焊接夹具的设计思路及案例

(18) 用销钉传力时要避免产生 不平衡力
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三：人机工程结构设计思路

(1) 合理选定操作姿势 (2) 设备的工作台高度与人体尺寸比例应采 用合理数值 (3) 操作手柄所需的力和手的活动范围不宜 过大；手柄形状便于操作与发力



(4) 拆卸一个零件时避免必须拆下其他零件
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(5) 要为拆装零件留有必要的操作空间 (6) 避免因错误安装而不能正常工作 应适当采用特殊结构避免 错误安装

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二：定位销的设计
工件以一面两孔在夹具平面支承上以一圆柱 销和一削边销（菱形销）上定位
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为了增加两孔连心线方向上的间隙，避免 过定位，把第二根销碰到工件孔壁的部分 削去，只留下上下一部分圆柱面，也起到 减少第二根定位销直径的作用。 由于垂直于连心线方向上第二根销直径没 有减少，故对工件的转角误差没有影响。 安装削边销时，削边方向要垂直于连心 线，为了保证削边销的强度，通常采用菱 形销



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（四）夹紧器（压紧臂）的回避量
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（五）夹紧器的基本结构
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当一个夹紧器夹紧2个以上部位时，为了将多 个面都能有效夹紧，需要将夹紧器设计为 摆动式或可调节试（建议摆动式）。
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夹紧器的偏移量 原则上夹紧器中心和夹紧面中心的偏移量应该在 30mm以内。当偏移量超过30mm时，应该设置限 位机构。

菱形销的尺寸：

定位销的材料 当定位销直径大于14mm时，常选用20#钢，表面渗 碳，碳深度0.8~1.2mm,并淬火使硬度HRC=50~55; 当直径小于14mm时，常应选用2T7A或T8A，淬火硬 度HRC=50~55;
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定位的刚性
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基准销的要求：表面硬度：HRC55以上；表面光洁 度Ra1.6； 外径公差：h7；有效长度：5~~7mm；
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一：焊接残余应力的影响

1：对静载强度的影响 2：对疲劳强度的影响。
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二：减少或消除焊接残余应力的方法
(1）、采用合理的焊接顺序 (2）、在焊接封闭焊缝或其它刚性较大，自由度 较小的焊缝时，可以采用反变形来增加焊缝的自 由度。 (3）锤击或碾压焊缝、火焰加热、焊后热处理等 方法。


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3 工件以一面两孔在夹具平面支承上以一活动锥 形销和一削边销（菱形销）上定位
活动锥形销定位误差等于零，这是 理论值。实际上由于锥形销与基准 孔只是在边缘上接触，如果边缘上 有误差，或者定位有轴向力，都会 造成基准位置误差，另外，活动锥 形销的导向部分的间隙也会使销发 生位移或倾斜，引起定位误差。
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定位销的有效长度
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固定方法：
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可移动销
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三:夹紧
（1）车身件夹紧方法
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(三)夹紧方向 夹头应该垂直作用于车身零件，不能垂直 夹紧时，角度应控制在5°左右。 夹紧时夹紧臂的横向摆动小于0.5mm。 夹紧角度超过5°, 横向摆动小超过0.5mm 时，应到夹紧器增加限位机构，防止摆动。
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一：设计的基本原则：
用最简单的方法，达到设定的效果。

指导思想： 做公司的主人； 给安装调试的人员提供便利； 给操作人员提供便利操作空间；
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（1）满足使用过程中工件定位的稳定性和 可靠性; （2）有足够的承载或夹持力度以保证工件 在工装夹具上进行的施工过程;


(3) 满足装夹过程中的简单与快速操作;

(一) 工装的定位 (1)正确定位及定位的布置


(2)欠定位与过定位 (3)欠定位与过定位使用范围及使用禁忌
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（二）工件的夹紧（力的三要素）
（1）夹紧力的大小 （2）夹紧力的方向 （3）夹紧力的着力点 （4）夹紧机构的要求




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一：夹具平台（base）的要求
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精度 ：平面度 0.1mm以下；粗糙度Ra3.2 以下；测量点的间距应保证在 300 X 300以上。 强度 : 平台面的厚度建议为25mm。 夹具平台焊接加工后，必须进行低温退火。 夹具基准点（Jig Base Poing JBP）的间 距、尺寸、精度： 间距在1200mm以内；尺寸￠10mmH7；相 对位置公差±0.02mm； 表面应做标识及加装保护盖。平台表面的 刻画坐标线

(6) 避免影响强度的局部结构相距太近 (7) 不可以传力的中间零件应尽量避免受力 (8) 尽量避免安装时轴线不中产生的附加力
(9) 对于零件的易磨损表面增加一定的 磨损裕量（最大实体原则）
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(10)
尽量不采用不符合阿贝原则 的结构方案
注：（阿贝原则是仪器设计中一个非
常重要的设计原则。古典的阿贝原则 是阿贝于1890年提出的一项测量仪设 计的指导性原则。他说：要是测量已 给出精确的测量结果，必须将被测件 布置在基准元件沿运动方向的延长线 上。因此可以称为共线原则。）

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限位器的安装方法
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夹紧器支点的结构
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夹紧臂的刚性：施以10kg的力时各方向的变形小 于0.1mm。 其它设计时要注意的内容;
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（六）滑动机构 确保滑动夹具基准的刚性及稳定性。施加10kg的 力各方面的变形在0.1mm以内。
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挡块的设计
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驱动部得设计：转换行程超过400mm时，应采用 浮动节头
(4) 易损零件必须是可以快速更换的结构， 条件充分时最好不需要使用其它 工具进行;
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（5）.满足夹具在调整或更换过程中重复 定位的可靠性;

（6）.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵; （7）.尽可能选用市场上质量可靠的标准品 作组成零件;
（8）.焊接操作的灵活性即焊缝的开创性



（9）.便于焊件的装卸，有良好的工艺性
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（七）导轨的固定
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一：焊接变形
产生的主要原因是焊件不均匀地局部加热和冷却。
二：焊接残余变形种类：
收缩变形、弯曲变形、角变形、 扭曲变形、波浪变形
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三：控制焊接残余变形的措施 工艺措施

1: 反变形法。
2: 刚性固定法 3：选用合理的的焊接方法 4: 选用合理的装配焊接顺序。
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（10）.满足夹具使用国家或地区的安全 法令法规; （11）.形成公司内部产品的系列化和标准化。

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二：强度和刚度的结构设计原则

（1） 避免受力点与支持点距离太远 （2） 避免悬臂结构或减小悬臂长度


（3） 勿忽略工作载荷可以产生的有利作用 （4） 避免机构中的不平衡力

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(5) 受冲击载荷零件避免刚度过大
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（11） 避免细杆受弯曲应力 （12）导轨的驱动力作用点，应作用在 两导轨摩擦力的压力中心上， 使两条导轨摩擦力产生的 力矩互相平衡 (13) 避免导轨受侧推力 (14) 避免螺杆受弯曲应力
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（15）避免用螺纹件定位 （16）两定位销之间距离应尽可能远 （17）定位销要垂直于接合面

三：产品尺寸与疲劳试验的关系
对任何一个产品，它所有的尺寸都包涵着二类尺寸， 一：功能性尺寸， 该类尺寸主要影响的是装配，及影响下一 道工序的正常工作。 二：结构性尺寸， 该类尺寸对工件的功能及下一道工都没有 影响，但它对整个构件的强度有非常大的影响
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三：焊接规范与疲劳试验的关系 四： .焊缝间隙与疲劳试验的关系


（案例）
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谢谢
xiang 48


(7) 尽量采用对称结构简化装配工艺 (8) 零件安装部位应该有必要的倒角
(9) 尽量采用标准件
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(10) 必须保证销钉容易拔出 (11) 安装定位销不应使零件拆卸困难 (12) 限位开关应设置在连杆机构中 行程较大的构件上 (13) 结构的可调性 (14)维修工艺性
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四：工装夹具的设计