焊接工装设计方法
焊接工装设计实例介绍
第二节 简单夹紧机构
一、楔块夹紧机构
楔块夹紧机构是利用楔的斜面将楔块的推力转变为夹紧力从而将工件夹紧的一种机构。
1.夹紧力的计算
第二节 简单夹紧机构
2.自锁条件
为了保证斜楔夹紧可靠，要求夹紧时具有自锁性能。即当原始作用力一旦消失或解除后，夹紧机械在纯摩擦力的作用下，仍应保持其处于夹紧状态而不松开，以保证夹紧的可靠性。 楔块的升角小于其摩擦角 ，便能自锁。 为保证夹紧的自锁性能，手动夹紧一般取α=6°~8°，气动或液压夹紧可取α≤12°。气动或液压夹紧在不考虑自锁时可取α=15°~30°
（1）夹紧力应能够克服零件上局部轻微变形；
（2）当工件在胎具上实现翻转或回转时，夹紧力足以克服重力和惯性力，把工件牢牢地夹持在转台上；
（3）需要在工装夹具上实现焊件预反变形时，夹具就应具有使焊件获得预定反变形量所需要的夹紧力；
（4）夹紧力要足以应付焊接过程热应力引起的拘束应力。
综上所述，夹紧力三要素是互相矛盾的，又是互相关联和统一的。
2.衬套式定位器
第二节 定位方法及定位器
位插销
第二节 定位方法及定位器
四、工件以外圆柱面定位
1.V型块
V形块作为定位元件，不仅安装工件方便，而且定位对中性好，广泛应用于管子、轴和小直径圆筒节等圆柱形零件的安装定位。
第二节 定位方法及定位器
2.定位套和半圆孔定位器
V形块作为定位元件，不仅安装工件方便，而且定位对中性好，广泛应用于管子、轴和小直径圆筒节等圆柱形零件的安装定位。
（3）应尽量使定位基准与设计基准重合，以保证必要的定位精度；
（4）尽量利用零件上经过机械加工的表面或孔等作为定位基准。或者以上道工序的定位基准作为本工序的定位基准。
上述原则要综合考虑，灵活应用。检验定位基准选择得是否合理的标准是：能否保证定位质量、方便装配和焊接，以及是否有利于简化夹具的结构等。
焊接工装夹具设计指导书
材料成型及控制课程设计（焊接部分——焊接工装夹具设计）指导书重庆大学材料学院材料成型及控制系第一章焊接工装夹具及其在生产中的作用焊接工装夹具就是将焊件进行准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊接结构精度方面要求的工艺装置。
在现代焊接结构生产中，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，减轻焊接工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等诸方面起着非常重要的作用。
焊接工装夹具的主要作用有以下几方面：1)准确、可靠地定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和装配时的划线工作。
减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和互换性。
2)有效地防止和减小焊接变形。
3)使工件处于最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。
4)以机械装置取代手工装配零部件时的定位、夹紧及工件翻转等繁重工作，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。
—个完整的焊接工装夹具，一般由定位器、夹紧机构和夹具体三部分组成。
夹具体（底板）起工作平台的作用，在其台面上开有安装槽、孔，用来安放和固定各种定位器和夹紧器件，有时还用于焊件的支承。
其中，定位是夹具结构设计的关健问题，定位方案一旦确定，则其它组成部分的总体配置也基本随之而定。
第二章工件的定位及常用定位器自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿Ox、Oy、Oz 三个轴向的相对移动和三个绕轴的相对转动。
要使工件在夹具中具有准确和确定不变的位置，则必须限制这六个自由度。
工件的六个自由度均被限制的定位称为完全定位；工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。
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承点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易使位置变动，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。
工程机械焊接工装设计方案
工程机械焊接工装设计方案
一、设计目的
本方案旨在设计一套适用于工程机械焊接生产的工装，该工装能够提高生产效
率和焊接质量。
二、设计要求
1.适用于不同型号的工程机械的焊接生产；
2.外观美观，易于操作；
3.耐用且易于维护；
4.提高生产效率；
5.提高焊接质量。
三、设计方案
3.1 工装结构
本工装采用单面工装，首先将工装固定在工作台上，然后将工程机械焊接的部
位固定在工装上。
3.2 工装材料
本工装材料采用优质钢材，具有高强度和耐磨性，能够承受长时间的工程机械
焊接生产。
3.3 工装表面处理
工装表面进行镀铬处理，增加表面硬度，减少磨损，同时也能够提高其美观性。
3.4 工装设计细节
1.工装采用可调节式设计，能够适应不同型号的工程机械的焊接生产；
2.工装上设有焊接前清洗装置，可以清除工程机械焊接的部位的污垢和
脏物，保证焊接质量；
3.工装上设有气动夹紧装置，可以固定工程机械焊接的部位，保证焊接
位置准确并加强紧固力；
4.工装上设有焊接过程稳定器，可以保证焊接过程的稳定性，提高焊接
质量；
5.工装上有焊接空气循环装置，能够保证焊接场所的通风和冷却，减少
操作人员受到有毒气体的影响。
四、实际应用效果
本工装已经在某焊接厂实际应用，取得了良好的效果。
采用该工装进行焊接可以在保证焊接质量的基础上提高生产效率，减少了操作人员的体力劳动强度，同时也减少了因操作不当导致的事故发生率。
五、结论
设计出适用于工程机械焊接生产的工装，对于提高焊接质量和生产效率具有重要的意义，同时为焊接生产带来了新的便利。
焊接工装设计讲解
可拆挡块 固定挡块
固定的螺栓 挡块
铰接式可退出挡块
2. 支承钉和支承板 固定支承钉：p10图1-11下图为三种固定支承钉 （GB/T2226），其中A型为平头，多用于定位基准 光滑的工件；B型为圆头，用于未经机械加工的平面 定位；C型为花纹头，多用于未加工的零件侧面定位。
A型
B型
C型
支承板：p10图1-11 ,下图为支承板 （GB/T2236），多用于已经机械加工的平面 定位，A型用于侧面或顶面定位，B型带有斜 槽，便于清理积屑和脏物，宜作底面定位。
A型
B型
三、工件以圆孔定位 常用的定位器有定位销、定位插销和衬套式定位器。 1 .定位销 标准化定位销：p11图1-14,下图所示定位销均已标准 化，主要用于直径在50 mm以下的中小孔定位，每种 定位销有圆柱销和削边销两种形式，根据定位销与定 位孔配合的长径比和配合长度与总体尺寸的关系等， 圆柱销可限制工件的两个或四个自由度，削边销可限 制工作的一个或两个自由度。
二、工件以平面定位 工件以平面作为定位基准，是生产中常见的 定位方式之一，常用的定位器有挡块、支承钉、 支承板等。 1. 挡块 挡块分受力挡块和不受力挡块两种。受力挡块承 受工件的部分重力或夹紧力，以及焊接应力等， 设计时可按零件的厚度加固，挡块与工件接触 线的长度应大于被定件零件厚度的1倍，其高 度则不应低于被定件零件截面的重心线。 挡块的各种形式：p9图1-9
第二节
定位方法及定位器
一、关于基准的概念 基准：基准又叫基准面，它是一些点、线、面的组 合，用它们来决定同一零件的另外一些点、线、面的 位置或者其他零件的位置。可分为 (1) 设计基准 设计图样上所采用的基准，它是以决 定零件在整个结构或部件中相对位置的点、线、面的 总称。 (2) 工艺基准 在工艺过程中采用的基准，它是加工 装配过程中用来进行定位、安装零件位置的点、线、 面。 工艺基准又可分为工序基准、定位基准、装配基准 和测量基准。 工序基准：工序图上用来确定本工序所加工表面加工 后的尺寸、形状和位置的基准。 定位基准：零件在夹具中定位时所依据的点、线、面。
焊接工装设计方法
工作地点（工位），使用较少的工艺装备来完成装配工 作，称为集中装配原则。
分散装配：对某一焊接产品的装配工作，可以分散在
较多的工作地点和工艺装配上完成，称为分散装配原则。
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分散装配的优点
a) 分工细致，专业化程度高，工人技术熟练，生产效率和 装配焊接质量高；
6. 工装的功能设计和造型设计必须从人机工程学的观点，考 虑人的各种因素，来确定适合人体机构特点的设备系统。
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二、经济性原则
经济性原则就是力求用最少的人力、物力和财力来获得最大成效。
从经济角度考虑，采用工装可提高生产效率，降低生产成本，提高 产品质量，增加产品附加值。设计制造工装时，应降低工装制造费 用，缩短工装投资回收期；应尽量采用标准零部件，在保证工装可 靠性的同时减少精加工比例和结构重量。是否采用以及采用何种工 装要与生产纲领和生产类型相适应。
4、绘制总装配图
a) 标注有关尺寸、公差及配合； b) 制定工装的技术条件； c) 标注零件编号及编制零件明细表。
5、绘制工装零件图
6、编制设计说明书和使用说明书
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二、焊接结构装配方案的确定
1、结构分离面
a) 设计分离面：由于设计构造上和使用功能上的需要，
将产品分解为部件和组合件等可单独进行装配的单元， 这种装配单元之间的结合面称为设计分离面。设计分 离面一般采用可拆卸的连接，以便使用和维修过程中 迅速拆卸和重新安装，而不损坏机体。
a) 产品的图样、焊接组件图及技术要求； b)产品装配和焊接工艺文件； c) 工装设计任务书； d)了解本厂制造、使用工装情况和车间生产条件； e) 收集有关夹具零部件标准，典型结构图册和夹具
焊接工装设计
焊接工装设计————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：焊接装备及自动化复习题焊接工装设计绪论第一1 什么是焊接工装?答：焊接工艺装备就是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。
2 装配用工艺装备与焊接用工艺装备的区别是什么？答：装配用工艺装备的主要任务是按产品图样和工艺上的要求,把焊件中各零件或部件的相互位置准确地固定下来，只进行定位焊，而不完成整个焊接工作。
焊接用工艺装备专门用来焊接已点固好的工件。
第一章1 什么是六点定位原理?答：用六个正确布置的支承点就可完全限制工件的六个自由度,使工件在夹具中占有完全确定的位置，这种用支承点来分析限制工件自由度的方法，称为六点定位原理,又称六点定位法则或六点定则。
２什么是全定位与准定位?答：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置，这种定位方式称为全定位或完全定位。
工件在夹具中定位,如果支承点不足六个，但完全限制了按加工要求需要消除的工件自由度数目，这种定位方式称为准定位或不完全定位。
3 试分析下图零件１、零件2、园管、圆筒的自由度消除情况，分别属于何种定位？（图1-3 1-4)答：零件1和零件2拼接成T形板,装配时,先把零件1放在平台上，然后使它的左侧边缘与挡铁1和2紧靠,它的端边与挡铁3紧靠。
这样,零件1在平台上就被全定位了。
接着再把零件2放上，先使它的侧边与挡铁4和5紧靠，端边与零件1的右侧边缘紧靠。
这时，零件2 也被全定位了。
这些挡铁就是定位支撑点,他们之间的相互位置是事先按照产品图样和工艺上的要求来布置的，所以拼接好的Ｔ形板能满足产品图样要求。
圆管和圆筒环缝对接时采用Ｖ形块或两根长辊轴定位,只限制工件的X、Y、X、Y四个自由度，另外两个自由度没有限制，此时已能满足环缝对接的工艺要求。
搅拌摩擦焊焊接工装设计
关键词：搅拌摩擦焊；固相焊接；铝合金焊接；应用前景；焊机设计
Abstract
Friction stir welding (FSW) was firstly used in the 1990s, which is
swiftest in development and is shortest in time from inventment to applyment, it is also treated as one of the technology of the most pertencial and the most suitable for aviation and struction manufaction. The joints welded by friction stir welding are homogeneous in microstructure and predominant in mechanical capacity. Because of the virtue, such as the security, no splash, no radiation and no pollution during friction stir welding, and so on, so this technique is widely utilized in industry. In aviation industry, aircrafts made by aluminium alloy are usually welded by friction stir welding. Abroad market is explored of FSW in other countries, and also making a reformation in the manufacture of watercraft.
焊接工装夹具设计说明
1 焊接组合件的分析“长江750B摩托车”停车支架由6部分组成，分别由支撑板、踏杆、横管、站脚管、支撑管和限位块组成。
由被焊接零件图可知,可以通过横杆与站脚管的中心线来作为基准来对支架进行定位夹住。
停车支架总体结构是管状型，因此多采用钩型正压和侧压夹紧器固定整个管型焊件，横杆采用侧压夹紧器方便安装定位；在停车支架踏杆的右边设计一个挡块可以防止踏杆的左右移动并起到对踏杆定位的作用，再用钩型夹紧器将其夹住以防止踏杆的前后移动；在停车支架的支撑管处设计一直长杆螺栓和钩型正压夹紧器防止它左右前后移动；支撑板采用螺旋螺钉定位器防止前后左右移动；另外，限位块处设计两个楔形挡块用于定位。
在夹具设计过程中要充分考虑到对其形位公差的要求，确保精确定位是关键。
2 工装夹具定位原理、定位方式及设计原则2.1 定位原理工件及工装夹具的定位原理，自由物体在空间直角坐标系中有6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6个自由度，工件的6个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制自由度少于6个自由度，但仍然能保让加工要求的定位叫不完全定位。
在焊接和生产中，为了调整和控制不可避免产和应力和变形。
有些自由度不必限制，故可采用不完全定位的方法。
2.2 定位方式工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准与定位器的工件表面接触或配合来实现的。
在设计夹具时首先应根据工件的形状选择合理的基准，尽量选用零件粗糙度适宜的面作为基准。
从“长江750B摩托车”停车支架各个零件可以看出，整个被焊件的主结构是圆柱形，由此工件可以采取以外圆柱面定位。
本定位器采用钩型正压管夹紧器，由于此压紧器有V形支撑座，安装方便而且定位对中性好。
2.3 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。
焊接工艺工装课程设计
焊接工艺工装课程设计本篇论文主要介绍了一份焊接工艺工装课程设计。
焊接工艺工装是现代焊接技术中不可或缺的一部分，它涉及到焊接工艺的选择、工装的设计与制作等诸多内容。
本设计旨在通过系统地学习焊接工艺工装的相关知识和技术，培养学生对焊接工艺工装设计与制作的能力和实践操作的技能。
一、设计目标本次课程设计的主要目标是培养学生掌握焊接工艺工装设计的基本原理和方法，能够独立进行焊接工艺工装的设计和制作。
二、教学内容及设置1. 焊接工艺工装的基本概念和分类2. 焊接工艺工装的设计原则与方法3. 焊接工艺工装的实施与验收4. 焊接工艺工装的常见问题及解决方法5. 实际案例分析与讨论三、教学方法1. 理论授课与案例分析相结合，通过课堂讲解和案例演示，使学生能够深入了解焊接工艺工装的相关知识和实践应用。
2. 实验操作与实践训练相结合，通过学生的操作实践，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
3. 群体讨论与小组合作相结合，通过学生的团队协作与讨论，促进学生之间的交流与合作。
四、教学过程1. 基础理论课程：在课堂上讲解焊接工艺工装的基本概念和分类，以及相关的设计原则和方法。
2. 案例分析：通过实际案例分析，让学生更好地理解焊接工艺工装设计在实际工程中的应用，并能够分析和解决实际问题。
3. 实验操作：设置相关的实验项目，让学生亲自进行焊接工艺工装的设计和制作，培养其实际操作技能和解决问题的能力。
4. 讨论与总结：定期组织学生集体讨论和总结，对学生的实验操作进行评价和反馈，帮助学生进一步完善自己的设计与实施能力。
五、考核方式考核方式包括理论考试和实验操作考核两部分。
其中，理论考试主要考察学生对焊接工艺工装的相关理论知识的掌握程度；实验操作考核主要考察学生对焊接工艺工装设计与制作的实际操作能力和解决问题的能力。
六、教学资源1. 教材：根据本课程的教学内容和目标，选择编写一本适合学生学习的教材，包含理论知识和实践案例。
2. 实验室设备：配备适当的焊接工艺工装设计和制作所需的设备和工具，保证学生的实验操作条件。
一种焊接定位工装设计
管路在整个产品装配过程中，不仅管路两端要与其他配套零件连接在一起，还要在有限装配空间中实现无干涉准确定位。
而管路中导管与密封接头之间焊接定位准确性直接对管路最终装配起决定性作用，所以设计新的管路焊接定位工装势在必行。
1 问题提出根据下发的生产任务，在管路焊接试制完成后，部分管路使用专用检测工装检验不合格，整批管路检测结果一致性较差，无法满足产品最终装配要求。
经过对生产过程中所涉及工序分析、排查，认为导管与密封接头焊接时，存在无法准确定位问题，所以需要设计新的焊接定位工装。
2 管路结构分析管路由导管、密封接头等零件组成，如图1所示。
图1 管路结构图密封接头为数控加工完成，导管经过弯制、扩口、抛光以及截断等工序后，具有空间三维弯曲角度、旋转角度和过渡圆角等特征；导管端部倒角由钳工修磨形成；密封接头与导管之间的焊接采用手动氩气保护焊方式。
3 方案设计3.1 设计方案提出密封接头与导管之间的焊接部位连接方式为对接方式，零件之间无法实现自定位，需要辅助工装实现零件之间的定位，本文提出两种设计方案。
方案一，在密封接头内孔和导管端部直筒段穿芯轴，只有3.3mm；同时在弯制、截断过程中，法无法实现导管与密封接头之间同轴精准定位。
方案二，采用模拟管路产品最终装配状态的方法，可以最大程度上满足管路的最终装配关系，但该套工装设计比较复杂，工程量较大，加工存在一定的难度。
通过以上两种方案的对比分析，综合两种方案各自的优缺点，最终确定选用方案二。
4 工装设计4.1 工装结构通过对管路最终装配关系研究分析，结合工装零件特点，设计出焊接定位工装，如图2所示。
工装主要由固定接头、基座、盖板、移动接头以及手柄等零件组成。
图2 工装结构图4.2 工作原理将管路有锥口的一端通过外套螺母与工装中固定接头连接，然后将盖板通过螺钉与基座连接，密封接头装入移动接头中，通过旋转手柄带动移动接头和密封接头前移，直到密封接头与导管坡口接触，实现密封接头与导管之间精确同轴定位，如图3所示。
焊接工装设计
四 换热器芯体的装配钎焊夹具 P191图5-4 5-5 换热器芯体与钎焊原理：芯体由翅片、隔板、长
短封条组成。隔板覆盖钎料,盐浴钎焊。 装配、焊接夹具：焊接夹具放在装配夹具中，钎
焊时留下装配夹具。 夹紧机构：不能只用螺旋夹紧，原因为钎料的溶
化及夹具的不锈钢与芯体的铝合金的膨胀系数 不同，采用螺柱上装弹簧。 焊接夹具体：井字形骨架
焊接操作机（manipulator）：是将焊机机头准确地送 到并保持在待焊位置，或以选定的焊接速度沿规定的 轨迹移动焊机机头。
9
一、焊接变位机 1. 结构形式 焊接变位机按结构形式可分为三种： (1) 伸臂式焊接变位机 p192图5-7
回转工作台安装在伸臂一端，绕自身轴线回转。伸 臂则绕倾斜轴翻转，适用于1t以下的中小型工件焊接 变位。
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3. 滚轮结构 焊接滚轮架的滚轮结构主要有钢轮、橡胶
轮、组合轮和履带轮四种类型。 P201图 5-22 P200 表5-3
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4. 焊接滚轮架的主要技术要求 焊接滚轮架的行业标准(ZBJ33003—90)中规定
了焊接滚轮架的技术要求。
(1) 主动滚轮应采用直流电动机或交流宽调速电动机通 过变速箱驱动。
在钢瓶接触的卡盘处设计成铜盘，工作时焊接 电流通过碳刷、铜盘传给工件，使用效
果不好，碳刷发红，导电装置易失效。
(2)铜电刷式导电装置
在主轴上安装一个固定的导电环，工作时焊接
电流通过紫铜电刷、导电环、主轴传给工件。
使用效果明显好转，共缺点是导电环的运行时
间仍较短，工作一段时间后其表面仍被电弧严
重打伤，结构复杂，维修不方便。
(2) 主动滚轮圆周速度应满足焊接工艺的要求，在6～ 60 m/h范围内无级调速；速度波动量按不同焊接工艺 要求划分为A级（≤±5％）和B级（≤±10％），滚轮 转速应平稳、均匀，不允许有爬行现象。
构架焊接柔性工装的设计
构架焊接柔性工装的设计[摘要]各种车型的机车转向架构架均为框架式结构，总长在3260mm-6190mm 之间，宽度1990mm-2460mm左右。
所有构架组对的Z向基准均为二系面经过一次加工的两组（每根侧架一组）四个旁承座板或工艺垫板，该基准同时也是构架焊接时的装夹基准。
为满足生产要求，提高构架焊接质量和效率，节约工装制作成本，特对于现有各种车型构架的外形尺寸、装夹部位做综合统计分析，设计制作适用于各种车型构架焊接的柔性化工装（主要有焊接变位机、鱼腹式支撑主梁、可转换位置的支撑组成、夹具组成等）。
[关键词]转向架构架、工装设计、装夹基准、支撑组成、夹具组成前言自从公司产品类型逐渐增多，原有的转向架构架焊接专用工装，已无法匹配多品种构架的装夹部位。
在原车型变化不大的情况下，通过部分改造可以实现不同产品的生产需求。
但是现在车型之间变化较大，实际生产中各车型的不断转换，而工装材料本身的强度要求也使原有专用工装无法承受频繁的改造，而且生产现场也无法容纳数量众多的与不同车型构架相匹配的专用工装。
在专用工装数量不足等情况下，构架及其组件采用在自由状态下、使用吊装设备翻转变位的方式进行焊接，这种作业方式存在吊装设备使用频繁、各工位之间等待时间长，另外产品质量控制难度很大，返修率高。
生产效率低等问题。
开发研制本工装的主要目的是实现一套工装可以适用于目前所有车型构架的焊接，并且切换快速、便捷，在过程中完成刚性固定，有效减小和控制焊接变形，同时通过变位机的升降翻转，使各部位焊缝始终处于最佳位置。
1.构架结构分析构架为目字形框架式结构，总长在3260mm~6190mm之间，宽度1990mm-2460mm左右，由于不同车型的装夹基准的部位不同，X向在1800mm-3720mm，Y 向在1800mm-2120mm之间，变动幅度大，专用的固定工装无法兼容。
1.柔性工装的设计过程及难点分析2.1变位器参数的选择2.1.1．变位器吨位的选择由于构架最大吨位约5.6吨，工装夹具及连接部分重量粗略估计为3吨多，为节约成本，选择10吨变位器。
焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践
焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践在现代制造业中，焊接作为一种重要的连接工艺，被广泛应用于各个领域。
为了确保焊接质量、提高生产效率、降低劳动强度，焊接工装夹具发挥着不可或缺的作用。
焊接工装夹具是指在焊接过程中，用于固定焊件位置、保证焊件相对位置精度、防止焊件变形的工具和装置。
它能够有效地控制焊接变形，提高焊接接头的质量和稳定性，同时也便于实现焊接过程的自动化和机械化，从而大大提高生产效率。
一、焊接工装夹具在生产中的应用1、保证焊接精度焊接工装夹具可以精确地定位焊件，确保焊件之间的相对位置和角度符合设计要求。
这对于一些对焊接精度要求较高的产品，如航空航天零部件、汽车车身结构等，尤为重要。
通过工装夹具的定位和夹紧，可以有效地减少焊接过程中的热变形和残余应力，从而保证焊接接头的尺寸精度和形位公差。
2、提高生产效率使用焊接工装夹具可以实现焊件的快速装卸和定位，减少了焊件在焊接过程中的调整时间。
同时，工装夹具还可以与焊接设备配合使用，实现自动化焊接，大大提高了焊接的生产效率。
例如，在汽车生产线上，采用自动化焊接工装夹具可以在短时间内完成大量车身部件的焊接工作。
3、减轻劳动强度传统的手工焊接需要工人长时间保持固定的姿势，劳动强度较大。
而焊接工装夹具可以将焊件固定在合适的位置，使工人能够在较为舒适的姿势下进行焊接操作，从而减轻了劳动强度。
此外，工装夹具还可以减少工人在焊接过程中的辅助操作，如搬运焊件、调整焊件位置等，进一步提高了工作的舒适度。
4、保障焊接安全焊接过程中会产生高温、强光、飞溅等危险因素。
焊接工装夹具可以将焊件固定在安全的位置，避免工人直接接触高温的焊件和飞溅的焊渣，从而保障了工人的人身安全。
同时，工装夹具还可以对焊接区域进行有效的防护，减少焊接过程中对周围环境的影响。
二、焊接工装夹具的设计原则1、功能性原则工装夹具的设计首先要满足焊接工艺的要求，能够有效地固定焊件、保证焊接精度和质量。
同时，还要考虑到焊件的装卸方便性、焊接操作的可达性以及焊接过程中的散热和排屑等问题。
焊接结构的装配与焊接工艺[指南]
![焊接结构的装配与焊接工艺[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/5bc673ff4a7302768f993926.png)
置上装配完全的零部件方法。
整理课件
焊接装配的基本方式与方法
工件移动式装配法 • 该方法是工件顺着一定的工作地点按工序
流程进行装配的方法。
整理课件
典型结构的装配工艺
1. 钢板的拼接 2. T形梁的装配焊接 3. 箱形梁的装配焊接 4. 圆筒节对接装配焊接 5. 单臂压力机机架的装配焊接
高装配的质量和生产率。
整理课件
焊接结构的装配工艺
焊接装配工艺过程的制定 ➢ 装配工艺方法的选择： 1. 互换法； 2. 选配法； 3. 修配法；
整理课件
焊接结构的装配工艺
焊接结构装配次序的确定： 1. 考虑装配的次序对焊接装配工作是否方
便、焊接的可达性及方法； 2. 是否有利于控制焊接结构中的应力及焊
整理课件
焊接装配的基本方式与方法
整装整焊法 • 该方法是将全部零件按图样要求装配起来，
然后转入焊接工序，将全部焊缝焊接完。
整理课件
焊接装配的基本方式与方法
部件组装法 • 该方法是将整个结构分解成若干个部件，
然后再由部件装配 焊接成构件 总装 成整个产品结构的方法。
整理课件
焊接装配的基本方式与方法
整理课件
焊接装配的测量
l 角度的测量－角度测量
12a系列角度测量水平尺
整理课件
焊接结构的装配工艺
l 主要内容 1. 焊接装配前的准备工作 2. 焊接装配中的定位焊实施 3. 焊接装配工艺过程的制定 4. 焊接结构装配次序的确定
整理课件
焊接结构的装配工艺
焊接装配前的准备工作： 1. 熟悉产品图样和工艺规程 2. 装配现场和装配设备的选择 3. 工具、量具的准备 4. 装配公差的正确选择 5. 焊接装配零、部件的预检和除锈
搅拌摩擦焊焊接工装设计
对材料进行预处理，如除锈、去油、矫形等，以确保工装的 精度和稳定性。
工装结构设计
结构设计
根据焊接工艺和产品需求，设计合理的工装结构，以满足焊接要求和提高生产效 率。
细节设计
对工装的细节部分进行精细化设计，如定位装置、夹紧装置、冷却系统等，以提 高工装的稳定性和精度。
工装强度与刚度分析
强度分析
船舶制造领域应用
船体结构的焊接
在船舶制造中，搅拌摩擦焊焊接工装用于船体结构的焊接，能够提高船体的强度和稳定 性，同时减少焊接变形和应力。
船舶零部件的连接
搅拌摩擦焊焊接工装还可以用于船舶零部件的连接，如甲板、舱室等，以提高船舶的整 体性能和安全性。
其他领域应用
压力容器制造
在压力容器制造中，搅拌摩擦焊焊接工 装用于连接压力容器的各个部件，以确 保压力容器的安全性和可靠性。
VS
轨道交通领域
在轨道交通领域，搅拌摩擦焊焊接工装用 于地铁、轻轨等车辆的车体和部件的焊接 ，以提高车辆的结构强度和稳定性。
04
搅拌摩擦焊焊接工装的未来发 展
新材料的应用
高强度材料
轻量化材料
随着科技的发展，高强度、高耐热性的新材 料不断涌现，为工装设计提供了更多的选择。 这些新材料能够提高工装的强度和耐久性， 满足更严格的生产需求。
要点二
机遇
随着科技的不断发展，新的设计软件和制造技术为工装设 计提供了更多的可能性，使得设计更加精确和高效。同时 ，市场需求也在不断变化，为工装设计提供了更多的机遇 和挑战。
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航天器结构件的连接
在航天器制造中，搅拌摩擦焊焊接工装用于连接各种结构件，如太阳能电池板、卫星本体等，以确保航天器的可 靠性和安全性。
焊接工装设计
二、六点定位原理的合理应用
应用六点定位原理分析工件在夹具中的定位问题时， 不能认为未夹紧前工件还可以相对定位元件反方向运 动而判断其自由度未被限制。在分析支承点起定位作 用时，不应考虑力的影响，因为我们说工件在某个方 向上的自由度被限制，是指工件在该方向上有了确定 的位置，并不是指工件在受到使它脱离支承点的外力 时也不运动，使工件在外力作用下也不运动的是夹紧 的结果，定位和夹紧是两个概念，不能混淆。
(3) 装配焊接工艺装备 在这类工装上既能完成整个 焊件的装配又能完成焊缝的焊接工作。这类工装通常 是专用焊接机床或自动焊接装置，或者是装配焊接的 综合机械化装置，如一些自动化生产线。
第一节 工件的定位原理
一、六点定位原理
刚体自由度： 一个刚体在空间直角坐标系中 具有六个自由度，p4如图1-1所示，沿X、Y、 Z三个坐标轴的移动自由度和绕X、Y、Z三个
3.减轻劳动强度，保障安全生产。
二. 焊接工装的分类 ： 焊接结构种类繁多，形状尺寸各异，生产工艺过程
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。 (1) 装配用工艺装备 这类工装主要任务是按产品图样 和工艺上的要求，把焊件中各零件或部件的相互位置 准确地固定下来，只进行定位焊，而不完成整个焊接 工作。这类工装通常称为装配定位焊夹具,也叫暂焊 夹具，它包括各种定位器、压夹器、推拉装置、组合 夹具和装配胎架。 (2) 焊接用工艺装备 这类工装专门用来焊接已点固好 的工件。例如，移动焊机的龙门式、悬臂式、可伸缩 悬臂式、平台式、爬行式等焊接机；移动焊工的升降 台等。
a
b
c
d
2. 定位套和半圆孔定位器
定位套和半圆孔定位器都是以圆孔定位。图(a) 用于工件以端面为主要定位基准时，短定位套 孔只限制工件的两个移动自由度。图(b)中工 件以外圆柱表面为主要定位基准，长定位孔限 制了工件四个自由度。 图(c)所示为半圆孔定 位器，上半圆起夹紧作用，下半圆孔起定位作 用，下半圆孔的最小直径应取工件定位基准外 圆的最大直径。
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• (3)焊接方法不同，对工装的结构和性能要求也 不同。
• (4)对于手动夹具和移动式工装，在保证足够刚 度的前提下，尽量减轻重量。
• (5)尽量使焊缝处于平焊位置，因为平焊较其他 位置的焊接更容易获得高质量焊缝，同时可省 时省力。尽可能在夹具上焊接全部的焊缝或焊 点，同时被焊工件的翻转次数要少。
过程基本相同。
• （1）标注尺寸、公差及配合
• （2）制定工装的技术要求
• （3）零件编号及明细表
• 5. 绘制工装零件图
•
主要绘制工装中非标准零件的工作图。
每个零件必须单独绘制在一张标准图纸上，尽
量用1∶1比例，按国家制图标准绘制。零件图
的名称和编号要与总装图一致，零件图中的尺
寸、公差及技术要求应符合总装图的要求。
焊接工装设计方法
第一节 焊接工装设计的基本原则 和要求
•
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有直接的
影响，为此，设计焊接工装时必须考虑以下几
方面的基本原则和要求：
• 一.实用性原则
• 二.经济性原则
• 三.可靠性原则
• 四.艺术性原则
机头的平移或升降等动作，应选择何种传动方 式和何种动力源。
• (3)工装的基本构成和总体布局，夹具体和主要 零部件的基本结构形式。
• (4)主机或主要机构的基本参数和技术性能的初 步确定，如功率、承载、速度、行程或调节幅 度、外形尺寸等。
• 步骤：根据上述设计资料和工艺分析，结合现 场生产实际，即可着手拟定工装的设计方案。
• （1）左右对称零件防差错定位的设计原则
• 左右夹具不同 p148图4-1
• （2）小件与大件组合防漏放的设计原则
• 增加小零件的控制功能
• （3）不对称边零件定位的防差错设计原则
• 设计为唯一放置状态。
• 四、艺术性原则
•
要求工装设计造型美观，在满足功能使
用和经济许可的条件下，使操作者在生理上、
• (2)工艺分离面。在生产过程中，为了满足工艺上的 要求，将部件进一步分解为若干个生产上可独立装配 的单元，这种装配单元之间的分离面称为工艺分离面。 工艺分离间的连接一般为不可拆卸的连接方法，如焊 接，铆接等。P152如图4-3所示。
• 2．确定工艺分离面的原则 • (1)尽量保证部件和组合件构造上的完整性，便
• (6)工装的功能设计和造型设计必须依从人机工 程学的观点，考虑人的各种因素(生理的和心 理的)，来确定适合人体结构特点的设备系统。
• 二、经济性原则
• 定义：经济性原则就是力求用最少的人力、物力和财 力来获得最大的成效。通常重大的工艺装备设计制造 必须进行经济分析。
• 经济性分析：
•
是否采用工装，采用何种类型的工装还取决于
• (2) 该产品的装配和焊接工艺文件。
• (3) 工装设计任务书。
• (4) 了解本厂制造、使用工装情况和车间生产 条件。
• (5) 收集有关夹具零部件标准（国家标准、行
业标准、企业标准），典型结构图册和夹具 设计手册等。
• 2. 拟定工装方案、绘制结构草图 • 方案构思：
• (1)用专用、通用。 • (2)定位、夹紧方式和机构 ，焊件变位，焊接
心理上感到舒展，给人以美的享受。
•
形式美、结构美、工艺美、材质美
第二节 焊接工装设计的内容与步骤
• 一、焊接工装设计的步骡
• 1 .明确设计任务，收集设计资料
•
工装设计的第一步是在已知生产纲领的
前提下，认真研究设计任务书中提出的设计
要求，明确产品的图样、焊接组件图及技术要求。
• 工装结构草图的绘制过程可按以下步骤进 行：
• (1) 布置图面。画出工件位置，选择适当的比 例。主视图面对操作者的工作位置。
• (2) 设计定位元件。根据选定的定位方案和定 位元件类型尺寸和具体结构绘在相应的视图上， 与工件的定位基准形状和精度相适应。
• (3) 设计夹紧装置。将夹紧装置的具体结构绘 在相应的视图上，表示出工件处于夹紧状 态。
• (4) 进行传动装置、夹具体和连接件等的绘制， 形成一张完整的工装结构草图。
• 3. 进行必要的分析计算
•
在结构草图设计过程中，要进行必要的
分析计算，如几何关系计算、定位误差分析、
夹紧力的估算、传动计算、受力元件的强度与 刚度计算等。
• 4. 绘制总装配图
•
草图绘制后，须经审查修改后才绘制正
式总装配图。总图的绘制过程与上述草图绘制
• 一、实用性原则
•
实用是指工装的使用功能，它既表现为
技术性能好，能满足装配焊接工艺要求，同时
也表现为整个工装系统与人体相适应，操作舒
展方便，安全省力，符合人体的生理和心理特
征，使人机系统的工作效能达到最佳状态。
• (1)要考虑装配和焊接的顺序。
• (2)焊接是局部加热过程，不可避免产生焊接应 力与变形，在设置定位器和夹紧器时要充分考 虑焊接应力和变形的方向。
于各部件间最后的总装。
• (2)受部件和组合件的结构形式限制，不能一次 装配，这种情况必须合理选择工艺分离面。
• (3)复杂的组合件，一次装配焊接完成时会产生 较多的缺陷或焊接变形，此必须合理选择工艺 分离面。
• (4)部件的结构必须经过两个或两个以上工种才 能完成，应合理选择工艺分离面。
• (5)分离面对总成尺寸的影响尽量小，以减少总 体尺寸的积累误差。
生产纲领(年产量)和生产类型(单件生产、大量生产、
成批生产)。
• 三、可靠性原则
•
工装在使用期内绝对安全可靠，凡是受
力构件都应具有足够的强度和刚度，足以承受
焊件重力和因限制焊接变形而引起的各个方向
的拘束力等。
•
另一方面，工装具有防差错功能，防止
操作者出现错装、漏焊或者错焊零件等制造差
错。
• 防差错实例－神龙：
• 6. 编写设计说明书和使用说明书
• 二、焊接结构装配方案的确定
• 1．结构分离面
• (1)设计分离面。 由于设计构造上和使用功能上的需
要，将产品分解为部件和组合件等可单独进行装配的
单元。如汽车传动部分中的发动机、离合器、变速
器，车身中的车门、座椅和油箱等，这种装配单元之 间的结合面称为设计分离面。设计分离面一般采用可 拆卸的连接，以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重 新安装，而不损坏机体。 P151如图4-2所示。