长江750摩托车停车后支架焊接工艺与工装设计.doc

课 程 设 计

课程名称:焊接工艺与工装课程设计
设计课题:长江750摩托车停车后支架焊接工艺工装设计
指导教师:

二O一 五 年 一 月 四 日

长江750摩托车停车后支架焊接工艺与工装设计

摘要：在“长江750B摩托车停车后支架”的焊接中，焊接的夹具在施焊的过程中必不可少，良好的焊接夹具可以保证焊接尺寸的准确性，保证焊接过程的快速稳定，以保证零件和产品的质量，并以提高生产效率。在装配定位焊时，如果不使用工装夹具，即使焊接组合件是由两三个零件组成的，欲保证各零件精确的相对位置，也是不可能的。焊接工艺装备就是在机械加工，产品检验，装配和焊接等工艺过程中，使用大量的工艺装备，简称焊接工装。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，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。采用工装夹具，不仅可以保证装配定位焊时各零件正确的相对位置，而且可以防止或减少工件的焊接变形。尤其是批量生产时，可以稳定和提高焊接质量，减少焊接尺寸偏差，保证产品的互换性。

关键词：焊接技术；工装设计；停车后支架

目 录
1 前言 1
1.1 焊接工装夹具的使用 1
1.2 焊接工装夹具设计的基本要求 1
2 夹具设计任务 3
2.1 长江750B摩托车停车后支架示意图 3
2.2 焊接产品“后停支架”连接的重点技术要求分析 3
3 后支架焊接组合装焊夹具具体装焊方案 4
4 主要零件设计的说明 4
4.1 底板 4
4.2 支撑板挡块 5
4.3 踏板挡块 5
4.4 限位块挡块 6
4.5 支撑管支架 6
5 夹具的装配 7
5.1 夹具的操作步骤 7
5.2 夹具使用注意事项 7
6 小结 8
参考文献 9
附录A 工艺规程路线单...............................................................................10附录B 焊接工艺规程..................................................................................11

1 前言
1.1 焊接工装夹具的使用

在机械加工、产品检验，装配和焊接等工艺过程中，使用着大量的工艺装备，简称焊接工装，用以安装加工的对象，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并以提高生产效率。
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主要任务之一，对于汽车，摩托车和轮船制造业等，严格来说，没有焊接工装就没有产品。
焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面：
（1）提高焊接产品质量。
（2）降低成品，提高效率。
（3）减轻劳动强度，保证安全生产。使工件处于最佳的施焊部位，焊接效率得以提升。
（4）准确、可靠的定位和夹紧，减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。
（5）易于实现焊接生产机械化和自动化的综合发展。
1.2 焊接工装夹具设计的基本要求
Ⅰ 使用目的和效果
（1）夹具的主要目的是为了将工件快速、准确地定位以及适合的支撑、维持， 使在同一夹具上生产的所有工件都固定在特定的范围内，保证产品的精密性和互换性。
（2）使用夹具可以在各种加工、组装等工作当中减少工作时间，进行高效率的工作。
（3）可以将复杂的工作单一化，提高经济效益，将只有熟练工完成的工作，完 全可以由未熟练工来完成。

Ⅱ 焊接工装夹具的种类
夹具的种类可大致分为装配用夹具，加工用夹具，检查用夹具等。装配用夹具 作为把单件通过结合， 连接， 焊接等方法装配为完制品的夹具， 需满足以下条件：
（1） 工件的取放要容易。
（2） 所有的工作尽量在夹具夹紧的状态下完成。
（3） 工作条件要选择最方便的位置进行。
（4） 零件要固定在正确的位置。
（5） 焊接的情况，要求俯视工作姿势的作业性，一般可分为机械装配夹具，焊接夹具，用粘合剂的装配夹具等。
Ⅲ 焊接工装夹具的使用要求
（1） 具有足够的强度，刚度和韧性。
（2） 结构简单、 轻便， 在保证结构尽可能简单紧凑， 体积小、质量轻和便于工件装卸。
（3） 安装稳定牢固。
（4） 结构的工艺性好，便于制造、装配和检验。
（5）尺寸要标准且具有一定精度。
（6）清理方便。
Ⅳ 焊接工装夹具的装配要求
(1) 需要保证基面与夹具体横向中心线垂直。
（2）定位和夹紧，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；定位和夹紧管，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，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中心线与挡销基面的距离和公差。
（4）定位和夹紧序，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。
（5）装上弹簧、压板等其他零件，完成整个装配。
Ⅴ 夹具设计的基本要求
（1） 工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。
（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、尺寸符合图样要求。既不允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的变形。
（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于稳定的工作状态。
（4） 便于焊件的拆装。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，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。
2 课程设计任务
2.1 夹具的组成
停车后支架是由支撑板，踏板，横管，站脚管，支撑管，限位块组成。如图所示，停车后支架板总体是管状结构，因此采用构型正压和侧压夹管器固定这个管件。工件如图1所示。

图一 停车支架

2.2 需要保证的关键尺寸
首先，要保证的是支撑板板末端和支撑管中心的距离；其次，是站脚管之间的距离，限位块顶端和支撑管中心的距离，两个限位块之间距离，两个支撑管之间的距离，横管的长度，踏杆底部和支撑管中心距离，墙板与角板的垂直关系是墙板的中心线与固定支架片中心的距离，最后是零件六个部分的相对位置。
3 各零件的定位和夹紧
主焊件“后停支架”用底座板和正压钩形夹管器定位。底座板限制了侧停支架向下方向的平动自由度，钩形夹管器限制了侧停支向上和前后方向的平动自由度，插销机构体限制了侧停支架左右方向的平动自由度，螺旋夹紧器件限制了前后方向的转动自由度，共限制了6个自由度。
弹簧挂耳与撑杆之间螺旋夹紧机构夹紧；撑杆、拨杆用V型块及钩形夹管器夹紧固定；侧停支架转轴用插销机构固定位置。
装焊夹具采用夹具体，在夹具体上装上定位和夹紧侧停支架转轴、螺旋夹紧器件V型块和撑杆后的插销机构。“侧停支架焊接组合”装焊夹具结构见装配图。
由焊接件产品图中看出，拨杆、侧停支架转轴和弹簧挂耳分别与撑杆进行焊接。撑杆为主焊零件同时也是主体件，由垫板和V型块定位。装焊方案初拟为先焊接左端部，在焊接右端部的拨杆与撑杆处的焊缝，最后焊接弹簧挂耳与撑杆之间的焊缝。
4 主要零件设计的说明
4.1 底板
考虑到对U型块和正压钩形夹管器等组件的定位，在底板以及支座上分别设计了螺孔和定位孔；考虑到定位的精密性，要求定位定位器和夹紧器的定位孔在装配时需要有两个。考虑到定位销钉需垂直取出焊件才能保证顺利与焊件分开，在设计底板的时候需要充分的考虑到了销钉长度的各个相关参数
由于各种因素的干扰以及考虑到加工的方便以及工人劳动强度，故底板原材料选用20＃A槽钢板宽200mm脚高80mm脚厚7.0mm,铣面时以设计尺寸为依据，尽量减少加工余量，时效强化处理。
4.2 支撑板挡块
支撑板挡块限制支撑板底部和支撑管中心线距离为300mm，并且保证与支撑管中心高度相同。支撑板挡块高55mm，长36mm，宽31mm，槽内半径分别为12mm,117mm.选用材料Q235.支座孔直径为6mm,注意槽内粗糙度。

图2 支撑板挡块
4.3 踏杆挡块
踏板挡块限制踏杆的右端到站脚管中心线距离为108mm。长宽高分别为6mm,22mm,63mm，底块高度为10mm，底板孔的直径为6mm，表面粗糙度3.2mm，底板粗糙度12.5度。
图3 踏杆挡块
4.4限位块挡块
限位块挡块限制限位块顶端到支撑管中心距离为26mm，同时控制限位块顶端和支承管中心在同一高度。

图4 限位块挡块
4.5 支撑管支架
支撑管支架长90mm，宽40mm,高67mm，表面粗糙度为3.2，底面打孔直径6mm,共四个。插销孔直径8mm,底板厚度为10mm，用于保证支撑管之间距离为90mm,并且保证插销中心高度为55mm。

图5 支撑管支架
其余各处采用标准件夹管器
5 夹具的装配
5.1 夹具的操作步骤
（1） 先把各个夹具都固定在底板上，确保夹紧。
（2） 把停车支架的各个零件放到相应的指定位置。 
（3）先将长杆螺栓固定两个支撑管，长杆螺栓与螺栓套固定踏杆和支撑板位置，钩型夹管器用钩夹紧横管、站脚管、长杆螺栓和踏杆，楔形挡块卡住限位块，最后夹紧器和长干螺栓夹紧两个支撑板。 
（4）装配好后检查各个夹具是不是在一条中心线上，和装配精度，先点焊固定，再续焊。5.2 夹具使用注意事项
长江750A摩托车”停车支架各个零件在装配过程中需要注意以下事项：在装配过程中，严格按照操作方法中所述装配顺序进行，使其装配在一条中心线上保证装配精度。在装配后各个夹具和工件可靠，没有松动。
（6） 插销装配到底板上时，需要保证基面与夹具体横向中心线垂直；装上销钉等其他零件完成装配任务。
（7） （7） 使用后需要涂防绣油，防止夹具以及工件生锈。
6 小结
本次焊接课程设计历时4周，理论加上实际的能力还急需提高。刚开始，大家便各自安排了自己的任务，有的积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性；但是在课程设计中只有一个人知道去想去构思是不够的，否则就会导致差之毫厘谬以千里。 团结协作是我们成功的一项非常重要的前提以及保证。这次焊接课程设计也让我看到了团队的力量以及每个人的力量，我认为只有大家团结一致，一起努力一起讨论，求同存异，这样才能将这次课程设计做好。而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常珍贵的。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。
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，属于非标准零件，所以一般要根据产品结构特点、生产条件和实际的需要自行设计制造。焊接工装设计是一项生产准备工作的重要内容，也是焊接生产工艺设计中一项主要任务。对于汽车、摩托车和轮船等加工制造业，严格来说，没有焊接工装就没有完整的产品。通过在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草图和简要都要说明，在此基础上完成详细的结构和零件设计及全部图样。工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、严谨性等。
相信在今后的工作生活中，自己也都能扛的这种重任并完美的完成项目。对我而言，知识上的收获重要，经验上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境，三个臭皮匠赛过诸葛亮的道理。不经历风雨怎能见彩虹。快乐时光总是弥足珍贵，短暂的经历总是耐人寻味。
将课本上的内容和现实操作有机的结合在一起。收获更深的应该是充分明确了设计焊接工艺工装夹具的思路以及加深对设计的思维原则性，规范性和灵活性的认识。

参考文献
1、陈焕明.焊接工装设计基础.北京：航空工业出版社，2004.
2、祖业发.现代机械制图.北京：机械工业出版社.2002.
3、贾安东.焊接结构及生产设计.天津:天津大学出版社,1989.
4、中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，2001.
5、胡家秀.简明机械零件设计使用手册.北京：机械工业出版社，1999.
6、王政.焊接工装夹具及变位机械.北京：机械工业出版社，2001.
7、许杏根等.简明机械设计手册.北京:机械工业出版社,1999.
8、甘肃工业大学焊接教研室.焊接机械装备图册.北京：机械工业出版社，1982.
9、曾乐.焊接工程学.北京：新时代出版社，1986.

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