造和维修。夹紧序1撑杆选用挡板式螺旋夹紧器件;夹紧序4发动机衬管两件选用快撤式螺旋夹紧器件;夹紧序3螺母M和序2喇叭支座的组件
10、选用螺旋夹紧机构。4、装焊方案从焊接件产品图中看出，序4、序3和序2的组件分别与序1进行焊接。序1为主焊零件同步也是主体件,它的长度方向可用挡板定位,端面可采用挡销。装焊方案初拟为：序4发动机衬管两件与序1撑杆先在夹具上装配、点固、取出焊接，然后在夹具上进行序3螺母M6和序喇叭支座的组件与序撑杆的装配、完毕三面焊。5、装焊夹具构造装焊夹具采用夹具体,再在夹具体上装上定位和夹紧序1撑杆的挡板、挡销、螺旋夹紧器件,定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件，定位和夹紧序3螺母6和序2喇叭支座的组件的锥头销钉、螺旋夹紧机构,构成整个焊接夹具。“撑杆焊接组合”装焊夹具构造见“撑杆焊接组
11、合”装焊夹具图三、重要零件设计的阐明1、夹具体综合考虑了构造合理性、工艺性、经济型、原则化以及多种夹具体的优缺陷等,选择夹具体毛坯制造措施为锻造夹具体;考虑到定位的精确度，规定定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作;考虑到焊件小，夹具体的强度规定以及夹具体的构造规定,没有在夹具体上设计加强筋。2、压板考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才干保证顺利脱离焊件，在压板下边设立了弹簧;考虑到对螺母M6和喇叭支座的组件的定位，在压板上开了凹槽起到定位作用;考虑到迅速并顺利取出焊件,将压板设计成可退式压板。3、插销机构主体插销机构主体作为插销的支座，考虑到发动机衬管两件之间距离小,将两个插销的插销机构主体做成
12、一体;并且为了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一体的插销机构主体的插销孔时规定两孔中心线的距离和平行度。4、快撤式螺旋夹紧器件同插销机构主体同样,快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一体并且规定两孔中心线的距离。快撤式螺旋夹紧器件工作过程:螺母套筒不直接固定在主体上,而是以它外圆上的L形槽沿着主体上的定位销来回移动；工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓迅速接近工件；转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内，螺母不能轴向移动，再旋转螺栓便可夹紧工件;卸下焊件时,只要稍松螺栓,再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒外圆的直槽位置,便可迅速撤回螺栓,取出焊件。四、夹具的装配规定(1)、挡销装配到
13、夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线垂直 (2)、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件装配到夹具体上时,需要保证基面与夹具体横向中心线平行;定位和夹紧序发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件装配到夹具体上时,需要保证其中心线与夹具体横向中心线垂直。 (3)、定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉,配做销钉孔并由销钉保证插销机构和快撤式螺旋夹紧器件右边中心线与挡销基面的距离和公差（4）、定位和夹紧序螺母6和序2喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构装配时,装上螺柱底座螺钉，配做销钉孔并由销钉保证螺旋夹紧机构定位锥头销钉中心线与挡销基面的距离和公差。 (）、
14、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件的装配,装上螺钉,配做销钉孔并由销钉保证挡板和螺旋夹紧器件右端面与挡销基面的距离 (6)、装上弹簧、压板等其她零件,完毕整个装配。五、装焊夹具使用阐明、夹具的操作环节（1）、将序4发动机衬管两件按照“撑杆焊接组合”图装配到序撑杆上,并将其放置于夹具体上，由挡销、挡板将序1撑杆定位,由螺旋夹紧器夹紧序1撑杆;同步由插销将序4发动机衬管两件定位,由快撤式螺旋夹紧器件将其夹紧。(2）、点固焊后,松开快撤式螺旋夹紧器件，拔出插销，取下进行焊接(3）、将焊件再放置于夹具体上,由挡销、挡板将焊件定位,由螺旋夹紧器夹紧焊件；之后将螺母M和喇叭支座的组件放置焊件之上并由螺
15、旋夹紧机构上的锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位由螺旋夹紧机构夹紧(4)、对螺母和喇叭支座的组件与撑杆进行三面焊，然后松开所有螺旋夹紧器，夹紧螺母M和喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构的压板被弹簧弹起,其上的定位锥头销钉随之脱离焊件，然后将压板推出使一端脱离螺旋夹紧机构螺柱,将压板旋转到焊件一边，之后取出焊件。2、夹具使用注意事项、保养及维护（1)使用前对限位尺寸检查与否还保持对的位置；(2)如果挡销磨损超差,可以进行打磨修复;如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以重新组装,错开磨损部位后继续使用。（3)使用后需要涂防绣油。六、本次课程设计小结、体会及建议大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非原则装置，往往需要根据产品机构特点、生产条件和你实际需要自行设计制造。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的重要任务之一。对于汽车、摩托车和飞机等制造业,可以毫不夸张地说,没有焊接工装就没有产品。通过在工艺设计时,提出所需要的工装
