焊接夾具課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號： </b></p><p>　　焊接夾具課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 夾具設(shè)計的目的意義及要求……………………………………………………2<

2、;/p><p>　　2 焊接結(jié)構(gòu)件的分析………………………………………………………………2</p><p>　　2.1 焊接結(jié)構(gòu)件組成及成分析 ……………………………………………………2</p><p>　　2.2 焊接結(jié)構(gòu)件成分分析……………………………………………………………3 </p><p>　　2.3 焊接結(jié)構(gòu)件焊接性能 ……………

3、……………………………………………3</p><p>　　3制訂焊接結(jié)構(gòu)件的焊接工藝………………………………………………3</p><p>　　3.1 焊接方法及焊接規(guī)范…………………………………………… …… ………3</p><p>　　3.2 焊接材料的選擇…………………………………………………………………3</p><p>　　3.3

4、 焊接工序的確定…………………………………………………………………4</p><p>　　3.4 焊接質(zhì)量的保證措施……………………………………………………………4</p><p>　　4 焊接夾具的設(shè)計……………………………………………………………… …4</p><p>　　4.1.1基準(zhǔn)面的選擇……………………………………… ……… ……… … …4<

5、/p><p>　　4.1.2定位器的設(shè)計……………………………… …… ……… ……… ………4</p><p>　　4.1.3夾具體的設(shè)計………………………………… ……… ……… …… ……5</p><p>　　4.1.4 夾緊裝置的設(shè)計 ……………………………………………… ……………6</p><p>　　4.1.5夾緊材料的設(shè)計………

6、…………………………… ……… ……… … …6</p><p>　　4.1.6夾具尺寸公差及粗糙度………………………… ………… ………………6</p><p>　　4.1.7國家標(biāo)準(zhǔn)件的選擇……………………………………………………………6</p><p>　　4.2 繪制夾具草（見圖）…………………………………………… ………………6</p>&l

7、t;p>　　4.3 繪制正式裝配圖（見圖）………………………………… ……………………6</p><p>　　4.4 繪制零件圖（見圖）…………………………………… ………………………6</p><p>　　5 夾具使用說明……………… ……… …… …… …… ……… ……… ……7</p><p>　　5.1 夾具體的安裝說明……………………………………

8、……… …… …………7</p><p>　　5.2 夾具體的使用說明……………………………………… ………… …………7</p><p>　　5.3夾具體的實用性說明……………………………………………………………7</p><p>　　6 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………7</p><p>　　1、夾具設(shè)

9、計的目的意義及要求</p><p>　　焊接工裝夾具是將焊件準(zhǔn)確定位并夾緊，用于裝配和焊接的工藝裝備。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，把用來裝配進(jìn)行定位焊的夾具稱為裝配夾具：而專門用來焊接焊件的夾具稱為焊接夾具：把既用于裝配又用于焊接的夾具稱為裝焊夾具。它們統(tǒng)稱為焊接工裝夾具。</p><p>　　對焊接工裝夾具的設(shè)計要求：</p><p>　　1）焊接工裝夾具應(yīng)動作迅速，操作方

10、便，操作位置應(yīng)處在工人容易接近，最宜操的</p><p>　　部位。特別是手動夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應(yīng)設(shè)在工人最容易用力的部位，當(dāng)夾具處于夾緊裝態(tài)時，應(yīng)能自鎖。</p><p>　　2）焊接工裝夾具應(yīng)有足夠的裝配焊接空間，不能影響焊接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸，所有的定位原件和夾緊裝置應(yīng)與焊道保持適當(dāng)距離或者布置在焊件的下方和側(cè)面。夾緊機構(gòu)的執(zhí)行元件應(yīng)能夠

11、伸縮或轉(zhuǎn)位。</p><p>　　3）夾緊可靠，剛性適當(dāng)，夾緊時不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，夾緊后不使焊件松動滑移，又不使焊件的拘束度過大，產(chǎn)生較大的應(yīng)力。</p><p>　　4）為了保證使用安全，應(yīng)設(shè)置必要的安全連鎖保護(hù)裝置。</p><p>　　5）夾緊時不應(yīng)損壞焊件的表面質(zhì)量，夾緊薄件和軟質(zhì)材料的焊件時，應(yīng)限制夾緊力，或者對壓頭行程限位，加大壓頭接觸面積

12、，添加鋁銅襯墊等措施。</p><p>　　6）接近焊接部位的夾具，應(yīng)考慮操作手把的隔熱和防止焊接飛濺對夾緊機構(gòu)和定位器表面的損傷。</p><p>　　7）夾具的施力點應(yīng)位于焊件的支撐處或者布置在靠近支撐的地方，要防止支撐反力與夾緊力，支撐反力與重力形成力偶。</p><p>　　8)注意各種焊接方法在導(dǎo)熱導(dǎo)電隔磁絕緣等方面對夾具提出的特殊要求。</p>

13、;<p>　　9)用于大型板焊接結(jié)構(gòu)的夾具，要有足夠的強度和剛度，特別是夾具體的剛度，對結(jié)構(gòu)的形狀精度，尺寸精度影響較大。</p><p>　　10）在一個夾具上，定位器和夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過多，并且盡量選用一種動力源。</p><p>　　11）工裝夾具本身應(yīng)具有較好的制造工藝和較高的機械效率。</p><p>　　12）盡量選用已通用化標(biāo)準(zhǔn)化的

14、夾緊機構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件來制作工裝夾具。</p><p>　　2、焊接結(jié)構(gòu)件的分析</p><p>　　2．1 結(jié)構(gòu)組成分析</p><p>　　焊接結(jié)構(gòu)件組陳如下表</p><p>　　構(gòu)件連接如圖1所示：，由圖可知，需要連接的部分有：端蓋和軸襯套，端蓋和筒體，筒體和筋板，</p><p><b>　　圖1&l

15、t;/b></p><p>　　2．2 焊接結(jié)構(gòu)成分分析</p><p>　　各構(gòu)件的成分組成如下表：</p><p>　　2．3 焊接結(jié)構(gòu)件焊接性能分析</p><p>　　焊接性就是金屬是否適應(yīng)焊接加工而形成完整的、具備一定使用性能的焊接接頭的特性。也就是說，金屬焊接性的概念有兩個方面的內(nèi)容：一是金屬在焊接加工中是否容易形成缺陷；二

16、是焊成的接頭在一定條件下可靠運行的能力。</p><p>　　在焊接過程中形成的缺陷主要有：1、氣孔，焊縫表面或鄰近表面的氣孔比深埋氣孔更危險，成串或密集氣孔比單個氣孔更危險；2、夾渣，夾渣或夾雜物截面積的大小成比例的降低材料的抗拉強度，但對屈服強度的影響較??；3、幾何形狀造成的不連續(xù)，幾何形狀造成的不連續(xù)性缺陷，如咬邊，焊縫成型不良或燒穿等，不僅降低構(gòu)件的有效截面積，還會產(chǎn)生應(yīng)力集中；4、未熔合和未焊透，未熔合

17、和未焊透比氣孔夾渣更為有害；5、裂紋，裂紋是最危險的焊接缺陷。由于尖銳裂紋易產(chǎn)生尖端缺口效應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)和溫度降低等情況時，裂紋可能失穩(wěn)和擴(kuò)展，造成結(jié)構(gòu)撕裂。</p><p>　　由上表可知，該構(gòu)件主要由中碳鋼組成，在焊接過程中有產(chǎn)生熱裂紋的傾向，這就要求在選用焊條時應(yīng)嚴(yán)格限制焊條中的硫、磷的含量，硫、磷的含量總和應(yīng)在0.25%以下，為了防止焊接過程中產(chǎn)生冷裂紋，在焊接前應(yīng)該進(jìn)行預(yù)熱，焊接后及時進(jìn)行回火熱

18、處理。</p><p>　　3 制定焊接結(jié)構(gòu)件的焊接工藝</p><p>　　3．1 焊接方法及焊接規(guī)范</p><p>　　焊接方法：手工電弧焊</p><p>　　焊接規(guī)范：焊接電流：120----150A，電壓：50---60V，焊接預(yù)熱：無要求</p><p>　　3．2 焊接材料的選擇</p>

19、<p>　　焊條可選用低氫型焊條J427或J507，因為低氫型焊條熔敷金屬擴(kuò)散氫量少，去硫能力強，所以熔敷金屬塑性，韌性良好，抗開裂性能也良好。</p><p>　　3．3 焊接工序的確定</p><p>　　構(gòu)件的焊接按如下的順序進(jìn)行：先將墊塊與底板相連接，再將小支管與底板相連接。</p><p>　　3．4 焊接質(zhì)量的保證措施</p>&

20、lt;p>　　焊前清除油污，氧化物等雜質(zhì)，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)在150攝氏度以上，也不宜太高，焊后要進(jìn)行立即（在焊件冷卻到預(yù)熱溫度之前）進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理，回火溫度控制在600---650攝氏度，焊件在爐中加熱和冷卻應(yīng)平緩，減少截面厚度方向的回火梯度。</p><p>　　4 焊接夾具的設(shè)計</p><p>　　4.1.1基準(zhǔn)面的選擇</p><p>

21、;　　夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。</p><p>　　根據(jù)以上要求，該構(gòu)件的基準(zhǔn)面選到了底板的右面跟前面，如圖下箭頭所示</p><p>　　4.1.2定位器的設(shè)計</p><p>　　在裝配過程中把

22、待裝零件、部件的相互位置確定下來的過程叫做定位。定位器是保證焊件在夾具中獲得正確裝配位置的零件和部件。定位必須遵守物體定位的六點定則。對焊接金屬結(jié)構(gòu)的每個零件來說，不必都設(shè)六個定位支撐點來確定其位置。因為各零件之間都有確定的位置關(guān)系，利用先裝好的零件作為后裝配零件某一基面上的定位支撐點，可以減少定位器的數(shù)量。為了保證裝配精度，應(yīng)將焊件幾何形狀較規(guī)則的邊和面進(jìn)行裝焊作業(yè)，此時工作平臺不僅具有夾具體的作用，而且還具有定位器的作用。但在該工件

23、的焊接中在焊接外環(huán)焊縫時工件需要沿軸向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　此底座中要定位的的構(gòu)件有：V形塊滾輪、頂進(jìn)裝置。</p><p>　　各個定位裝置與底板之間用螺栓連接。</p><p>　　4.1.3夾具體的設(shè)計</p><p>　　夾具體是在夾具上安裝定位器和夾緊機構(gòu)以及承受焊件質(zhì)量的部分。各種焊接定位設(shè)備上的工作臺以及裝焊車間里的各種固

24、定式平臺，就是通用的夾具體。在其臺面上開有安裝槽、孔，用來安放和固定各種定位器和夾緊機構(gòu)。在批量生產(chǎn)中使用的專用夾具體，是根據(jù)焊件形狀、尺寸、定位及夾緊要求，裝配施焊工藝等專門設(shè)計的。</p><p>　　對夾具體的要求如下：</p><p>　　A 足夠的強度和剛度。</p><p>　　B 便于實施裝配和焊接作業(yè)。</p><p>　　

25、C 能方便地卸下裝焊好的焊件。</p><p>　　D 必要的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)水、導(dǎo)氣及通風(fēng)條件。</p><p>　　E 易于清除焊渣、銹皮等污物。</p><p>　　F 有利于定位器、夾緊機構(gòu)位置的調(diào)節(jié)與補償。</p><p>　　G 必要時應(yīng)具有反變形的功能。</p><p>　　在該構(gòu)件中，為了很好的

26、布置夾具的定位和夾緊裝置，將夾具體設(shè)計成帶有孔的平面?？资菫榱搜b配定位及夾緊裝置的螺栓及銷連接，平面是為了底板的放置。此構(gòu)件的夾具體如下圖所示：</p><p>　　4.1.4 夾緊裝置的設(shè)計 </p><p>　　在夾具上被定好位置的工件，必須進(jìn)行夾緊，否則無法維持它的即定位置，即始終使工件的定位基準(zhǔn)與定位元件緊密接觸。這樣就必須有夾緊裝置來完成這份工作，在夾緊時要使夾緊所需要的力應(yīng)能克

27、服操作過程中產(chǎn)生的各種力，如工件的重力、慣性、因控制焊接變形而產(chǎn)生的拘束力等。但是在本焊接工件進(jìn)行焊接時需要工件以軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)故而不需要額外的夾緊裝置，只需要支撐及頂緊裝置。</p><p>　　4.1.5夾緊材料的設(shè)計</p><p>　　夾緊的材料是決定夾具性能好壞的一個重要因素，材料的選取既要考慮性能，還要考慮到材料的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　在該構(gòu)件所用

28、夾緊裝置中</p><p>　　V形塊滾輪基座及頂緊裝置基座：由于該夾具體形狀簡單，就要求帶孔底座平臺，故選用材料鑄鐵(價格便宜，利于成型)，熱處理要求為</p><p>　　4.1.6夾具尺寸公差及粗糙度</p><p>　　夾具體：孔間中心距公差±0.5mm L<150mm（±0.15mm L>150mm）粗糙度等級中，內(nèi)孔及

29、內(nèi)側(cè)面1.6；螺釘頭部粗糙度3.2，</p><p>　　4.1.7國家標(biāo)準(zhǔn)件的選擇</p><p>　　1）六角頭螺栓：M64×500GB21——76 ，材料為45鋼，一共24個。</p><p>　　4.2 繪制夾具草（見圖）</p><p>　　首先通讀工件圖，確定要焊接的構(gòu)件的材料，焊接位置，焊縫形式，接頭形式等，然后據(jù)此來

30、制定一套行之有效的工裝夾具設(shè)計方案，首先選擇基準(zhǔn)面，選擇底板的右側(cè)跟前面座作為基準(zhǔn)面，然后要焊接的工件有小支塊和墊塊，小支塊是環(huán)焊縫，小支塊是三面焊縫，小支塊的定位用V形塊，壓緊機構(gòu)用鉸鏈壓板，墊塊的定位和夾緊用定位板和緊固螺釘，接下來把底板固定在底座上，前面用定位塊定位，后面用擋塊加緊固螺釘壓緊，底板的左面也用擋塊和緊固螺釘壓緊，據(jù)此方案將草圖繪制完畢。</p><p>　　4.3 繪制正式裝配圖 </p

31、><p>　　根據(jù)草圖將各結(jié)構(gòu)件夾具體等按照一定尺寸繪制裝配圖，將原工件繪制為虛線。</p><p>　　4.4 繪制零件圖 </p><p>　　根據(jù)裝配圖繪制各零件圖，標(biāo)注尺寸，公差，配合，粗糙度等。</p><p><b>　　5 夾具使用說明</b></p><p>　　5.1 夾具體的安裝

32、說明</p><p>　　1）將V形塊滾輪分別置于相關(guān)位置，以螺栓擰緊。</p><p>　　2）將頂緊裝置分別置于相關(guān)位置，以螺栓擰緊。</p><p>　　5.2 夾具體的使用說明</p><p><b>　　1、端蓋焊接</b></p><p>　　1）將軸承套放置于夾具1中再放入端蓋圓盤實

33、施焊接</p><p>　　2）將工件翻轉(zhuǎn)放入夾具2中進(jìn)行焊接。</p><p><b>　　2、筒體焊接</b></p><p>　　將工件吊裝與工作平臺，并保持又端面距離又頂緊裝置500CM處。</p><p>　　將筋板套與右頂緊裝置并固定，頂緊裝置伸進(jìn)于筒體規(guī)定位置實施焊接；松開固定裝置，頂緊裝置腿出。將端蓋裝于

34、頂緊裝置</p><p>　　此焊接要求與2）相同</p><p>　　同時頂進(jìn)左右頂緊裝置</p><p>　　焊接筒體與端蓋的外環(huán)焊縫。</p><p><b>　　兩端同時退出。</b></p><p>　　將工件吊離工作平臺。</p><p>　　5.4夾具體的實用

35、性說明</p><p>　　底座夾具安裝方便簡單，操作快捷。材料成本低，所需材料節(jié)省，焊接結(jié)構(gòu)容易拆卸。夾具件加工容易，自動化程度高，適合大批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳祝年，焊接簡明設(shè)計手冊，機械工業(yè)出版社，1999年</p><p>　　[2] 王 政，焊接