焊接夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[1]

1、課程設(shè)計(jì)焊接夾具說(shuō)明書(shū) 姓名：王朝學(xué)號(hào)：0824113029焊接夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄1 夾具設(shè)計(jì)的目的意義及要求22 焊接結(jié)構(gòu)件的分析22.1 焊接結(jié)構(gòu)件組成及成分析 22.2 焊接結(jié)構(gòu)件成分分析3 2.3 焊接結(jié)構(gòu)件焊接性能 33制訂焊接結(jié)構(gòu)件的焊接工藝33.1 焊接方法及焊接規(guī)范 33.2 焊接材料的選擇33.3 焊接工序的確定43.4 焊接質(zhì)量的保證措施44 焊接夾具的設(shè)計(jì) 44.1.1基準(zhǔn)面的選擇 44.1.2定位器的設(shè)計(jì) 44.1.3夾具體的設(shè)計(jì) 54.1.4 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 64.1.5夾緊材料的設(shè)計(jì) 64.1.6夾具尺寸公差及粗糙度 64.1.7國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件的選擇64.2 繪制夾

2、具草（見(jiàn)圖） 64.3 繪制正式裝配圖（見(jiàn)圖） 64.4 繪制零件圖（見(jiàn)圖） 65 夾具使用說(shuō)明 75.1 夾具體的安裝說(shuō)明 75.2 夾具體的使用說(shuō)明 75.4夾具體的實(shí)用性說(shuō)明76 參考文獻(xiàn)71、夾具設(shè)計(jì)的目的意義及要求 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(lái)裝配進(jìn)行定位焊的夾具稱(chēng)為裝配夾具：而專(zhuān)門(mén)用來(lái)焊接焊件的夾具稱(chēng)為焊接夾具：把既用于裝配又用于焊接的夾具稱(chēng)為裝焊夾具。它們統(tǒng)稱(chēng)為焊接工裝夾具。 對(duì)焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)要求：1）焊接工裝夾具應(yīng)動(dòng)作迅速，操作方便，操作位置應(yīng)處在工人容易接近，最宜操的部位。特別是手動(dòng)夾具，其操作力不能過(guò)大，操作頻率

3、不能過(guò)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(shí)，應(yīng)能自鎖。 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(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件應(yīng)能夠伸縮或轉(zhuǎn)位。 3）夾緊可靠，剛性適當(dāng)，夾緊時(shí)不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，夾緊后不使焊件松動(dòng)滑移，又不使焊件的拘束度過(guò)大，產(chǎn)生較大的應(yīng)力。 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。 5）夾緊時(shí)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(shí)，應(yīng)限制夾緊力，或者對(duì)壓頭行程限位，加大壓頭接觸面積，添加鋁銅襯墊等措施。 6）接

4、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(duì)夾緊機(jī)構(gòu)和定位器表面的損傷。 7）夾具的施力點(diǎn)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。 8)注意各種焊接方法在導(dǎo)熱導(dǎo)電隔磁絕緣等方面對(duì)夾具提出的特殊要求。 9)用于大型板焊接結(jié)構(gòu)的夾具，要有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是夾具體的剛度，對(duì)結(jié)構(gòu)的形狀精度，尺寸精度影響較大。 10）在一個(gè)夾具上，定位器和夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過(guò)多，并且盡量選用一種動(dòng)力源。 11）工裝夾具本身應(yīng)具有較好的制造工藝和較高的機(jī)械效率。 12）盡量選用已通用化標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件來(lái)制作工裝夾具。2、焊接結(jié)構(gòu)件的分析2

5、1 結(jié)構(gòu)組成分析 焊接結(jié)構(gòu)件組陳如下表 名稱(chēng)數(shù)量底板1支撐板1雙頭螺柱1壓板1旋緊螺母1構(gòu)件連接如圖1所示：，由圖可知，需要連接的部分有：底板和支撐板 圖122 焊接結(jié)構(gòu)成分分析 各構(gòu)件的成分組成如下表：名稱(chēng)材料底板q235支撐板q235雙頭螺柱q235壓板q235旋緊螺母q235 23 焊接結(jié)構(gòu)件焊接性能分析 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(shuō)，金屬焊接性的概念有兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是金屬在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接頭在一定條件下可靠運(yùn)行的能力。 在焊接過(guò)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(xiǎn)，

6、成串或密集氣孔比單個(gè)氣孔更危險(xiǎn)；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(qiáng)度，但對(duì)屈服強(qiáng)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(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中；4、未熔合和未焊透，未熔合和未焊透比氣孔夾渣更為有害；5、裂紋，裂紋是最危險(xiǎn)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(shí)，裂紋可能失穩(wěn)和擴(kuò)展，造成結(jié)構(gòu)撕裂。 由上表可知，該構(gòu)件主要由中碳鋼組成，在焊接過(guò)程中有產(chǎn)生熱裂紋的傾向，這就要求在選用焊條時(shí)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

7、防止焊接過(guò)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(shí)進(jìn)行回火熱處理。3 制定焊接結(jié)構(gòu)件的焊接工藝31 焊接方法及焊接規(guī)范 焊接方法：手工電弧焊 焊接規(guī)范：焊接電流：120-150a，電壓：50-60v，焊接預(yù)熱：無(wú)要求32 焊接材料的選擇 焊條可選用低氫型焊條j427或j507，因?yàn)榈蜌湫秃笚l熔敷金屬擴(kuò)散氫量少，去硫能力強(qiáng)，所以熔敷金屬塑性，韌性良好，抗開(kāi)裂性能也良好。33 焊接工序的確定 構(gòu)件的焊接按如下的順序進(jìn)行：先將底板和支撐板兩側(cè)焊接固定，然后將前面焊接固定。34 焊接質(zhì)量的保證措施 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

8、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。4 焊接夾具的設(shè)計(jì)4.1.1基準(zhǔn)面的選擇夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)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。待添加的隱藏文字內(nèi)容2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 4.1.2定位器的設(shè)計(jì) 在裝配過(guò)程中把待裝零件、部件的相互位置確定下來(lái)的過(guò)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

9、須遵守物體定位的六點(diǎn)定則。對(duì)焊接金屬結(jié)構(gòu)的每個(gè)零件來(lái)說(shuō)，不必都設(shè)六個(gè)定位支撐點(diǎn)來(lái)確定其位置。因?yàn)楦髁慵g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(diǎn)，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(shí)工作平臺(tái)不僅具有夾具體的作用，而且還具有定位器的作用。但在該工件的焊接中在焊接外環(huán)焊縫時(shí)工件需要沿軸向旋轉(zhuǎn)。此底座中要定位的的構(gòu)件有：v形塊滾輪、頂進(jìn)裝置。4.1.3夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是在夾具上安裝定位器和夾緊機(jī)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(tái)以及裝焊車(chē)間里的各種固定式平臺(tái)，就是通用的夾具體。在其臺(tái)面上開(kāi)有安

10、裝槽、孔，用來(lái)安放和固定各種定位器和夾緊機(jī)構(gòu)。在批量生產(chǎn)中使用的專(zhuān)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(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。 對(duì)夾具體的要求如下： a 足夠的強(qiáng)度和剛度。 b 便于實(shí)施裝配和焊接作業(yè)。 c 能方便地卸下裝焊好的焊件。 d 必要的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)水、導(dǎo)氣及通風(fēng)條件。 e 易于清除焊渣、銹皮等污物。 f 有利于定位器、夾緊機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)與補(bǔ)償。 g 必要時(shí)應(yīng)具有反變形的功能。在該構(gòu)件中，為了很好的布置夾具的定位和夾緊裝置，將夾具體設(shè)計(jì)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(xiāo)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： 4.1.4 夾緊裝置的設(shè)計(jì)

11、在夾具上被定好位置的工件，必須進(jìn)行夾緊，否則無(wú)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(lái)完成這份工作，在夾緊時(shí)要使夾緊所需要的力應(yīng)能克服操作過(guò)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(shí)需要工件以軸線(xiàn)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。4.1.5夾緊材料的設(shè)計(jì) 夾緊的材料是決定夾具性能好壞的一個(gè)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。 在該構(gòu)件所用夾緊裝置中（1） v形塊滾輪基座及頂緊裝置基座：由于該夾具體形狀簡(jiǎn)單，就要求帶孔底座平臺(tái)，故選用材料鑄鐵(價(jià)格便宜，利

12、于成型)，熱處理要求為 4.1.6夾具尺寸公差及粗糙度夾具體：粗糙度等級(jí)中，內(nèi)孔及內(nèi)側(cè)面1.6；螺釘頭部粗糙度3.2，4.1.7國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件的選擇1）雙頭螺栓：gb/ m6x30-b-4.8 ，材料為45鋼，一共1個(gè)。4.2 繪制夾具草（見(jiàn)圖） 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(lái)制定一套行之有效的工裝夾具設(shè)計(jì)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(jī)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(lái)把底板固定在底座上，前面用定位塊定位，

13、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。4.3 繪制正式裝配圖（見(jiàn)圖） 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(xiàn)。4.4 繪制零件圖（見(jiàn)圖） 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。5 夾具使用說(shuō)明5.1 夾具體的安裝說(shuō)明 1）將v形塊滾輪分別置于相關(guān)位置，以螺栓擰緊。 2）將頂緊裝置分別置于相關(guān)位置，以螺栓擰緊。5.2 夾具體的使用說(shuō)明 1、端蓋焊接 1）將軸承套放置于夾具1中再放入端蓋圓盤(pán)實(shí)施焊接 2）將工件翻轉(zhuǎn)放入夾具2中進(jìn)行焊接。 2、筒體焊接1） 將工件吊裝與工作平臺(tái)，并保持又端面距離又頂緊裝置500cm處。2） 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(shí)施焊接；松開(kāi)固定裝置，頂緊裝置腿出。將端蓋裝于頂緊裝置3） 此焊接要求與2）相同4） 同時(shí)頂進(jìn)左右頂緊裝置5） 焊接筒體與端蓋的外環(huán)焊縫。6） 兩端同時(shí)退出。7） 將