焊接夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱： 焊接專業(yè)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：“長(zhǎng)江750摩托車(chē)” 邊搖架焊接工藝與工裝設(shè)計(jì)專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 評(píng)分： 指導(dǎo)教師（簽名）： 2013年 01 月 11 日航空制造工程學(xué)院 2009 級(jí)學(xué)生專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)I、專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目：“長(zhǎng)江750摩托車(chē)” 邊搖架焊接工藝與工裝設(shè)計(jì)II、專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1. 設(shè)計(jì)邊搖架（G161000B）的焊接工藝2. 設(shè)計(jì)邊搖架（G161000B）的焊接工裝夾具3. 繪制焊接工裝裝配圖和部分零件圖，繪圖工作當(dāng)量不少于三張A1圖4. 編制焊接工藝規(guī)程及工藝規(guī)程路線單5. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)III、專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)度：1.

2、分析焊接組合件，讀懂工件圖，擬定焊接工藝 2012.12.172012.12.232. 擬定工裝夾具方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 2012.12.242012.12.303. 繪制夾具裝配圖和零件圖 2012.12.312013.01.064. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2013.01.072013.01.11 090342 班 焊接工程 系 焊接技術(shù)與工程 專業(yè)學(xué) 生： 日期：自 2012 年 12 月 17 日至 2013 年 01 月 11 日指導(dǎo)教師： 系主任： “長(zhǎng)江750摩托車(chē)” 邊搖架焊接工藝與工裝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 班級(jí)：指導(dǎo)老師： 摘要：為保證“長(zhǎng)江750A”摩托車(chē)邊搖架的焊接質(zhì)量和效率，設(shè)計(jì)了焊接

3、工裝，根據(jù)邊搖架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取固定錐臺(tái)，固定圓柱凸臺(tái)，鉤型正壓夾管器作為定位器，選取錐臺(tái)螺旋夾具、鉤型正壓夾管器作為壓緊件。焊接工裝夾具以各管的外圓和內(nèi)圓面作為定位基準(zhǔn)面，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。設(shè)計(jì)焊接工裝可以保證各個(gè)零件的相對(duì)位置固定，并且在焊接定位時(shí)還可以防止工件的移動(dòng)、焊接變形和保證焊接質(zhì)量。夾緊器的簡(jiǎn)單快捷動(dòng)作可以滿足高效率的批量生產(chǎn)，施焊方便。關(guān)鍵詞：焊接工裝；定位；夾緊目錄前言11 焊接工裝夾具的簡(jiǎn)介21.1 焊接工裝夾具的功能21.2 焊接工裝夾具的分類(lèi)22 搖架座組合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)22.1 搖架座組合的結(jié)構(gòu)分析22.2 需要保證的關(guān)鍵尺寸33 各零件的定位和夾緊33.1 主管的定

4、位和夾緊33.2 左右臂組合的定位和夾緊63.3 包角片組合的定位和夾緊73.4 各支撐架支撐座與基板的連接73.5 基板的設(shè)計(jì)74 工裝夾具的使用說(shuō)明74.1夾具的裝配步驟74.2工件的安放步驟84.3夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)85 焊接工藝規(guī)程的編制說(shuō)明85.1焊接方法的選擇85.2焊機(jī)的選擇85.3焊絲的選擇95.4焊接參數(shù)的選擇96 課程設(shè)計(jì)小結(jié)以及體會(huì)9南昌航空大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)前言 焊接技術(shù)是重要的制造技術(shù)之一，其質(zhì)量的好壞直接影響到工件的安全運(yùn)行和使用壽命，其效率的高低直接影響工件的制造周期和制造成本。如何保證焊接質(zhì)量和提高焊接效率、減少返修率、降低施焊成本,是工件制造控制的關(guān)鍵

5、措施。而焊接工裝夾具設(shè)計(jì)的好壞直接影響焊接的質(zhì)量和效率工件的定位原理: 一個(gè)剛體在空間直角坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度和繞X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。當(dāng)工件的六個(gè)自由度未加以限制時(shí)，它在空間的位置是不確定的。要使工件的位置按照一定的要求確定下來(lái)，就必須將它的某些自由度或全部自由度加以限制。工件的定位（location）是指工件在夾具中的位置按照一定的要求確定下來(lái)，將必須限制的自由度一一予以限制。在本次托架焊接工裝夾具設(shè)計(jì)中，由于工件為薄板組合件，故采用N-2-1定位，即第一定位基準(zhǔn)面的定位點(diǎn)數(shù)N大于3。 焊接工裝夾具的主要作用有以下幾個(gè)方面：（1）采用焊接

6、工裝夾具，零件能得到準(zhǔn)確的裝配位置，保證裝配精度，加快裝配作業(yè)的進(jìn)程；減輕工人的體力勞動(dòng)；提高裝配效率。（2）控制或消除焊接變形。（3） 可提高焊件的互換性能；焊件上的配合孔、配合槽等機(jī)械加工要素可由原來(lái)的先焊接后加工改為先加工后焊接，從而避免了大型焊件焊后加工所帶來(lái)的困難，有利于縮短焊件的生產(chǎn)周期。（4） 可縮短裝配和施焊過(guò)程中焊件翻轉(zhuǎn)變位的時(shí)間，減少了輔助工時(shí)，提高了焊機(jī)利用率和焊接生產(chǎn)率。（5） 可使焊件處于最有利的施焊位置，可加大焊接工藝規(guī)范，充分發(fā)揮焊接方法的效能。（6） 可擴(kuò)大焊機(jī)的焊接范圍。（7）可使手工操作變?yōu)闄C(jī)械操作。（8）可使裝配和焊接集中在一個(gè)工位上完成，可減少工序數(shù)量，

7、節(jié)約車(chē)間使用面積。1 焊接工裝夾具的簡(jiǎn)介1.1 焊接工裝夾具的功能 裝加工對(duì)象，使之占有正確的位置，一保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。提高焊接制品的精度，保證其互換性。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低制造成本。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障安全生產(chǎn)。1.2 焊接工裝夾具的分類(lèi) 構(gòu)種類(lèi)繁多，形狀尺寸各異，生產(chǎn)工藝過(guò)程和要求也各不相同，相應(yīng)的工藝裝備在形式、工作原理及技術(shù)要求上也有很大差別。 按用途分類(lèi)可分為：裝配用工藝裝備、焊接用工藝裝備、裝配焊接工藝裝備，按應(yīng)用范圍分類(lèi)可分為：通用焊接工裝、專用焊接工裝、柔性焊接工裝，按動(dòng)力源分可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)、磁力、真空等焊接工藝裝備，按焊接方法分類(lèi)可分為電弧焊工

8、裝、電阻焊工裝、釬焊工裝、特種焊工裝等。2 搖架座組合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.1 搖架座組合的結(jié)構(gòu)分析 邊搖架組合是包角組合（G161300)、主管（G161001)、左臂組合（G161200)和右臂組合（G161100)一共四個(gè)件組成。如圖所示，其中主管是鋼管拔制而成，包角組合、左臂組合和右臂組合是焊接件。圖 1 邊搖架2.2 需要保證的關(guān)鍵尺寸 首先，要保證的是左右臂末端的孔的同軸度；其次，左右臂相對(duì)于主管的位置；最后，為了保證焊工的操作靈活，必須保證各組件相對(duì)于基座的高度。3 各零件的定位和夾緊 根據(jù)六點(diǎn)定位原理，針對(duì)目前要焊的各零部件設(shè)計(jì)專用的焊接工裝夾具。應(yīng)零件要求存在欠定位和未夾緊的情況。3

9、.1 主管的定位和夾緊 通過(guò)對(duì)零部件的分析，以靠近右臂組合的端面為X方向定位基準(zhǔn)，以中心線為Y、Z方向定位基準(zhǔn)。在靠近右臂組合端以帶定位銷(xiāo)的錐臺(tái)定位(J161006)，在靠近左臂的端面以帶錐臺(tái)的螺旋夾緊裝置(J161005)作為定位和加緊裝置。因?qū)@X軸方向無(wú)要求，在此未對(duì)繞X軸方向無(wú)定位和夾緊。定位銷(xiāo)的錐臺(tái)通過(guò)30的孔固定在支撐架A(J161001)上,并通過(guò)定位銷(xiāo)（GB/IT2205）對(duì)其定位，帶定位銷(xiāo)的錐臺(tái)定位如圖 2 所示，支撐架A如圖3所示，定位銷(xiāo)：A850 GB/T2205 如圖4所示；帶錐臺(tái)的螺旋加緊裝置固定在支撐架B（J161004）上，在螺旋夾緊裝置的尾端裝置手柄和壓緊螺釘組

10、合（JB/T8044.10-1999等），帶錐臺(tái)的螺旋夾緊裝置如圖5所示，支撐架B如圖6所示，手柄和壓緊螺釘組合如圖7。圖 2 帶定位銷(xiāo)的錐臺(tái) 主視圖俯視圖圖 3 支撐架A圖 4 定位銷(xiāo)圖 5 帶錐臺(tái)的螺旋夾緊裝置 主視圖俯視圖圖 6 支撐架B圖 7 手柄和壓緊螺釘組合3.2 左右臂組合的定位和夾緊 因左右臂的保證末端的空的同軸度，又要確定相對(duì)主管的相對(duì)位置，在此需要全定位。因末端孔要保證同軸度,且尺寸都為24+0.130，用2個(gè)帶凸臺(tái)的固定支撐座（J161003）定位，并保證同軸度。并用鉤型正壓夾管器(HB2495)A36作為定位和夾緊裝置，保證了左右臂的全定位和夾緊。帶凸臺(tái)的固定支撐座如圖

11、8所示。 主視圖俯視圖圖 8 帶凸臺(tái)的固定支撐座3.3 包角片組合的定位和夾緊 因包角片組合是卡在兩臂之間，且只和主管之間存在尺寸要求，因包角片本身形狀能保證尺寸要求，焊前點(diǎn)焊固定就能達(dá)到要求。 3.4 各支撐架支撐座與基板的連接 每個(gè)支撐架支撐座與基板的連接采用對(duì)角分布的2個(gè)六角鉸制孔用螺栓連接（GB27-88）M8x20,另一組對(duì)角采用2個(gè)定位銷(xiāo) (GB119)A620 定位。3.5 基板的設(shè)計(jì) 基板厚度為20mm，各螺紋孔和定位圓柱銷(xiāo)的位置分布如圖9所示。材料采用Q235A圖 9 基板4 工裝夾具的使用說(shuō)明4.1夾具的裝配步驟（1）以基座的右邊界、前邊界和基座上平面作為所有零件的安裝基準(zhǔn)

12、。（2）然后根據(jù)三個(gè)基準(zhǔn)分別以各零件的底座邊界把2個(gè)支撐架，2個(gè)凸臺(tái)支撐座，2個(gè)鉤型正壓夾緊器相對(duì)應(yīng)地安裝在基座上，所有的均定位用圓柱銷(xiāo)定位，所有的連接均用螺栓連接。（3）安裝時(shí)必須確保裝配圖（J161000B）中的尺寸精度要求。（4）檢測(cè)各尺寸精度要求以及夾緊器的使用性能要求，合格后，對(duì)整個(gè)夾具進(jìn)行防銹處理。4.2工件的安放步驟（1）檢查所有夾緊器都已經(jīng)打開(kāi)，并檢測(cè)夾具、定位裝置的所有尺寸精度要求，合格后即可使用。（2）將右臂立起，將末端孔套入支撐座的凸臺(tái)內(nèi)后，放平右臂，使右臂靠緊鉤型正壓夾管器，拉起鉤，壓緊右臂。（3）左臂的的安放步驟同右臂（4）安放好左右臂后，將包角組合從左右臂的前端套入

13、。（5）將帶銷(xiāo)的錐臺(tái)往前推到指定位置，用定位銷(xiāo)卡死，將主管靠緊右臂端套入圓錐臺(tái)，放平錐臺(tái)，旋轉(zhuǎn)帶錐臺(tái)的螺旋夾緊器，使錐臺(tái)套入靠近左臂的主管內(nèi)并夾緊。4.3 夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)（1）使用前對(duì)限位尺寸檢查是否還保持正確位置。（2）使用后需要涂防銹油。（3）平時(shí)要保證其處于一個(gè)相對(duì)干燥的環(huán)境。5 焊接工藝規(guī)程的編制說(shuō)明5.1焊接方法的選擇 分析托架焊接組合件可知，被焊工件是厚度較小的低碳鋼，為批量焊接生產(chǎn)，綜合考慮其焊接的實(shí)用性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性后，選擇細(xì)絲CO2 焊。因?yàn)椴捎眉?xì)絲CO2 焊時(shí)，電弧穩(wěn)定，熱量集中，焊接熱輸入小，焊接變形也小，甚至不用矯正，因此適合用于“長(zhǎng)江750A摩托車(chē)”邊

14、搖架組合件的焊接。5.2焊機(jī)的選擇焊接電流較小，而焊縫較短且要分段焊，所以選用NBC250 半自動(dòng)CO2焊機(jī)。5.3焊絲的選擇 材料為低碳鋼，厚度在較小，故選擇工藝性能、力學(xué)性能及抗熱裂紋能力較好的H08Mn2SiA焊絲，焊絲直徑為0.8mm.5.4焊接參數(shù)的選擇薄板CO2細(xì)絲焊接時(shí)，使用的電流較小故選擇焊接電流100-120A實(shí)現(xiàn)短路過(guò)渡。電弧電壓選用值為20V，使用時(shí)可根據(jù)具體情況在16-22V內(nèi)調(diào)整。焊接速度過(guò)快保護(hù)效果差，使焊縫塑性降低，不利于焊縫成形，容易形成咬邊缺陷；焊速過(guò)慢，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻，焊縫組織粗大。因此，要選擇合適的焊接速度。在實(shí)際生產(chǎn)中，焊接速度一般不超

15、過(guò)30m/h。氣體流量選擇10L/min,實(shí)際焊接中可在8-15L/min內(nèi)調(diào)整。6 課程設(shè)計(jì)小結(jié)以及體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)從接到任務(wù)拿到工件圖，再到讀懂工件圖，確定夾具的設(shè)計(jì)方案，可以說(shuō)我們花了很多心思，前期工作做了很多，同時(shí)得到老師的悉心指導(dǎo)，使我們很快進(jìn)入了課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐性階段。我們從用畫(huà)圖軟件協(xié)助我們完成夾具整體方案的設(shè)計(jì)，中途也多次請(qǐng)教老師對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)方案的可行性給予寶貴的意見(jiàn)，經(jīng)過(guò)不斷的修改與完善，我們最終確定了工裝夾具的整體設(shè)計(jì)方案：由1帶銷(xiāo)的固定錐臺(tái)、1個(gè)帶錐臺(tái)的螺旋夾緊裝置、2個(gè)帶圓柱凸臺(tái)的固定定位裝置和2個(gè)鉤型正壓夾管器實(shí)現(xiàn)整體定位和夾緊，采用螺栓連接的方式實(shí)現(xiàn)零件與基板的總體連接。此方案符合焊接工裝對(duì)實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性的要求，是一套較為理想的托架焊接組合件的工裝夾具。通過(guò)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