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焊接工装夹具设计附带有图片哦

发布日期:2020-07-31 07:13 作者:ag8vip 点击:

  焊接工装夹具设计附带有图片哦_机械/仪表_工程科技_专业资料。工装夹具课程设计说明书 序 言 一、工装夹具设计任务 1、产品零件图 2、产品的重点技术要求分析 二、工装夹具设计方案的确定 1、基准面的选择(夹具体方式的确定) 2、定位方式及元器件选择 3、

  工装夹具课程设计说明书 序 言 一、工装夹具设计任务 1、产品零件图 2、产品的重点技术要求分析 二、工装夹具设计方案的确定 1、基准面的选择(夹具体方式的确定) 2、定位方式及元器件选择 3、夹紧方式及元器件选择 4、装配方案 5、夹具总装结构 三、定位误差分析与计算 四、主要零件设计的说明 1、夹具体 2、定位元件 3、压紧元件 4、其它元件 五、工装夹具的装配要求 六、工装夹具的使用说明 1、夹具的操作步骤 1、 夹具使用注意事项、保养及维护 七、本次课程设计小结、体会及建议 八、参考资料 序言 焊接工装夹具及其在生产中的运用 焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧,便于焊件进行装配 和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。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。 ? ? 在焊接生产过程中,焊接所需要的工时较少,而约占全部加工工时的 2/3 以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作,极大的影响着焊接 的生产速度。为此,必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配 焊接工艺装备。 ? ? 焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面: (1) 准确、可靠的定位和夹紧,可以减轻甚至取消下料和划线工 作。减小制品的尺寸偏差,提高了零件的精度和可换性。 (2) 有效的防止和减轻了焊接变形。 (3) 使工件处于最佳的施焊部位,焊缝的成型性良好,工艺缺陷明 显降低,焊接速度得以提高。 (4) 以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻 转等繁重的工作,改善了工人的劳动条件。 (5) 可以扩大先进的工艺方法的使用范围,促进焊接结构的生产机 械化和自动化的综合发展。 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。既不能允许工件松动滑移,又不使工件的 拘束度过大而产生较大的拘束应力。 (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)、便于焊件的装卸。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。 一、夹具设计任务 1、 焊接产品(复合件)“撑杆焊接组合”的产品图 2、 ??撑杆焊接组合由撑杆、喇叭支座、螺母 M6 和发动机衬管 构成;撑杆的材料是 20 钢,喇叭支座的材料是 10 钢,发动 机衬管的材料是 35 钢,螺母 M6 GB121-86;撑杆焊接 组合的总体尺寸是 300×60×45;附“撑杆焊接组合”产品 图 3、 2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析% E0 U w8 C2 p S$ T) z 4、 1、公差要求 2 N0 x# _& Z P% j1 f5 g: m+ f7 T 5、 二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定 0 i- R/ n4 L- P 6、 1、基准面的选择(夹具体方式的确定) 7、 夹具体是夹具的基本件,它既要把夹具的各种元件、 机构、装置连接成一个整体,而且还要考虑工件装卸的方 便。因此,夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件 的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在 设计夹具体时应满足以下基本要求。 8、 ①、具有足够的强度和刚度。 9、 ②、结构简单、轻便,在保证强度和刚度前提下结 构尽可能简单紧凑,体积小、质量轻和便于工件装卸。4 ~5 I9 w l, m, e) U; ? 10、 ③、安装稳定牢靠。* a0 z$ \- E4 n$ X9 S 11、 ④、结构的工艺性好,便于制造、装配和检验* i* H: X$ C W) h 12、 (阅读次数:) 3 O7 C$ z m& N C 13、 ⑤、尺寸要稳定且具有一定精度。 s& h) z7 G f; W* D, a* z 14、 ⑥、清理方便。3 L3 X3 r4 V$ J: d 15、 夹具体毛坯制造方法的选择 综合考虑结构合理性、工 艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等,选择 夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体;5 H( G ]; F& Z& F+ R 16、 # R7 R, G$ ` D; c3 m. t 17、 夹具体的外形尺寸 在绘制夹具总图时,根据工 件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置, 夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计,再 根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹 具体的壁厚 20mm,长度 326mm,宽度 128mm;根据设计要 求,夹具体上设计有螺孔、销孔,并且要求定位定位器和 夹紧器的销孔在装配时配作。 18、 2、定位方式及元器件选择 19、 1)、定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不 便的位置,在保证加工要求的情况下,限制足够的自由 度。( P3 s6 e+ Y1 i, K7 k 20、 工件的定位原理 1 G# z% R. e/ `) L i/ L- W 21、 自 由 物 体 在 空 间 直 角 坐 标 系 中 有 六 个 自 由 度 , 即 沿 OX,OY,OZ 三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由 度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置,则 必须限制六个自由度。工件的六个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个,但仍然能 保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中,为了 调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形,有些自由度 是不必要限制的,故可采用不完全定位的方法。在焊接夹 具设计中,按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠 定位是不允许的;而选用两个或更多的支撑点限制一个自 由度的方法称为过定位,过定位容易位置变动,夹紧时造 成工件或定位元件的变形,影响工件的定位精度,过定位 也属于不合理设计。! G j t$ s) l# L2 p6 V* o 22、 ①、以工件的平面为基准进行定位时,常采用挡 铁、支撑钉进行定位 23、 ②、工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销 定位器 9 L1 z9 W* j8 H8 t+ k 24、 ③、工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用 V 形 铁定位器 25、 ④、利用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位 可采用样板定位器主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位。挡 销限制了 X 方向的平动自由度,挡板限制了 Y 方向的平动自 由度,夹具体限制了 Z 方向的平动自由度,挡铁螺旋夹紧器 件限制了 Z 方向的转动自由度,螺旋夹紧机构限制了 X、Y 方向的转动自由度,共限制了 6 个自由度。件“发动机衬 管”两件用插销机构定位。插销机构限制了 X、Y、Z 方向的 平动自由度,快撤式螺旋夹紧器件限制了 Y、Z 方向的转动 自由度,共限制了 5 个自由度。 26、 螺母 M6 和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压 板上的开的凹槽来定位“撑杆”限制了 Z 方向的平动自由 度,螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽限制了 Z 方向的平转 动自由度,锥头销钉限制了 X、Y 方向的平动自由度,螺旋 夹紧机构限制了 X、Y 方向的转动自由度,共限制了 5 个自 由度。 J2 `& @ j, ?- E6 Q 27、 3、夹紧方式及元器件选择 28、 夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的 确定、夹紧力大小的确定。7 a$ c$ N) v9 {1 p- C 29、 对夹紧机构的基本要求如下:7 j. d4 i6 x f& w 30、 ①、夹紧作用准确,处于夹紧状态时应能保持自 锁,保证夹紧定位的安全可靠。6 X+ ^; e3 q9 ^ z, t 31、 ②、夹紧动作迅速,操作方便省力,夹紧时不应损 害零件表面质量 e$ O2 U6 J m0 T( b 32、 ③、夹紧件应具备一定的刚性和强度,夹紧作用力应 是可调节的。 33、 ④、结构力求简单,便于制造和维修。 34、 夹紧序 1 撑杆选用挡板式螺旋夹紧器件;) d4 G0 \$ V F# H: a6 Q 35、 夹紧序 4 发动机衬管两件选用快撤式螺旋夹紧器件; 36、 夹紧序 3 螺母 M6 和序 2 喇叭支座的组件选用螺旋夹紧机 构。 p, u K* j6 k1 n+ S; N H& h 37、 4、装焊方案) I- N g q+ c% n% o0 Y 38、 从焊接件产品图中看出,序 4、序 3 和序 2 的组件分别与序 1 进行焊接。序 1 为主焊零件同时也是主体件,它的长度方 向可用挡板定位,端面可采用挡销。装焊方案初拟为: 39、 序 4 发动机衬管两件与序 1 撑杆先在夹具上装配、点固、取 出焊接,然后在夹具上进行序 3 螺母 M6 和序 2 喇叭支座的 组件与序 1 撑杆的装配、完成三面焊。7 G3 f$ N M( Q! s+ k 40、 5、装焊夹具结构% r4 o z7 h7 F0 i, t# s1 @ 41、 装焊夹具采用夹具体,再在夹具体上装上定位和夹紧序( r* W/ n0 `4 G v. O% q 42、 1 撑杆的挡板、挡销、螺旋夹紧器件,定位和夹紧序 4 发动 机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件,定位和夹 紧序 3 螺母 M6 和序 2 喇叭支座的组件的锥头销钉、螺旋夹 紧机构,构成整个焊接夹具。% h/ c1 B7 x9 \8 R 43、 “撑杆焊接组合”装焊夹具结构见“撑杆焊接组合” 装焊夹具图 44、 三、主要零件设计的说明- ^. r ` H% r, }3 S U 45、 1、夹具体 46、 综合考虑了结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各 种夹具体的优缺点等,选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹 具体;考虑到定位的精确度,要求定位定位器和夹紧器的 销孔在装配时配作;考虑到焊件小,夹具体的强度要求以 及夹具体的结构要求,没有在夹具体上设计加强筋。+ ]. u; ?5 ? t9 ?9 t o 47、 2、压板 48、 考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才能保证顺利脱离焊 件,在压板下边设置了弹簧;考虑到对螺母 M6 和喇叭支座 的组件的定位,在压板上开了凹槽起到定位作用;考虑到 快速并顺利取出焊件,将压板设计成可退式压板。 49、 3、插销机构主体 2 X6 z0 O9 U/ P( X3 C 50、 插销机构主体作为插销的支座,考虑到发动机衬管两件之 间距离小,将两个插销的插销机构主体做成一体;并且为 了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一 体的插销机构主体的插销孔时要求两孔中心线的距离和平 行度。 T+ {5 m, _5 ~. Y 51、 4、快撤式螺旋夹紧器件% J. F1 g& d( B7 ~% E6 B& { 52、 同插销机构主体一样,快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一 体并且要求两孔中心线、 快撤式螺旋夹紧器件工作过程:螺母套筒不直接固定在主 体上,而是以它外圆上的 L 形槽沿着主体上的定位销来回移 动;工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓快速接近工 件;转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内,螺母不 能轴向移动,再旋转螺栓便可夹紧工件;卸下焊件时,只 要稍松螺栓,再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒 外圆的直槽位置,便可快速撤回螺栓,取出焊件。7 L8 p4 w* H1 ^& U1 F7 F 54、 四、夹具的装配要求 55、 (1)、挡销装配到夹具体上时,需要保证基面与夹具 体横向中心线 P% Y$ f. v1 B/ k! l3 T0 w 56、 (2)、定位和夹紧序 1 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;定位和夹紧序 4 发动机衬管两件的插销机构、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 p% g! T$ Z1 e- O 57、 (3)、定位和夹紧序 4 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右边中心线与挡 销基面的距离和公差 58、 (4)、定位和夹紧序 3 螺母 M6 和序 2 喇叭支座的组件 的螺旋夹紧机构装配时,装上螺柱底座螺钉,配做销钉孔 并由销钉保证螺旋夹紧机构定位锥头销钉中心线与挡销基 面的距离和公差。; r1 N, `/ G/ u1 Z( ] 59、 (5)、定位和夹紧序 1 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& h6 J+ \ F* d# O ?9 ~ 60、 (6)、装上弹簧、压板等其他零件,完成整个装配。% z, Y) X- H/ W2 v 61、 五、装焊夹具使用说明 62、 1、夹具的操作步骤 63、 (1)、将序 4 发动机衬管两件按照“撑杆焊接组合”图装 配到序 1 撑杆上,并将其放置于夹具体上,由挡销、挡板将 序 1 撑杆定位,由螺旋夹紧器夹紧序 1 撑杆;同时由插销将 序 4 发动机衬管两件定位,由快撤式螺旋夹紧器件将其夹 紧。 64、 (2)、点固焊后,松开快撤式螺旋夹紧器件,拔出插销, 取下进行焊接, {* N* u# K+ B) T; w9 X, v9 ^ 65、 (3)、将焊件再放置于夹具体上,由挡销、挡板将焊件定 位,由螺旋夹紧器夹紧焊件;之后将螺母 M6 和喇叭支座的 组件放置焊件之上并由螺旋夹紧机构上的锥头销钉和螺旋 夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位由螺旋夹紧机构夹紧 66、 (4)、对螺母 M6 和喇叭支座的组件与撑杆进行三面焊,然 后松开所有螺旋夹紧器,夹紧螺母 M6 和喇叭支座的组件的 螺旋夹紧机构的压板被弹簧弹起,其上的定位锥头销钉随 之脱离焊件,然后将压板推出使一端脱离螺旋夹紧机构螺 柱,将压板旋转到焊件一边,之后取出焊件。( A! v/ N+ I/ _/ U/ Q0 G( ]. h9 O 67、 2 、 夹 具 使 用 注 意 事 项 、 保 养 及 维 护 ~4 U* q, bN F8 R* I/ E 68、 (1)使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置;. @! A8 L$ j+ V; 9 u 69、 (2)如果挡销磨损超差,可以进行打磨修复;如果挡板、 插销、定位锥头销磨损超差,可以重新组装,错开磨损部 位后继续使用。8 A3 ?# ^% q$ d5 w/ f, b/ Q4 n 70、 (3)使用后需要涂防绣油。 71、 六、本次课程设计小结、体会及建议; y, i5 : e l ` 72、 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,属于非标准装置,往往需要根据产品机构特 点、生产条件和你实际需要自行设计制造。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、摩托车和飞机等制造业,可 以毫不夸张地说,没有焊接工装就没有产品。通过在工艺 设计时,提出所需要的工装类型、结构草图和简要说明, 在此基础上完成详细的结构和零件设计及全部图样。 73、 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、艺术性等。 74、 在机械设计和制造过程中,普遍存在尺寸链问题。在把零 件组装成机器的过程中,也就是将零件上有关的尺寸进行 组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差,因此装配时也 就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响 机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综 合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合 理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。 75、 通过本次课程设计,不仅增强了对焊接工艺装备专业性知 识的系统化,而且将专业知识、设计能力和实践能力的有 机的结合在一起。收获更深的应该是夯实并拓宽了设计工 装夹具的思路以及对设计的思维原则性和灵活性的锻炼。 76、 七、参考资料 5 s) { r, d+ P7 p. J 77、 1 、 贾 安 东 . 焊 接 结 构 及 生 产 设 计 . 天 津 : 天 津 大 学 出 版 社,1989 78、 2、王政.焊接工装夹具及变位机械.北京:机械工业出版 社,2001$ F1 E4 o/ @% q / \ 79、 3、陈焕明.焊接工装设计基础.北京:航空工业出版 社,2004- Y; ?8 j4 q/ } ? 80、 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 81、 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/ J( w2 Q0 _6 D } b0 O% i 82、 6、祖业发.现代机械制图.北京:机械工业出版 社.2002;4 P4 M5 N$ {% E3 ] E! Z 83、 7、许杏根等.简明机械设计手册.北京:机械工业出 版社,1999 84、 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 s5 p: 4 ` ^ 85、 9、曾乐.焊接工程学.北京:新时代出版社,19867 T0 a) T2 `$ c/ F2 U& x 86、 一、夹具设计任务 87、 1、焊接产品(复合件)“撑杆焊接组合”的草图 88、 见“撑杆焊接组合”图) ^- @; I3 D6 w# o% l$ E/ O( W 89、 2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析 90、 ( 1) 序 4 发 动机 衬 管两 件的 中心 线 之间 平行 度要 求 z w4 H# U J4 N 91、 (2)序 4 发动机衬管两件的中心线距离和右边反动机衬管 中心线 t* C. a 92、 (3)序 3 螺母 M6 和序 2 喇叭支座的组件的中心线 撑 杆右端面距离为 200±1.07 i h. Y- d) M 93、 94、

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