焊接工裝夾具設(shè)計(jì)附帶有圖片哦.doc

工裝夾具課程設(shè)計(jì)說明書8 w! g/ P0序 言 / O/ N. W$ T8 i5 M一、工裝夾具設(shè)計(jì)任務(wù)1、產(chǎn)品零件圖7 b: H$ z4 0 b2 2 v( n2、產(chǎn)品的重點(diǎn)技術(shù)要求分析w& k# 8 t二、工裝夾具設(shè)計(jì)方案的確定w- y*1、基準(zhǔn)面的選擇（夾具體方式的確定）; R/ j r3 T z+ v, w2、定位方式及元器件選擇3 |! D Y4 + N( Q2 3、夾緊方式及元器件選擇6 F4 B+ V# j) h! F4、裝配方案$ G* 4 b0 ?- l, a0 X4 H1 I7 f5、夾具總裝結(jié)構(gòu)7 L4 D6 u3 QD6 Y6 r% kg三、定位誤差分析與計(jì)算四、主要零件設(shè)計(jì)的說明1、夾具體2、定位元件4 r F/ Z* P$ U4 r3、壓緊元件 w* Y( U: K2 r$ C) 0 H4、其它元件2 8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具的裝配要求! ! X; - e0 L# s1 b9 I0 e六、工裝夾具的使用說明1、夾具的操作步驟1、 夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)* m0 W: C4 b+ u/ n7 p七、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會(huì)及建議八、參考資料Z序 言 ?7 x# d7 _) M, N d5 G焊接工裝夾具及其在生產(chǎn)中的運(yùn)用 焊接工裝夾具就是將焊件準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，便于焊件進(jìn)行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加速焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化進(jìn)程等方面起著非常重要的作用。0 j W/ v1 1 G6 D& A 在焊接生產(chǎn)過程中，焊接所需要的工時(shí)較少，而約占全部加工工時(shí)的2/3以上的時(shí)間是用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大的影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的裝配焊接工藝裝備。% b0 : w7 G% q& j) a7 焊接工裝夾具的主要作用有以下幾個(gè)方面：（1） 準(zhǔn)確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。（2） 有效的防止和減輕了焊接變形。（3） & A# L9 p$ e4 h7 c6 R* t/ w使工件處于最佳的施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高。（4） 3 V- r4 c! c; N: g$ y) P2 V以機(jī)械裝置代替了手工裝配零件部位時(shí)的定位、夾緊及工件翻轉(zhuǎn)等繁重的工作，改善了工人的勞動(dòng)條件。I1 （5） 可以擴(kuò)大先進(jìn)的工藝方法的使用范圍，促進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的綜合發(fā)展。夾具設(shè)計(jì)的基本要求（1）、工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時(shí)要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。w) y, H! s- e3 （2）、夾緊的可靠性。夾緊時(shí)不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動(dòng)滑移，又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。( P; o9 E. V r/ H, K! ) b（3）、焊接操作的靈活性。使用夾具生產(chǎn)應(yīng)保證足夠的裝焊空間，使操作人員有良好的視野和操作環(huán)境，使焊接生產(chǎn)的全過程處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。0（4）、便于焊件的裝卸。操作時(shí)應(yīng)考慮制品在裝配定位焊或焊接后能順利的從夾具中取出，還要制品在翻轉(zhuǎn)或吊運(yùn)使不受損害。0 t- n- k ( Y: W8 q6 d（5）、良好的工藝性。所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作，便于檢驗(yàn)、維修和更換易損零件。設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊動(dòng)力源、吊裝能力及安裝場(chǎng)地等因素，降低夾具制造成本。: B2 f; N/ a D& d# G# r I一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)01、 焊接產(chǎn)品（復(fù)合件）“撐桿焊接組合”的產(chǎn)品圖2、 * l+ F- j! F# 3 R* X: k撐桿焊接組合由撐桿、喇叭支座、螺母M6和發(fā)動(dòng)機(jī)襯管構(gòu)成；撐桿的材料是20鋼，喇叭支座的材料是10鋼，發(fā)動(dòng)機(jī)襯管的材料是35鋼，螺母M6GB12186；撐桿焊接組合的總體尺寸是3006045；附“撐桿焊接組合”產(chǎn)品圖# u. D/ 1 o$ |3 O9 V- 2、焊接產(chǎn)品“撐桿焊接組合”的重點(diǎn)技術(shù)要求分析% E0 U w8 C2 p S$ T) z1、公差要求2 N0 x# _& Z P% j1 f5 g: m+ f7 T3、4、 + j3 KE! J6 a- u二、“撐桿焊接組合”裝焊夾具設(shè)計(jì)方案的確定0 i- R/ n4 L- P1、基準(zhǔn)面的選擇（夾具體方式的確定）2 _% r2 p1 k/ E* 2 K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。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求。2 e% R% O7 u- * n3 O 、具有足夠的強(qiáng)度和剛度。& N9 P# t* 0 ( _* S+ 、結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。4 5 I9 w l, m, e) U; ? 、安裝穩(wěn)定牢靠。* a0 z$ - E4 n$ X9 S 、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)* i* H: X$ C W) h（閱讀次數(shù)：） 3 O7 C$ zm& NC 、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 s& h) z7 Gf; W* D, a* z 、清理方便。3 L3 X3 r4 V$ J: d夾具體毛坯制造方法的選擇綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；5 H( G; F& Z& F+ R# R7 R, G$ D; c3 m. t 夾具體的外形尺寸在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，再根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚20mm，長度326mm，寬度128mm；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，夾具體上設(shè)計(jì)有螺孔、銷孔，并且要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時(shí)配作。- 6 m2 c& P6 |W2、定位方式及元器件選擇; e+ D; % c, P0 f8 F1）、定位器的作用是要使工件在夾具中具有準(zhǔn)確和確定不便的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。( P3 s6 e+ Y1 i, K7 k工件的定位原理1 G# z% R. e/ ) L i/ L- W自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)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個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計(jì)中，按加工要求應(yīng)限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個(gè)或更多的支撐點(diǎn)限制一個(gè)自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動(dòng)，夾緊時(shí)造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設(shè)計(jì)。! G j t$ s) l# L2 p6 V* o 、以工件的平面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)，常采用擋鐵、支撐釘進(jìn)行定位. h: g# x9 d, a: T4 d4 x 、工件以圓孔內(nèi)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用銷定位器9 L1 z9 W* j8 |H8 t+ k 、工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用V形鐵定位器8 + C7 z- n0 y, X 、利用以定位工件的輪廓對(duì)被定位工件進(jìn)行定位可采用樣板定位器主焊件“撐桿”用擋板和擋銷定位。擋銷限制了X方向的平動(dòng)自由度，擋板限制了Y方向的平動(dòng)自由度，夾具體限制了Z方向的平動(dòng)自由度，擋鐵螺旋夾緊器件限制了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)限制了X、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共限制了6個(gè)自由度。件“發(fā)動(dòng)機(jī)襯管”兩件用插銷機(jī)構(gòu)定位。插銷機(jī)構(gòu)限制了X、Y、Z方向的平動(dòng)自由度，快撤式螺旋夾緊器件限制了Y、Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共限制了5個(gè)自由度。, a4 N2 w) ( n+ D$ & q5 b螺母M6和喇叭支座的組件用錐頭銷釘和螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽來定位“撐桿”限制了Z方向的平動(dòng)自由度，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽限制了Z方向的平轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，錐頭銷釘限制了X、Y方向的平動(dòng)自由度，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)限制了X、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共限制了5個(gè)自由度。 J2 & j, ?- E6 Q3、夾緊方式及元器件選擇5 I H: x N# ! g, D- A夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。7 a$ c$ N) v9 1 p- C 對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下：7 j. d4 i6 x f& w 、夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。6 X+ ; e3 q9 z, t 、夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量 e$ O2 U6 J m0 T( b、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。/ E8 B% _- p5 S8 A 、結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。/ N6 q( m: l_# d$ p夾緊序1撐桿選用擋板式螺旋夾緊器件；) d4 G0 $ V& # k% A; F# H: a6 Q夾緊序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件選用快撤式螺旋夾緊器件；5 P L! t& R% a1 b3 M t夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。p, u K* j6 k1 n+ S; N H& h4、裝焊方案) I- N gq+ c% n% o0 Y從焊接件產(chǎn)品圖中看出，序4、序3和序2的組件分別與序1進(jìn)行焊接。序1為主焊零件同時(shí)也是主體件，它的長度方向可用擋板定位，端面可采用擋銷。裝焊方案初擬為：0 t! e2 |% e q! 1 T序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件與序1撐桿先在夾具上裝配、點(diǎn)固、取出焊接，然后在夾具上進(jìn)行序3螺母M6和序2喇叭支座的組件與序1撐桿的裝配、完成三面焊。7 G3 f$ N M( Q! s+ k5、裝焊夾具結(jié)構(gòu)% r4 o z7 h7 F0 i, t# s1 裝焊夾具采用夾具體，再在夾具體上裝上定位和夾緊序( r* W/ n0 4 G v. O% q1撐桿的擋板、擋銷、螺旋夾緊器件，定位和夾緊序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件，定位和夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的錐頭銷釘、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，構(gòu)成整個(gè)焊接夾具。% h/ c1 B7 x9 8 R“撐桿焊接組合”裝焊夾具結(jié)構(gòu)見“撐桿焊接組合”裝焊夾具圖_ L4 i- o5 |. H三、主要零件設(shè)計(jì)的說明- . r H% r, 3 S U1、夾具體4 eX9 F, Z) | z2 Z+ 綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位的精確度，要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時(shí)配作；考慮到焊件小，夾具體的強(qiáng)度要求以及夾具體的結(jié)構(gòu)要求，沒有在夾具體上設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋。+ . u; ?5 ? t9 ?9 to2、壓板& N7 t, fK# p考慮到定位錐頭銷釘需垂直取出焊件才能保證順利脫離焊件，在壓板下邊設(shè)置了彈簧；考慮到對(duì)螺母M6和喇叭支座的組件的定位，在壓板上開了凹槽起到定位作用；考慮到快速并順利取出焊件，將壓板設(shè)計(jì)成可退式壓板。8 ?6 6 u3 T. W0 Z e3、插銷機(jī)構(gòu)主體2 X6 z0 O9 U/ P( X3 C插銷機(jī)構(gòu)主體作為插銷的支座，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件之間距離小，將兩個(gè)插銷的插銷機(jī)構(gòu)主體做成一體；并且為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件中心線的距離和平行度將在設(shè)計(jì)一體的插銷機(jī)構(gòu)主體的插銷孔時(shí)要求兩孔中心線的距離和平行度。& $ T; T+ 5 m, _5 . Y4、快撤式螺旋夾緊器件% J. F1 g& d( B7 % E6 B& 同插銷機(jī)構(gòu)主體一樣，快撤式螺旋夾緊器件主體也做成一體并且要求兩孔中心線的距離。- n8 p* 2 G9 d4 J# h: 快撤式螺旋夾緊器件工作過程：螺母套筒不直接固定在主體上，而是以它外圓上的L形槽沿著主體上的定位銷來回移動(dòng)；工件裝入后推動(dòng)手柄使螺母套筒連同螺栓快速接近工件；轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使定位銷進(jìn)入螺母套筒的圓周槽內(nèi)，螺母不能軸向移動(dòng)，再旋轉(zhuǎn)螺栓便可夾緊工件；卸下焊件時(shí)，只要稍松螺栓，再用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)螺母套筒使銷釘進(jìn)入螺母套筒外圓的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。7 L8 p4 w* H1 & U1 F7 F四、夾具的裝配要求7 I$ bD8 N& n* (1)、擋銷裝配到夾具體上時(shí)，需要保證基面與夾具體橫向中心線垂直3 P% Y$ f. v1 B/ k! l3 T0 w（2）、定位和夾緊序1撐桿的擋板、螺旋夾緊器件裝配到夾具體上時(shí)，需要保證基面與夾具體橫向中心線平行；定位和夾緊序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件裝配到夾具體上時(shí)，需要保證其中心線與夾具體橫向中心線垂直。y* M1 p% g! T$ Z1 e- O（3）、定位和夾緊序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證插銷機(jī)構(gòu)和快撤式螺旋夾緊器件右邊中心線與擋銷基面的距離和公差- L6 o; P/ C9 c! B3 W（4）、定位和夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)裝配時(shí)，裝上螺柱底座螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證螺旋夾緊機(jī)構(gòu)定位錐頭銷釘中心線與擋銷基面的距離和公差。; r1 N, / G/ u1 Z( （5）、定位和夾緊序1撐桿的擋板、螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證擋板和螺旋夾緊器件右端面與擋銷基面的距離& h6 J+ F* d# O?9 （6）、裝上彈簧、壓板等其他零件，完成整個(gè)裝配。% z, Y) X- H/ W2 v五、裝焊夾具使用說明8 M/ ( : e1 P9 M1、夾具的操作步驟8 7 _3 A: a) F! W（1）、將序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件按照“撐桿焊接組合”圖裝配到序1撐桿上，并將其放置于夾具體上，由擋銷、擋板將序1撐桿定位，由螺旋夾緊器夾緊序1撐桿；同時(shí)由插銷將序4發(fā)動(dòng)機(jī)襯管兩件定位，由快撤式螺旋夾緊器件將其夾緊。6 U3 Y6 B, z1 u% p+ s（2）、點(diǎn)固焊后，松開快撤式螺旋夾緊器件，拔出插銷，取下進(jìn)行焊接, * N* u# K+ B) T; w9 X, v9 （3）、將焊件再放置于夾具體上，由擋銷、擋板將焊件定位，由螺旋夾緊器夾緊焊件；之后將螺母M6和喇叭支座的組件放置焊件之上并由螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的錐頭銷釘和螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽來定位由螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊, A5 H9 V4 2 V- Q7 t（4）、對(duì)螺母M6和喇叭支座的組件與撐桿進(jìn)行三面焊，然后松開所有螺旋夾緊器，夾緊螺母M6和喇叭支座的組件的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板被彈簧彈起，其上的定位錐頭銷釘隨之脫離焊件，然后將壓板推出使一端脫離螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺柱，將壓板旋轉(zhuǎn)到焊件一邊，之后取出焊件。( A! v/ N+ I/ _/ U/ Q0 G( . h9 O2、夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)4 U* q, b- NF8 R* I/ E（1）使用前對(duì)限位尺寸檢查是否還保持正確位置；. ! A8 L$ j+ V; |9 u（2）如果擋銷磨損超差，可以進(jìn)行打磨修復(fù)；如果擋板、插銷、定位錐頭銷磨損超差，可以重新組裝，錯(cuò)開磨損部位后繼續(xù)使用。8 A3 ?# % q$ d5 w/ f, b/ Q4 n（3）使用后需要涂防繡油。( h! - E1 F7 X2 u; H3 g六、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會(huì)及建議; y, i5 |: el 大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計(jì)的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)裝置，往往需要根據(jù)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和你實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)制造。焊接工裝設(shè)計(jì)是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容之一，也是焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。對(duì)于汽車、摩托車和飛機(jī)等制造業(yè)，可以毫不夸張地說，沒有焊接工裝就沒有產(chǎn)品。通過在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，提出所需要的工裝類型、結(jié)構(gòu)草圖和簡要說明，在此基礎(chǔ)上完成詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)及全部圖樣。. J/ G1 p3 V& L工裝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響，為此，設(shè)計(jì)焊接工裝時(shí)必須考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、藝術(shù)性等。! X5 L3 e: Y J在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中，普遍存在尺寸鏈問題。在把零件組裝成機(jī)器的過程中，也就是將零件上有關(guān)的尺寸進(jìn)行組合和積累。由于零件尺寸存在制造誤差，因此裝配時(shí)也就會(huì)有誤差的綜合和積累。累積后形成的總誤差將會(huì)影響機(jī)器的工作性能和質(zhì)量。這就形成了零件的尺寸誤差和綜合誤差之間的相互影響關(guān)系。設(shè)計(jì)工裝夾具也不例外。合理地確定零件的尺寸公差和形位公差顯得很重要。# p) g6 N8 2 : U; N通過本次課程設(shè)計(jì)，不僅增強(qiáng)了對(duì)焊接工藝裝備專業(yè)性知識(shí)的系統(tǒng)化，而且將專業(yè)知識(shí)、設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力的有機(jī)的結(jié)合在一起。收獲更深的應(yīng)該是夯實(shí)并拓寬了設(shè)計(jì)工裝夾具的思路以及對(duì)設(shè)計(jì)的思維原則性和靈活性的鍛煉。! g9 C# n/ f5 M2 , 1 Y七、參考資料5