【精品】01焊接工装夹具设计--设计说明书

课程设计课程名称：焊接专业课程设计设计题目：长江750右摇臂的工装设计专业：焊接技术与工程班级： 060142 姓名：刘冬保学号： 13 评分：指导教师（签名）：2009年 12 月 31 日航空制造工程学院2006 级学生专业课程设计任务书I、专业课程设计题目：“长江750摩托车”右摇摇臂焊接工装设计II、专业课程设计任务及设计技术要求：制夹具1．专业课程设计任务：分析度确定焊接工装夹具方案，绘制夹具装配图及零件图，拟定焊接工艺，编写设计说明书。

2．设计技术要求：定位准确可靠，装夹方便，稳定，结构轻便II I、专业课程设计进度：1.分析焊接组合件，读懂工件图，拟定焊接工艺 2009.12.07～12.132.拟定工装夹具方案，绘制结构草图 2009.12.14～12.203.绘制夹具装配图和零件图 2009.12.21～12.274.编写设计说明书 2009.12.28～2010.01.01060142 班焊接工程系焊接技术与工程专业学生：日期：自 2009 年 12 月 7 日至 2010 年 1 月 1 日指导教师：系主任：附注:任务书应该附在已完成的专业课程设计说明书首页。

“长江750摩托车”右摇臂焊接工装设计学生姓名：刘冬保班级：060142指导老师：陈焕明摘要：焊接工装是根据产品的结构特点,生产条件和实际需要而专门设计的,它是能够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。

本文主要介绍了“长江750A摩托车”右摇臂的焊接夹具的设计方案，根据它的外形特点，并考虑至工作效率和经济成本等问题，设计了一个简单，易操作，经济实惠的工装夹具。

依据可靠性高,实用性强工艺性好,经济性优的原则设计了“长江750A摩托车”右摇臂焊接工装。

该焊接工装夹具以底座为设计定位基准。

工装夹具主要由圆柱支座，中间支座，壳板支座，快速夹紧器，固定螺柱组成。

其中主要操作部快速夹紧器，固定螺柱,它们均能实现快速动作,因此整套夹具紧固定位迅速装拆简便能够大幅度提高工作效率。

工装夹具从选材到设计都考虑满足足够的刚度,强度要求并且设计结构力求简单易装配,便于加工制造,易保证精度,整体协调性好。

关键词：“长江750摩托车”右摇臂工装；焊接工装夹具；夹紧机构目录1 焊接工装夹具的简介 (4)1.1焊接工装的特点 (4)1.2 右摇臂夹具类型的选择依据 (4)2 课程设计任务 (5)2.1夹具设计任务 (5)2.2右摇臂的结构分析 (5)2.3工件所需保证的重要技术参数 (6)3 工装夹具设计原则 (6)3.1可靠性原则 (6)3.2实用性原则 (6)3.3经济性原则 (6)3.4工艺性原则 (7)4夹具方案选择 (5)4.1 底座的选择 (7)4．2定位器的选择 (7)4.3夹紧器的选择 (8)5主要零件设计 (8)5.1 底座 (8)5.2 支座 (9)5.3 快速夹紧器 (9)6夹具的装配 (10)6.21装配方案 (10)6.2装配要求 (10)7夹具的使用说明 (11)7．1使用注意事项 (11)7．2夹具的操作步骤 (11)7．3焊接顺序 (11)8小结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录A 工艺规程路线单 (14)附录 B 焊接工艺规程 (15)1 工装夹具的简介1．1焊接工装的特点(1)焊接工装要与焊接方法相适应，不同的焊接方法有着各自不同的特点与要求，因此设计工所依据的条件便也不相同。

(2)由于焊接过程是个不均匀的加热过程，因此必然便会有焊接应力与变形，因此在工装时允许其某一方向是自由的。

(3)焊接工装会参与焊接的二次回路，为了减少因电流的流过使机件烧坏，工装设计时必须考虑绝缘的影响。

(4)薄板冲压件由于刚性较差，极易产生波浪变形，为了达到工件所需要的精度要求，在定位时需采用N-2-1定位原理。

1.2右摇臂夹具类型的选择依据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。

焊接结构种类繁多，形状各异，生产工艺和要求也各不相同，相应的工艺装备在形式，工作原理及技术要求上也有很大差别。

为了能为本次焊件的设计出最合适的工装夹具，有必要就目前已有的焊接工装进行分类。

按用途分类：装配用工艺装备，焊接用工艺装备，装配焊接工艺装备。

按应用范围分类：通用焊接工装，专用焊接工装，柔性焊接工装。

按动力源分类：可分为手动，气动，液压，电动，磁力，真空等焊接工艺装备。

按焊接方法分类：可分为电弧焊接工装，电阻焊工装，钎焊工装，特种焊工装。

结合本次焊件的具体情况，在充分考虑实用性原则，经济性原则，可靠性原则。

本次右摇臂的工装采用手动焊工装夹具即可满足要求。

2 课程设计任务2．1夹具设计任务（1）根据“长江750A摩托车”右摇臂焊接工装设计工装工件图分析并确定其焊接工装夹具方案（2）绘制焊接工装夹具装配图和部分零件图。

（3）绘制焊接工艺规程及工艺规程路线单。

（4）编写设计说明书。

2．2右摇臂的结构分析“长江750摩托车”右摇臂组合主要由右摇臂管和板壳两个零件组成。

右摇臂是焊接件.其中右摇臂管的材料是热轧钢，板壳是模锻件。

主焊缝为搭接焊缝，另有两个塞焊焊缝其中两个塞焊焊缝主要其前期定们作用。

两个搭接焊缝起固定作用。

如图11-右摇臂管2-壳板图1 右摇臂焊接组合件2．3工件所需保证的重要技术参数从所给的工件图可以看出，工件图上主要有三个公差，一个是工件长度的公差要求，和壳板的中心圆孔直径要求，以及右摇臂管在边圆弧和壳板中心圆两个圆心的平行度的要求。

因此此工件在精度上的要求主要集中在工件长度方向上。

为使工件1右摇臂管与工件2壳板两个工件焊完全后确保达到其零件上的385.5（上偏差-0.40，下偏差-0.76）等级的精度要求。

工装的横向定位精度便要高于零件精度要求，定为383.5（上偏差-0.25，下偏差-0.55）。

（1）先焊右摇臂管与壳板上边焊的孔洞，用以定位，接着焊上边的搭接焊缝；（2）之后再焊右摇臂管与壳板下面部分的孔洞与搭接焊缝。

3工装夹具设计原则焊接工装设计是焊接生产准备工作的重要内容之一。

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具有直接影响。

因此,设计焊接工装时必须考虑以下几个方面的基础原则。

3.1 可靠性原则此套夹具的主要组成部分:夹块,螺栓,刚度好,强度高,工装在使用期内安全可靠,受力构件具有足够的强度和刚度,足以承受焊接件重力和因焊接变形而引起的各方向的约束力。

另一方面,螺母,夹块等外形相似,在设计方案中其工装夹具有明显差异而且无法换装,防止差错功能强,能防止操作者错装。

3.2 实用性原则此焊接工装夹具由6个零件组成,为了施焊方便和易于控制焊接变形,装配和焊接两道工序采用先安装后焊接的方法。

这种方案可操作性好且能准确的定位。

3.3 经济性原则力求用最少的人力,物力和财力得到最大的成效。

从经济角度来看工装制造费用应低,缩短工装投资回收期,设计时尽量采用标准件,需机械加工的零件(如夹块)采用易于采购且价格适宜的原材料制造。

在保证工件可靠性的同时减少精加工比例和结构重量。

螺栓,夹块,定位精确迅速,拆卸简单方便,能大大提高生产效率和生产质量,降低产品的成本。

3.4 工艺性原则在满足功能和经济许可的条件下焊接工装设计制造应力求美观。

根据此原则,此套夹具中各个零件尺寸最大限度的统一达到感官上的一致性,使操作者在生理上和心理上感到舒适,给人以美的享受。

制造设计的原则:实用是第一位,美观处于从属地位,经济是约束条件。

4 夹具方案选择4．1底座的选择在设计底板时应满足以下基本要求:(a)具有足够的强度和刚度。

(b)结构简单,轻便,在保证刚度和强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。

(c)安装稳定牢靠。

(d)结构的工艺性好,便于制造,装配和检验。

(e)尺寸要稳定和具有一定精度。

(f)清理方便。

根据以上基本要求确定两组方案:方案一,选用钢板作为底板。

方案二,选用铸造成型底板。

由于单件生产,选用铸造成型底板不仅耗时,而且成本较高,而钢板取材方便,相对价格低廉,不足之处在加工余量较大。

综合考虑选用钢板作为底板原材料。

底板材料选择Q235,其刚度好,易取材且价格相对低廉,长度为510mm宽度为200mm。

厚度为20mm (见图纸),下料时以设计尺寸为依据,尽量减少加工余量。

4．2 定位器的选择定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不变的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。

本夹具主要考虑到工件的主要焊接部位在上表面，采用立焊的方法比较好；同时焊接件是不是平面的，选择底板作为基准面，同时在底板上固定支撑座等。

考虑到右摇臂的重点技术要求主要在长度方向上，右摇臂管一侧的圆弧本身有非常高的精度要求，故拟做一直径相同但公差更小的圆柱用以挡住。

壳板则可以做一凹槽予以卡住，另壳件中心有一螺孔，正好可以做一固定螺栓固定位；另针对焊缝在中间，故在其旁边做一中间支座，一为减少焊接变形，中间支座上的快速也可定位。

如此，“长江750摩托车右摇臂”定位方案如下：（1）以底基准进行定位时，支撑座用螺栓进行固定，可以很好的保证夹紧零件又可以保证定位尺寸精度。

（2）用凸台支座和壳板支座在长度方向上保证精度要求。

（3）用快速压紧器进行零件压紧，使其不发生上下位子上的偏移。

（4）用固定螺柱压紧支撑座上壳板的另一侧，保证了左右方向上和固定。

支撑座，固定螺柱，及压紧器限制了X，Y，Z方向的平动及X，Y，Z方向的转动自由度，共限制了6个自由度。

4．3 夹紧器的选择对夹紧机构的基本要求如下：（a）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。

（b）夹紧动作讯速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量。

（c）夹紧件应具有一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可以调节的。

（d）结构力求简单，便于制造和维修。

工件在夹具上的安装包括定位和夹紧两个密切联系的统一过程，为使工件在定位件上所占有的规定位置在焊接过程式中保持不变，就要用夹紧装置将工件夹紧，才能保证工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠地接触，防上装焊过程中移动或变形。

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。

右摇臂是个简单的组合件Z轴方向上的自由度可采用快速夹紧器来压紧。