工装夹具课程设计指导书

焊接工装课程设计指导书

设计班级：08焊接技术与工程

设计时间：2011.10.24——2011.12.16

指导教师：杨芙讲师

一、设计要求

焊接工装的设备的种类、结构形式很多，但设计基本要求往往是一致的，主要有以下几点：

1．运动要求

根据被装焊工件的尺寸、形状、重量、装焊位置、施焊工艺等要求，确定工装设备的工作原理，并据此选择机构和传动方式，进行运动分析，判断是否满足夹具的工作要求，会不会发生运动干涉。

2.动力性要求

在运动分析的基础上，对机构进行动力分析，确定作用在夹具各零部件上的力矩、扭矩、作用力，这些力学量是计算强度、刚度、寿命的依据。

3.可靠性要求

使设计出的夹具，在满足使用要求的条件下不发生破坏，也不会在使用期限内因磨损而失效，为此设计时应进行：

(1) 强度计算或校核：保证零件在规定载荷下不发生断裂，或不超过允许的残余变形。

(2）刚度校核：保证零件在载荷作用下，其弹性变形不超过规定的限度，以免影响夹具的工作质量，这对夹紧薄形工件的装焊夹具尤为重要。凡满足刚度要求的零件，一般都满足强度要求。

(3) 寿命计算：影响夹具寿命的主要右素是磨损，为使夹具在设计的寿命期内能正常工作，应对有关易磨损件进行寿命计算。

4.经济性要求

(1）工艺性：在一定的生产规模和生产条件下，如果能以最少的加工费制造出合乎技术要求的零件，这祥的零件就认为有良好的制造工艺性能。为此，要求设计者热悉各种加工工艺，合理地确定零件的结构，在满足使用要求的条件下，使设计出的零件尽可能具有简单的几何形状，要尽量少用复杂的加工方法，不要盲目地提高零件的加工精度和选用过小的加工粗糙度。另外，同学们参加工作后，若进行工装夹具设计，还要注意结合厂情，尽可能地利用本厂已有的夹具及其零件和废弃的其它零部件。

(2) 合理选择材料：选择材料时既要满足使用要求，又要便宣，还要注意材料的供应情况，尽可能就地取材。此外，材料的品种要尽量减少，要注意使用本厂已有的材料，要注意利用热处理的方法来改善零件的品质。

(3)标准化、通用化、系列化：设计夹具时要尽量采用标准零件和标准部件，以缩短设计制造周期，降低制造成本。这样做也有利于夹具零件的维修和更换。因此，要充分利用市场上销售的和本厂已有的各种零件，部件以及标准型材。

此外，设计人员要遵守国家制定的设计标准，要尽量利用推荐的“优先选用标准”，当在确实不能满足使用要求时，才采用非标设计。

5.操作安全要求

设计夹具时，必须注意操作工人的安全间题，对劳动保护要有足够的重视。夹具的操作要力求简便、省力，对因误操作会发生事故的部位，要有安全保护设施。此外，装焊夹具往往是焊接二次回路的组成部分，因此对机件的绝缘、焊接电流的引出等，均应很好的处理。

二、设计方法

焊接工装的设计方法，主要有理论设计，经验设计两种方法。但在实际设计中，这两种设计方法不能截然分开，对某些零件而言，可根据运动要求，载荷情况。材料性能等由理论公式可确定出零件的形状和尺寸。但对有些零件，因为结构和工作应力状态复杂，很难用理论公式计算，往住采用经验、半经验公式进行计算，或用经验数据和类比的方法确定其结构和尺寸。在这次夹具设计中，我们针对不同的零件，这两种设计方法都要用到。

三、设计步骤

1.根据设计任务书的要求，参考有关图纸、资料，提出设计方案，画出草图。

2.在确定方案的基础上进行几何设计，以及强度、刚度计算或验算。在本次设计中，主要对杠杆、二力杆、轴销、键、气缸等零部件，分不同情况进行强度、刚度的计算或验算。

3.画出装配图并检查夹具运动到两个极限位置有无运动干涉，工件的装、卸性和焊枪的可达性如何？执行件、定位件磨损后的补偿性、调节性如何？如满足要求，则根据此装配图，拆画出施工零件图。

4.整理设计说明书。说明书的内容包括：(1)目录（标题和页次）；(2)设计任务书；(3)方案说明（简要说明，并附运动简图）；(4)非标件的设计计算和标准件的选用计算和说明。（4）字数：版面20页左右。（5）版面格式参照毕业设计模板要求，并将“毕业设计”字样改成“课程设计”

说明书还可视不同情况，包括一些其他技术说明如装配，拆却、安装时的注意事项，以及制造技术要求等。

四、设计的主要内容

（一）焊接工装夹具的设计

1.对焊接工装夹具的设计要求

2．焊接工装夹具设计方案

3.焊件所需夹紧力的确定

（二）夹紧机构

1.对夹紧机构的设计要求

2．夹紧机构的设计方案

3. 夹紧力的计算

（三）焊接变位机械

1.功能及结构形式

2.变位机械的设计计算

五、绘图要求

l．严格按照机械制图的国家标准绘制工图。图幅、比例、线型、书写、图形表达、尺寸标注、配合标注、表面粗糙度标注、形位公差标注，都应符合国标要求，切忌潦草，不规范和随心所欲。

2．绘制零件图时，特别要注意尺寸的标注。不要漏注尺寸，同时零件图上的尺寸要和设计说明书上的计算或验算结果相一致；零件的图形应和装配图上的相应零件的图形相一致。要注意不要把应在零件图上标注的尺寸，标注到装配图上。

3.图幅绘成1号图纸。主视图的选择要有代表性，各视图在图幅中的布置要正确、协调。能用一个视图表达清楚的零件图不要再画第二个视图。

4.要注意各视图之间的对应关系和装配图中各零件的装配、拆卸关系。不能发生视图不对应、零件装不进、拆不下的错误，也不能有各零件之间发生运动干涉的错误。

5.图面整洁、清晰，字型工整。

六、设计参考书

1.机械设计手册（化学工业或冶金工业出版社）或机械设计课程手册（高等教育出版社）。

2.焊接工装夹具及变位机械图册（机械工业出版社）。

3.机械制图（教材）。

4．机械零件设计（教材）。

5．金属学及热处理（教材）。

6.焊接工装夹具及变位机械――性能、设计、选用（机械工业出版社）。

7.机械零件设计图册（高等教育出版社）。

七、设计注意事项

焊接工装课程设计是一次综合知识的应用与实践，它涉及到机械制图、机械原理、机械零件、材料力学、金属材料、焊接机械装备等学科领域的内容，这些内容在相应课程中都已讲授，同学们在设计过程中，遇到什么间题，除向指导教师请教外，还应养成在这些课程的相关教材或参考资料中寻求答案的习惯，不要凭主观想象和无依据地搞设计，以减少设计返工和设计错误。

另外，尽管本次课程设计，大家的任务书内容是一样的，但完成任务的方案是各种各样的，同学们要发挥主观能动作用，多占有资料，勤于思考和分析对比。要善于借鉴已有的设计成果，但又不能照抄照搬一味模仿，要发挥自己的创造性形象思维，使自己构思出的设计方案，有独到之处，比已有的设计更好。同学之间可以相互讨论，相互启发，但要杜绝相互抄袭。如果大家都能按设计要求去做，相信通过这次课程设计，会对大家的设计能力会有较大的提高，对过去学过的知识进一步加深理解，起到温故知新和提高的作用。