焊接工裝夾具設(shè)計(jì)說明書

焊接工裝夾具設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)課程名稱：焊接工藝與工裝課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：“長江750B摩托車”側(cè)停支架焊接工藝與工裝設(shè)計(jì)專業(yè)：焊接技術(shù)與工程班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：評(píng)分：指導(dǎo)教師(簽名)：2013年1月18日長江750摩托車”側(cè)停支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：在“長江750B摩托車側(cè)停支架”的焊接中，焊接的夾具在施焊的過程中必不可少，良好的焊接夾具可以保證焊接尺寸的準(zhǔn)確性，保證焊接過程的快速穩(wěn)定，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并以提高生產(chǎn)效率。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，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。關(guān)鍵詞：焊接；設(shè)計(jì)；側(cè)停支架目錄1序言 11.1焊接工裝夾具的運(yùn)用 11.2焊接工裝夾具設(shè)計(jì)的基本要求 12夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 32.1焊接產(chǎn)品（復(fù)合件）“長江750B摩托車側(cè)停支架”的產(chǎn)品圖 32.2焊接產(chǎn)品“側(cè)停支架”連接的重點(diǎn)技術(shù)要求分析 33側(cè)停支架焊接組合裝焊夾具裝焊方案 44主要零件設(shè)計(jì)的說明 44.1底板 44.2插銷機(jī)構(gòu) 44.3螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 44.4V型塊 54.5鉤形夾管器 64.6非標(biāo)準(zhǔn)主要零件的設(shè)計(jì) 65夾具的裝配 65.1夾具的操作步驟 65.2夾具使用注意事項(xiàng) 76本次課程設(shè)計(jì)小結(jié) 7參考文獻(xiàn) 9致謝 10附錄A工藝規(guī)程路線單 11附錄B焊接工藝規(guī)程 121序言1.1焊接工裝夾具的運(yùn)用在機(jī)械加工、產(chǎn)品檢驗(yàn)、裝配和焊接等工藝過程中，使用這大量的工藝設(shè)備，簡稱焊接工裝，用以安裝加工的對(duì)象，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并以提高生產(chǎn)效率。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)制造業(yè)等，不夸張的說，沒有焊接工裝就沒有產(chǎn)品。焊接工裝夾具的主要作用有以下幾個(gè)方面：（1）提高焊接制品的精度，保證其質(zhì)量。（2）降低生產(chǎn)成品，提高勞動(dòng)率。（3）勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，保證安全生產(chǎn)。使工件處于最佳的施焊部位，焊接速度得以提高。（4）準(zhǔn)確、可靠的定位和夾緊，減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。（5）易于實(shí)現(xiàn)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。1.2焊接工裝夾具設(shè)計(jì)的基本要求Ⅰ使用目的和效果（1）夾具的主要目的是為了將工件快速、準(zhǔn)確地定位以及適合的支撐、維持，使在同一夾具上生產(chǎn)的所有工件都固定在特定的范圍內(nèi)，保證產(chǎn)品的精密性和互換性。（2）使用夾具可以在各種加工、組裝等工作當(dāng)中減少工作時(shí)間，進(jìn)行高效率的工作。（3）可以將復(fù)雜的工作單一化，提高經(jīng)濟(jì)效益，將只有熟練工完成的工作，完全可以由未熟練工來完成。Ⅱ焊接工裝夾具的種類夾具的種類可大致分為裝配用夾具，加工用夾具，檢查用夾具等。裝配用夾具作為把單件通過結(jié)合，連接，焊接等方法裝配為完制品的夾具，需滿足以下條件：工件的取放要容易。所有的工作盡量在夾具夾緊的狀態(tài)下完成。工作條件要選擇最方便的位置進(jìn)行。零件要固定在正確的位置。焊接的情況，要求俯視工作姿勢(shì)的作業(yè)性，一般可分為機(jī)械裝配夾具，焊接夾具，用粘合劑的裝配夾具等。Ⅲ焊接工裝夾具的使用要求①具有足夠的強(qiáng)度和剛度。②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。③安裝穩(wěn)定牢靠。④結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)。⑤尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。⑥清理方便。Ⅳ焊接工裝夾具的裝配要求(1)需要保證基面與夾具體橫向中心線垂直。（2）定位和夾緊，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；定位和夾緊管，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。（3）定位和夾緊，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中心線與擋銷基面的距離和公差。（4）定位和夾緊序，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。（5）裝上彈簧、壓板等其他零件，完成整個(gè)裝配。Ⅴ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。（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。（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)。（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。（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。2夾具設(shè)計(jì)任務(wù)2.1焊接產(chǎn)品（復(fù)合件）“長江750B摩托車側(cè)停支架”的產(chǎn)品圖側(cè)停支架焊接組合由撥桿、撐桿、彈簧掛耳和側(cè)停支架轉(zhuǎn)軸構(gòu)成；側(cè)停支架轉(zhuǎn)軸的材料是35鍛件鋼板，撥桿的材料是20-9鋼板，彈簧掛耳的材料是鋼板20-7；側(cè)停支架焊接組合的總體設(shè)計(jì)尺寸大約是460×260×25。附“側(cè)停支架焊接組合”產(chǎn)品圖：圖1左后連接盒圖1左后連接盒2.2焊接產(chǎn)品“側(cè)停支架”連接的重點(diǎn)技術(shù)要求分析1、公差要求（1）彈簧掛耳與撥桿之間的尺寸要求；（2）左圓孔與撥桿中心線之間的尺寸要求為2500-0.40；2、焊接要求（1）撐桿與左端部帶圓孔零件有圓形的封閉角焊縫；（2）撐桿與彈簧掛耳的連接處有一條圓形的封閉角焊縫；（3）撐桿與撥桿兩邊有兩條封直線焊縫。3側(cè)停支架焊接組合裝焊夾具裝焊方案主焊件“側(cè)停支架”用底座板和鉤形夾管器定位。底座板限制了側(cè)停支架向下方向的平動(dòng)自由度，鉤形夾管器限制了側(cè)停支向上和前后方向的平動(dòng)自由度，插銷機(jī)構(gòu)體限制了側(cè)停支架左右方向的平動(dòng)自由度，螺旋夾緊器件限制了前后方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共限制了6個(gè)自由度。彈簧掛耳與撐桿之間螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊；撐桿、撥桿用V型塊及鉤形夾管器夾緊固定；側(cè)停支架轉(zhuǎn)軸用插銷機(jī)構(gòu)固定位置。裝焊夾具采用夾具體，在夾具體上裝上定位和夾緊側(cè)停支架轉(zhuǎn)軸、螺旋夾緊器件、V型塊和撐桿后的插銷機(jī)構(gòu)?！皞?cè)停支架焊接組合”裝焊夾具結(jié)構(gòu)見裝配圖。由焊接件產(chǎn)品圖中看出，撥桿、側(cè)停支架轉(zhuǎn)軸和彈簧掛耳分別與撐桿進(jìn)行焊接。撐桿為主焊零件同時(shí)也是主體件，由墊板和V型塊定位。裝焊方案初擬為先焊接左端部，在焊接右端部的撥桿與撐桿處的焊縫，最后焊接彈簧掛耳與撐桿之間的焊縫。4主要零件設(shè)計(jì)的說明4.1底板考慮到對(duì)V型塊和鉤形夾管器等組件的定位，在支架座上增加了螺紋孔和插銷孔做定位作用；考慮到快速并順利取出焊件綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性選擇底板制造方法為鑄造方式；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。考慮到定位銷釘需垂直取出焊件才能保證順利脫離焊件，在設(shè)計(jì)底板的時(shí)候充分的考慮到了其長度的相關(guān)參數(shù)；。底板原材料，底板材料選擇HT200，其剛度好，易機(jī)械加工且價(jià)格相對(duì)低廉，長度為460mm，寬度為260mm，厚度為25mm(見圖紙J094001),下料時(shí)以設(shè)計(jì)尺寸為依據(jù)，盡量減少加工余量，時(shí)效強(qiáng)化處理。4.2插銷機(jī)構(gòu)插銷機(jī)構(gòu)主體作為插銷的支座，主要用于支架的定位和夾緊，考慮到支架和左合蓋之間距離小，尺寸精度要求高，將支架座和左合蓋擋板座以及消聲器左支承做成一體；并且為了保證發(fā)支架圓孔的中心線的距離和平行度將在設(shè)計(jì)一體的擋板插銷主體的插銷孔時(shí)要求兩孔中心線的距離和平行度。4.3螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘?shù)龋┫嘟Y(jié)合，對(duì)工件實(shí)施夾緊的機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動(dòng)夾緊中用的最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。常用的夾緊形式有：單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。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，撤回螺栓，取出焊件。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，由于螺旋升角很小，所以擴(kuò)力作用比斜楔大，并能可靠自鎖，在機(jī)床夾具中得到廣泛應(yīng)用。圖2V型塊示意草圖4.4V型塊

V型塊的用途：用于軸類檢驗(yàn)，校正，劃線，還可用于檢驗(yàn)工件垂直度，平行度。精密軸類零件的檢測(cè)、劃線、定儀及機(jī)械加工中的裝夾。V型塊的承載是指V型塊單位面積承受的重量后，V型塊的變形撓度。為了便于理解，我們可以看作V型塊放好工件后，在不影響正常使用的情況下，V型塊所能夠承受的壓力。

圖3V型塊示意草圖4.5鉤形夾管器鉤型正壓夾管器支座，此支座是定位固定“長江750B摩托車”側(cè)停支架。在設(shè)計(jì)時(shí)，鉤型正壓夾管器支座上部正好有V形塊支撐，選用B型鉤型正壓夾管器，支座底部長55mm、寬90mm、厚度為10mm、總高度60mm，材料選Q235；為使支座固定在夾具體上，打通孔Ф10mm方便螺栓（GB5782—86M10）穿過；為使Q235的鉤裝配在鉤型正壓夾管器支座，在支座上打孔Ф6mm用于圓柱銷連接Q235的鉤（型號(hào)HB2497-52）和鉤型正壓夾管器支座；同時(shí)注意支座V型面，支座底部和圓孔內(nèi)部的表面粗糙度。圖4鉤形夾管器4.6非標(biāo)準(zhǔn)主要零件的設(shè)計(jì)

在焊接工裝夾具中，非標(biāo)準(zhǔn)零件占主導(dǎo)地位，由于被焊接的工件往往是不規(guī)則的，此外焊件在焊接式采取的焊接方法方位不相同，直接導(dǎo)致在設(shè)計(jì)焊裝夾具時(shí)必須充分考慮焊件的要求。在夾具中，非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)也須遵循實(shí)用性、可靠性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等原則，盡量避免設(shè)計(jì)復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)零件。5夾具的裝配5.1夾具的操作步驟（1）將V型塊按照側(cè)停支架焊接組合圖將其放置于底板上，由底板將其固定在地板上定位。（2）然后將撐桿放在V型塊上放置好位置。（3）用鉤形夾管器將撐桿固定好（4）將左側(cè)的側(cè)停支架轉(zhuǎn)軸固定在墊板上，并用插銷機(jī)構(gòu)將其固定好。（5）將撥桿放置在V型塊和鉤形夾管器的組合位置中，并固定好位置。（6）將彈簧掛耳放置在V型塊和鉤形夾管器的組合位置中，固定好，再通過螺旋夾緊器夾緊彈簧掛耳。5.2夾具使用注意事項(xiàng)（1）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。（2）使用前對(duì)限位尺寸檢查是否還保持正確位置。（3）按規(guī)范順序組裝和拆卸。（4）使用后需要涂防繡油。（5）定位好中心線與中心線之間的距離和公差，保證撥桿中心線和左端面的距離。（6）定位撐架和側(cè)停支架左端面的距離、撐桿與螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘?shù)木嚯x。配做銷釘孔并由銷釘保證插銷機(jī)構(gòu)和螺旋夾緊器件右邊中心線與左端基面的距離和公差。（7）插銷裝配到底板上時(shí)，需要保證基面與夾具體橫向中心線垂直；裝上銷釘?shù)绕渌慵?，完成整個(gè)裝配。6本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會(huì)及建議這次專業(yè)課程設(shè)計(jì)歷時(shí)2周，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。這次的課程設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，有的積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個(gè)方案的可行性；在課程設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人知道設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次設(shè)計(jì)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶。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。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。相信在今后的課程設(shè)計(jì)中，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我