焊接结构生产-装配—焊接工艺装备

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焊接工装的 基本组成
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装配—焊接夹具一般由定位元件(或装置)、夹紧元件(或装置)和 夹具体组成。焊接变位机械基本由驱动机构(力源装置)、传动装置(中 间传动机构)和工作机构(定位及夹紧机构)三个基本部分组成，并通过 机体把各部分连结成整体。
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图5-1焊接工装的基本组成 1—气缸2—斜楔3—辊子 4—压板5—焊件6—定位销钉
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图5-2焊件的定位
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焊件上这些具体表面在装配过程中叫做定位基准。根据图5-2可作如 下分析： 1)表面A上的三个支承点限制了焊件的三个自由度，这个表面叫做主 要定位基准。连接三个支承点所得到的三角形面积越大，焊件的定位 越稳定，也越能保持零件间的位置精度，同时主要定位基准面往往承 受较大的外力，所以通常是选择焊件上最大表面作为主要定位基准面。 2)表面B上的两个支承点限制了焊件的两个自由度，这个表面叫做导 向定位基准。表面B越长，这两个支承点间的距离越远，而焊件对准 夹具平面的位置就越准确、可靠。所以通常选取焊件上最长的表面作 为导向定位基准。 3)表面C上有一个支承点，可以限制焊件最后一个自由度，这个表面 叫做止推定位基准。通常是选择焊件上最短、最窄的表面作为止推定 位基准。
小知识在先进的工业国家，对广泛采用的一些夹紧机构已经标准 化、系列化。设计时进行选用即可。我国焊接工作者正进行着这方面 的研究开发工作。个别夹紧机构已有商品供应。 1)定位准确、夹紧可靠。 2)防止和减小焊接变形，减轻了焊接后的矫正工作量。
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3)能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降 低，可获得满意的焊接接头。 4)利用焊接工装进行焊件的定位、夹紧以及翻转等繁重的工作，改 善了工人的劳动条件。 5)可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机 械化和自动化的综合发展。 2.焊接工装的分类 焊接工装的形式多种多样，可按其功能、适用范围或动力源等进行 分类。
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图5-1所示是一种典型的夹紧装置，力源装置(气缸)是产生夹紧 作用力的装置，通常是指机动夹紧时所用的气压、液压、电动等动力 装置；中间传动机构(斜楔)起着传递夹紧力的作用，工作时可以通过 它改变夹紧作用力的方向和大小，并保证夹紧机构在自锁状态下安全 可靠；夹紧元件(压板)是夹紧机构的最终执行元件，通过它和焊件受 压表面直接接触完成夹紧；焊件通过定位销钉6进行定位。
定位器是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件或部件。定
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将图5-2b中的小圆块视为定位点，依靠夹紧力F1、F2、F3来 保证焊件与夹具上定位点间的紧密接触，则可得到焊件在夹具中 完全定位的典型方式。在ｘＯｚ面上设置了三个定位点，三个定 位点不能在同一条直线上，可以限制焊件沿Ｏｙ轴方向的移动和 绕Ｏｘ轴、Ｏｚ轴的转动三个自由度；在ｙＯｚ面上有两个定位 点，两定位点的连线不能与ｘＯｚ面和yOz的交线垂直，可以限制 焊件沿Ｏｘ轴方向的移动和绕Ｏｙ轴的转动两个自由度；在ｘＯ ｙ面上设置一个定位点，用以限制焊件沿Ｏｚ轴方向的移动一个 自由度。
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4)焊件的六个自由度均被限制的定位称为完全定位；焊件被限制的自 由度少于六个，但仍能保证加工要求的定位称为不完全定位。在焊接 生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力与变形，有些自由 度是不宜限制的，故可采用不完全定位的方法。 二、定位基准的选择 选择定位基准时需着重考虑以下几点： 1)定位基准应尽可能与焊件设计基准重合。 2)应选用焊件上平整、光洁的表面作为定位基准，当定位基准面上有 焊接飞溅物、焊渣等不平整时，不宜采用大基准平面或整面与焊件相 接触的定位方式，而应采取一些突出的定位块以较小的点、线、面与 焊件接触的定位方式。
到确定位置的过程称为定位。在空间直角坐标系中如果不对物体施加约束 和限制，会有六个自由度，即沿Ｏｘ、Ｏｙ、Ｏｚ三个轴向的相对移动和 三个绕轴的相对转动，如图5-2a所示。若将坐标平面看作是夹具平面，要 使焊件在夹具中具有准确和确定不变的位置，必须限制这六个自由度。每 限制一个自由度，焊件就需要与夹具上的一个定位点相接触，这种用分布 适当的六个定位支承点，来限制工件六个自由度，使工件在夹具中的位置 完全确定，就是夹具的“六点定位规则”。
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焊接工装的作 用与分类
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1.焊接工装的作用 焊接操作在焊接结构生产全过程中所需作业工时较少(仅占25%～3
0%)，大部分工时用于备料、装配及其他辅助工作。这些工作影响了 焊接结构生产进度，特别是伴随高效率焊接方法的应用，这种影响日 益突出。解决这一影响的最佳途径是大力推广使用机械化和自动化程 度较高的焊接工装。 焊接工装的作用主要表现在如下几方面：
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综合知识模块二 装配—焊接夹具
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焊件的定位 及定位器
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焊接结构生产中经常采用的有装配定位焊夹具、焊接夹具、矫正 夹具等。其中，定位是夹具结构设计及夹具应用的关键问题，定位方 案一旦确定，则其他组成部分的总体配置也基本随之而定。
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பைடு நூலகம்
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一、定位原理 图5-2焊件的定位在装焊作业中，将焊件按图样或工艺要求在夹具中得
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3)定位基准夹紧力的作用点应尽量靠近焊缝区。
4)可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素来考虑。
5)应尽可能使夹具的定位基准统一。这样，有利于组织生产和夹具的
设计与制造。
检验定位基准选择的是否合理的标准是：能否保证定位质量，是
否方便装配和焊接，以及是否有利于简化夹具结构等。
三、定位器及其应用
焊接结构生产
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第五单元 装 配—焊接工艺装 备
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【学习目标】 了解焊接工装的作用、分类和基本组成；掌握焊接工装夹具定位
器的定位原理和使用方法；掌握使用夹紧机构的技术要领；熟悉焊接 变位机械的应用。
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合知识模块一 焊接工装概述
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装配—焊接工艺装备是指在焊接结构生产的装配与焊接过程中， 起配合及辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称，简称焊接工装。 焊接工装夹具是将焊件准确定位并夹紧，用于装配和焊接的工艺装 备。焊接变位机械是指改变焊件、焊机或焊工的位置来完成机械化、 自动化焊接的各种机械装备。