焊接工装设计项目说明指导书.doc

焊接冶金学课程设计阐明书

题目——气动铰链—杠杆夹紧器

系别：机电工程系
专业：焊接技术及自动化
班级：Z110355
学号：Z11035512
姓名：王志胜
日期：6月25日目录
1.夹具设计目意义及规定 2
2.焊接件分析构造 4
2．1构造构成分析 4
2.2焊接构造件焊接性能分析 4
3.制定焊接构造件焊接工艺 5
3.1焊接办法及焊接规范 5
3.2 焊接质量保证办法 5
4.重要零件设计阐明 6
4.1-夹详细 6
4.2夹具设计 6
4.2.1基准面选取 6
4.2.2定位器设计 6
4.2.3夹紧装置设计 6
4.2.4夹紧材料设计 7
4.2.5夹具尺寸公差及粗糙度 7
4.3 绘制正式装配图零件图(见图) 7
4.4气动铰链——杠杆夹紧机构设计 7
5.装焊夹具使用阐明 8
5.1 夹具操作环节 9
5.2夹具使用注意事项、保养及维护 8
6.参照文献 9
设计小结 9

1.夹具设计目意义及规定
焊接工装夹具就是将焊件准拟定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件构造精度方面规定工艺装备。在当代焊接生产中积极推广和使用与产品构造相适应工装夹具，对提高产品质量，减轻工人劳动强度，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作用。在焊接生产过程中，焊接所需要工时较少，而约占所有加工工时2/3以上时间是用于备料、装配及其她辅助工作，极大影响着焊接生产速度。为此，必要大力推广使用机械化和自动化限度较高装配焊接工艺装备。
焊接工装夹具重要作用有如下几种方面：
（1） 精确、可靠定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品尺寸偏差，提高了零件精度和可换性。
（2） 有效防止和减轻了焊接变形。
（3） & A# L9 p$ e4 h7 c6 R* t/ w使工件处在最佳施焊部位，焊缝成型性良好，工艺缺陷明显减少，焊接速度得以提高。
（4） 3 V- r4 c！c；N：g$ y) P2 V以机械装置代替了手工装配零件部位时定位、夹紧及工件翻转等繁重工作，改进了工人劳动条件。  I1
（5） 可以扩大先进工艺办法使用范畴，增进焊接构造生产机械化和自动化综合发展。
对焊接工装夹具设计规定：
（1）焊接工装夹具应动作迅速，操作以便，操作位置应处在工人容易接近，最宜操部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设在工人最容易用力部位，当夹具处在夹紧装态时，应能自锁。
（2）焊接工装夹具应有足够装配焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观测，不妨碍焊件装卸，所有定位原件和夹紧装置应与焊道保持恰当距离或者布置在焊件下方和侧面。夹紧机构执行元件应可以伸缩或转位。
（3）夹紧可靠，刚性恰当，夹紧时不破坏焊件定位位置和几何形状，夹紧后不使焊件松动滑移，又不使焊件拘束度过大，产生较大应力。
（4）为了保证使用安全，应设立必要安全连锁保护装置。
（5）夹紧时不应损坏焊件表面质量，夹紧薄件和软质材料焊件时，应限制夹紧力，或者对压头行程限位，加大压头接触面积，添加铝铜衬垫等办法。
（6）接近焊接部位夹具，应考虑操作手把隔热和防止焊接飞溅对夹紧机构和定位器表面损伤。
（7）夹具施力点应位于焊件支撑处或者布置在接近支撑地方，要防止支撑反力与夹紧力，支撑反力与重力形成力偶。
（8)注意各种焊接办法在导热导电隔磁绝缘等方面对夹具提出特殊规定。
（9)用于大型板焊接构造夹具，要有足够强度和刚度，特别是夹详细刚度，对构造形状精度，尺寸精度影响较大。
（10）在一种夹具上，定位器和夹紧机构构造形式不适当过多，并且尽量选用一种动力源。
（11）工装夹具自身应具备较好制造工艺和较高机械效率。
（12）尽量选用已通用化原则化夹紧机构及原则零部件来制作工装夹具。

2.焊接件分析构造
2．1构造构成分析
焊接构造件组陈如下表：

名称
数量
定位器
1
连接板
2
连接轴
1
夹紧杠杆
1

各构件成分构成如下表：

名称
材料
定位器
A3锻件
连接板
45模锻
连接轴
钢板35-12
夹紧杠杆
钢板10-2
2.2焊接构造件焊接性能分析
焊接性就是金属与否适应焊接加工而形成完整、具备一定使用性能焊接接头特性。也就是说，金属焊接性概念有两个方面内容：一是金属在焊接加工中与否容易形成缺陷；二是焊成接头在一定条件下可靠运营能力。
在焊接过程中形成缺陷重要有：1、气孔，焊缝表面或邻近表面气孔比深埋气孔更危险，成串或密集气孔比单个气孔更危险；2、夹渣，夹渣或夹杂物截面积大小成比例减少材料抗拉强度，但对屈服强度影响较小；3、几何形状导致不持续，几何形状导致不持续性缺陷，如咬边，焊缝成型不良或烧穿等，不但减少构件有效截面积，还会产生应力集中；4、未熔合和未焊透，未熔合和未焊透比气孔夹渣更为有害；5、裂纹，裂纹是最危险焊接缺陷。
由于尖锐裂纹易产生尖端缺口效应，当浮现三向应力状态和温度减少等状况时，裂纹也许失稳和扩展，导致构造扯破。由上表可知，该构件重要由中碳钢构成，在焊接过程中有产生热裂纹倾向，这就规定在选用焊条时应严格限制焊条中硫、磷含量，硫、磷含量总和应在0.25%如下，为了防止焊接过程中产生冷裂纹，在焊接前应当进行预热，焊接后及时进行回火热解决。
3 制定焊接构造件焊接工艺
3.1焊接办法及焊接规范
焊接办法：半自动二氧化碳气体保护焊
焊接规范：焊接电流：80--100A，电压：50---60V，保护气体：二氧化碳，焊接预热：无规定
3.2 焊接质量保证办法
焊前清除油污，氧化物等杂质，焊前应进行预热，预热温度应在150摄氏度以上，也不适当太高，焊后要进行及时（在焊件冷却到预热温度之前）进行消除应力热解决，回火温度控制在600---650摄氏度，焊件在炉中加热和冷却应平缓，减少截面厚度方向回火梯度。
3.3焊接工序拟定
构件焊接按如下顺序进行：分别将定位板,下支座，上支座，夹紧杠杆与夹具相连接固定，工序1先焊定位板与上支座，工序2焊下支座与定位板，最后工序3焊夹紧杠杆。

4.重要零件设计阐明
4.1-夹详细
夹详细是夹具基本件，它既要把夹具各个元件、机构、装置连接成一种整体，并且还要考虑工件装卸以便。因而，夹具形状和尺寸重要取决于夹具各构成件分布位置、工件外形轮廓尺寸以及加工条件等。
对夹具基本规定：
1、具备足够刚度和强度。2、力求构造简朴、重量轻。3、安装稳定可靠。4、构造工艺性好，便于制造、安装和检查。5尺寸稳定。对于锻造夹详细要进行时效解决；对于焊接夹详细要进行退火解决，也可以采用震动时效办法，消除焊接残存应力，以保证夹详细加工尺寸稳定性。6、清理以便。在装配和焊接过程中不可避免有飞溅、焊渣、焊条头、焊剂等杂物掉进夹具内，因而，夹详细应便于清理。
夹详细毛坯制造办法
在选取夹详细毛坯制造办法是，应以构造合理性、工艺性、经济性、原则化也许性以及工厂详细条件为根据综合考虑。 4 e  X9 F，Z) |' z2 Z+ 考虑到定位精准度，规定定位定位器和夹紧器销孔在装配时配作；考虑到焊件小，夹详细强度规定以及夹详细构造规定，没有在夹详细上设计加强筋。
4.2夹具设计
4.2.1基准面选取
夹详细是夹具基本件，它既要把夹具各种元件、机构、装置连接成一种整体，并且还要考虑工件装卸以便。因而，夹详细形状和尺寸重要取决于夹具各构成件分布位置、工件外形轮廓尺寸以及加工条件等。依照以上规定，该构件基准面选到了底板左面跟中背面。
4.2.2定位器设计
在装配过程中把待装零件、部件互相位置拟定下来过程叫做定位。定位器是保证焊件在夹具中获得对的装配位置零件和部件。对焊接金属构造每个零件来说，不必都设六个定位支撑点来拟定其位置。由于各零件之间均有拟定位置关系，运用先装好零件作为后装配零件某一基面上定位支撑点，可以减少定位器数量。为了保证装配精度，应将焊件几何形状较规则边和面进行装焊作业，此时工作平台不但具备夹详细作用，并且还具备定位器作用。此底座中要定位构件有：加快螺栓，顶进装置。各个定位装置与底板之间用螺栓连接。
4.2.3夹紧装置设计
在夹具上被定好位置工件，必要进行夹紧，否则无法维持它即定位置，即始终使工件定位基准与定位元件紧密接触。这样就必要有夹紧装置来完毕这份工作，在夹紧时要使夹紧所需要力应能克服操作过程中产生各种力，如工件重力、惯性、因控制焊接变形而产生拘束力等。但是在本焊接工件进行焊接时需要工件以轴线进行旋转故而不需要额外夹紧装置，只需要支撑及顶紧装置。
4.2.4夹紧材料设计
夹紧材料是决定夹具性能好坏一种重要因素，材料选用既要考虑性能，还要考虑到材料经济性。
在该构件所用夹紧装置中，加快螺栓基座及顶紧装置基座：由于该夹详细形状简朴，就规定带孔底座平台，故选用材料铸铁(价格便宜，利于成型)。
4.2.5夹具尺寸公差及粗糙度
夹详细：孔间中心距公差±0.5mm L<150mm（±0.15mm L>150mm）粗糙度级别中；螺钉头部粗糙度3.2.
4.3 绘制正式装配图零件图（见图）
一方面通读工件图，拟定要焊接构件材料，焊接位置，焊缝形式，接头形式等，然后据此来制定一套行之有效工装夹具设计方案，一方面选取基准面，选取底板左侧跟中背面座作为基准面，然后要焊接工件有踏板，踏杆，拨杆和弹簧掛耳，踏杆与拨杆，踏板，弹簧掛耳分别是环焊缝，踏杆定位和夹紧机构用夹紧螺栓，踏板定位和夹紧用支撑板和紧固螺钉，接下来把底板固定在底座上，前面用夹紧螺栓定位，背面用紧固螺钉压紧，据此方案将草图绘制完毕。
4.4气动铰链——杠杆夹紧机构设计
夹紧机构对焊件起夹紧作用，是夹具构成中最重要、最核心某些，此设计采用是气动为动力能源。气动夹紧机构以气缸气体压力为动力源，通过传力柄，靠人工操作用于装焊作业机构。它构造简朴，具备自锁和扩力性能，工作效率较高。为了使夹具在工作过程中浮现不应有松动，本设计采用四杆机构原理。（如图所示）

5装焊夹具使用阐明
5.1 夹具操作环节
（1） 按照“踏板焊接组合”图装配到夹具上，将其放置于夹详细上，由夹紧螺栓、支撑板板将序1踏杆定位，由螺旋夹紧器夹紧序1踏板。
（2） 同步由支撑板将序4拨杆定位，并由长条夹紧器件将其夹紧，而序3有带有凹槽盲孔支撑板定位夹紧。
（3） 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,
5.2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） 如果各种小零件磨损超差，可以进行打磨修复；如果磨损超差，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。

6.参照文献
1、 贾安东.焊接构造及生产设计.天津:天津大学出版社,1989
' h6 t/ f' t. A2、王政.焊接工装夹具及变位机械[M].北京：机械工业出版社，
3、 陈焕明.焊接工装设计基本[M].北京：航空工业出版社，
4、 中华人民共和国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第2版）.北京：机械工业出版社，
5、 胡家秀.简要机械零件设计使用手册[M]
6、 陈焕明.焊接工装设计 航空工业出版社
7、 王纯祥.焊接工装夹具设计及应用 化学工业出版社.北京，

设计小结
通过几天努力,我终于将焊接冶金学课程设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,多次设计方案修改，这都暴露出了前期我在这方面知识欠缺和经验局限性，计算浮现了诸多小问题，令我非常苦恼.日后经查阅资料,我找到了问题所在之处,并将之解决.同步我还对机焊接夹具知识有了更进一步理解.
尽管这次作业时间是漫长,过程是曲折,但我收获还是很大.不但仅掌握了设计一种焊接夹具环节与办法;也对机械制图、AutoCAD软件有了更进一步掌握。对我来说,收获最大是办法和能力.那些分析和解决问题办法与能力.在整个过程中,我发现像咱们这些学生最最缺少是经验,没有感性结识,空有理论知识,有些东西很也许与实际脱节。在设计过程中还培养出了咱们团队精神，人们共同解决了许各种人无法解决问题，在这些过程中咱们深刻地结识到了自己在知识理解和接受应用方面局限性，在此后学习过程中咱们会更加努力和团结。
总体来说,我觉得做这种类型作业对咱们协助还是很大,它需要咱们将学过有关知识都系统地联系起来，# p) g6 N8 {2 \：U不但增强了对焊接工艺装备专业性知识系统化，并且将专业知识、设计能力和实践能力有机结合在一起。收获更深应当是夯实并拓宽了设计工装夹具思路以及对设计思维原则性和灵活性锻炼。