焊接操作机组成与应用及焊接工装夹具的设计分析
第2章 焊接工装夹具的结构分析
1. 夹紧力方向的选择 (1) 夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。 可使工件与定位件更好节触,使夹紧力引起的变形小. (2) 夹紧力的方向应有利于减小工件变形。 工件变形与焊接工艺密切相关（材料、结构、夹具等） P33图2-2
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三、夹紧装置的基本要求 （1）正——夹紧时，不能破坏工件在定位元件上所获 得的正确位置； （2）牢——夹紧力的大小要适当、可靠。夹紧机构一 般要有自锁作用，保证在装配焊接过程中工件不会松 动，又不会使工件产生的变形和表面损伤超出技术条 件的允许范围； （3）快——夹紧装置应操作方便、安全省力，夹紧迅 速，以便减轻劳动强度，缩短辅助时间，提高生产率； （4）简——结构要力求简单、紧凑，并具有足够的刚 性，使工装具有良好的工艺性和使用性。
主讲教师：张玉萍
崇德尚学 自强不息
目录
01 对夹紧装置的基本要求
02 焊件所需夹紧力的确定
03 手动夹紧机构
04 复合夹紧机构
05
柔性夹紧机构
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上一章我们重点学习了六点定位原理，定位 器及定位元件及定位方法及定位器的选用，你掌 握了吗？
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第二节 焊件所需夹紧力的确定 夹紧力包括力的方向、作用点和大小三个要素，它对夹紧装置的设计起 着决定性的作用。 1.夹紧力方向的选择 （1）夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面；（2）夹紧力的方向应有 利于减小工件变形； （3）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。 2.夹紧力作用点的选择 （1）夹紧力作用点应作用在支承上或支承所组成的面积范围之内； （2）夹紧力作用点的数目增多，能使工件夹紧均匀，提高夹紧的可靠 性，减小夹紧变形； （3）夹紧力作用点应不妨碍施焊。
工装夹具的设计要点总结
工装夹具的设计要点总结工装夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。
制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计工装夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。
工装夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。
一、工装夹具设计的基本原则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加工过程；3、满足装夹过程中简单与快速操作；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；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、尽可能选用标准件作为组成零件；8、形成公司内部产品的系统化和标准化。
二、工装夹具设计基本知识一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：1、保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2、提高生产效率专用夹具的复杂程度应与产能情况相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。
3、工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。
4、使用性能好工装夹具应具备足够的强度和刚度，操作应简便、省力、安全可靠。
在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
工装夹具还应排屑方便。
必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。
5、经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。
因此，设计时应根据订单及产能情况对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
焊接装配夹具介绍
检验的，但由于冲压件不可能十分准确，部件总成更有累计误差，所以车
身焊接总成的精度必然不高，很难达到设计要求。有不少厂家使用三坐标
测量仪进行检验，可它对一些结构复杂的定位元件仍然无法测量。通过实
践证明，利用夹具自身测量机构与三坐标测量仪配合使用，可大大提高焊
接夹具的精度。
1.测量机构组成
基准面和基准座。测量机构的基准面为夹具 地板的工作表面；基准座是在夹具地板上设
♣ 汽车车身焊接夹具的设计是一门经验性很强的综合性 技术，在设计时首先要确定生产纲领，熟悉产品结构，了 解变形特点，把握制件及装配精度，通晓工艺要求。只有 做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计。
一、焊接夹具的定位与设计原理 焊接夹具
二、焊接夹具的制造
焊接夹具定位及设计原理
一、夹具定位原理
焊接夹具定位及设计原理
一、夹具定位原理
1.3、定位法则 3-2-1定位法则：
定位图实例：在实际的夹具定位图中，我们普 遍使用过定位的方式。为什么？
焊接夹具定位及设计原理
一、夹具定位原理
1.4、常见定位方式
孔销定位
面定位
焊接夹具定位及设计原理
二、焊接夹具分类及组成
1、焊接夹具的分类
焊接夹具分类 及组成
焊接夹具定位及设计原理
3.2、定位图 所有工装夹具检具以及零部件设计的基准，但中国国
内的情况则大部分由设备供应商来制定。
3.3、分站清单 每个工位夹具的零件清单
3.4、焊点的分布 3.5、人机工程
焊接夹具定位及设计原理
3.6、常见设计问题（最优，可接受和不可接受方案）
常见设计问题
1、定位销座与坐标系不平行 2、旋转销的使用 3、限位块的使用
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。
工装夹具在生产实践中的设计与应用
qiyekejiyufazhan【摘要】近年来，随着我国经济的飞速发展，科技与工业生产也取得了很大进步。
在生产实践过程中，工作人员常常用到工装夹具。
为了提高生产质量及生产效率，需要对工装夹具进行设计与生产。
工装夹具质量的高低关系到生产质量的优劣，对提高企业经济效益有重要影响。
文章对工装夹具设计与生产过程中存在的问题进行简述，并总结相关经验，希望能给部分企业提供借鉴。
【关键词】工装夹具；生产实践；设计与应用【中图分类号】TU712.3【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）12-0106-030引言改革开放以来，我国综合实力不断提升，经济水平、科技水平显著提高。
工装夹具作为机械加工不可缺少的部件，是保证企业大批量生产的关键所在。
应用工装夹具能够降低生产成本，提高产品质量和企业经济效益。
因此，工装夹具的设计与应用格外重要，然而如今的工装夹具设计与应用存在一定问题，本文对此进行简单阐述。
1工装夹具（1）工装夹具是生产过程中用来固定、夹紧生产工件的设备，在对工件进行加工时能够保持稳定状态，从而进行更加准确的电焊、切割，使企业获得更高的加工质量。
该设备在机械加工、热处理、装配、焊接等生产过程得到广泛应用。
随着我国工业生产分工越来越细致，夹具的种类也越来越多，目前主要分为通用夹具、成组夹具、专用夹具及通用可调夹具。
本文阐述的夹具主要为专用夹具，在实际生产过程中除了专业的工装夹具生产厂家及生产设备配备的夹具外，生产过程还需要根据自身设备及生产情况来设计与制造专属的工装夹具。
工装夹具的设计与生产能力是衡量一个企业制造能力的重要标准。
（2）需要在短时间内生产或安装一个零部件，并且保证生产与安装的精确度。
全方位分析企业自身生产能力，了解生产过程每个步骤需要使用的设备及工装夹具的类型，根据自身需求设计与制作工装夹具。
工装夹具的设计、制作与生产厂家的生产制作能力、所要加工零件的特点及加工工艺的要求等密切相关。
焊接工装夹具设计及应用txt
焊接工装夹具设计及应用txt焊接工装夹具设计是指将焊接过程中所需要的零件或工件固定在一个能够满足焊接要求的位置或角度，从而帮助焊接工人进行焊接操作的工具。
它在焊接过程中起到了固定和定位的作用，能够提高工作效率和焊接质量。
以下将对焊接工装夹具设计的意义、设计考虑因素和应用进行详细阐述。
首先，焊接工装夹具的设计对于提高焊接质量具有重要意义。
在焊接过程中，焊接工人需要将工件固定在理想位置和角度上进行焊接。
如果没有合适的工装夹具，焊接过程中可能会发生工件移动、倾斜或者不稳定等情况，这将对焊接质量产生不利影响。
而合适的设计和应用焊接工装夹具，可以稳定地将工件固定在正确的位置上，从而确保焊接过程中焊缝的质量和稳定性。
其次，焊接工装夹具的设计需要考虑以下几个因素：工件的形状和尺寸、焊接工艺要求、焊接工人的工作习惯和操作便利性。
在设计过程中，需要充分了解工件的形状和尺寸，以便设计出适合固定该工件的夹具。
同时，焊接工艺要求也需要被考虑进去，例如焊缝的位置和角度、焊接过程中的热影响等。
此外，考虑到焊接工人的工作习惯和操作便利性，夹具的设计应该符合工人的使用习惯，并能够提高工作效率。
焊接工装夹具的应用广泛，涵盖了各个焊接领域。
在焊接车间中，焊接工装夹具可以用于固定和定位工件，帮助焊接工人完成各种焊接任务。
在大型结构的焊接中，例如船舶、汽车和桥梁等的焊接，需要设计和应用适合的工装夹具来完成固定和定位，从而确保焊接质量和精度。
此外，在焊接自动化过程中，工装夹具也扮演着重要角色，用于固定和定位焊接机器人，提高焊接自动化的效率和质量。
总结起来，焊接工装夹具设计与应用对于提高焊接质量、工作效率以及焊接自动化都具有重要意义。
在设计过程中，需要充分考虑工件的形状和尺寸、焊接工艺要求和焊接工人的实际需求。
通过科学合理地设计和应用焊接工装夹具，能够确保焊接过程中工件的固定和定位，提高焊接质量和效率，实现焊接自动化的快速发展。
机械装备制造业中焊接工装夹具的运用分析
机械装备制造业中焊接工装夹具的运用分析随着机械装备制造业的迅速发展，焊接技术的应用越来越广泛。
而在焊接过程中，工装夹具扮演着非常重要的角色。
本文将就机械装备制造业中焊接工装夹具的运用分析展开阐述。
一、工装夹具在机械装备制造业中的意义工装夹具是指用于焊接中夹持工作件、保持位置关系的机械设备。
它不仅能够提高工作效率，降低生产成本，还有助于提高焊接的质量，并且可以确保焊接操作的安全性。
在机械装备制造业中，工装夹具的运用能够提高整个生产线的效率，加快焊接速度，缩短工作周期。
同时，工装夹具的定位精确定位精度高，并且可以保证焊接接头只有纵向方向上的剪力，不会受到横向剪力和旋转力的影响，从而在焊接过程中保证了质量。
此外，使用工装夹具还可以减轻焊接工人的劳动强度，降低危险系数，确保了工人的生命安全。
二、工装夹具在机械制造的具体运用1、固定夹具固定夹具是通过定位夹具将焊件刚性地固定在约定角度上，保证焊缝间距及对接精度的一种夹持设备。
固定夹具常用于对偏心度、垂直度及平行度较高的工件加工，不仅可以提高生产效率，而且可以有效地保证加工质量。
2、调整夹具调整夹具是一种可调定位夹具，在工件固定以后，以夹具的调节机构去调整其方向、长度和位置，从而根据焊接材料的不同特性来进行调节进而达到焊接的效果。
调整夹具通常适用于焊接材料特征比较复杂的工件和异形产品的组装。
3、自动化夹具自动化夹具可以通过编程自动控制夹具的运作，从而实现焊接线的高效自动化操作。
自动化夹具通常主要适用于大规模工业生产领域之中，这些夹具的特点是本身具有良好的自检和参数校准功能，可以通过测量并校准焊接的结果，保证焊接的准确性和效率。
三、工装夹具的发展趋势随着科学技术的发展以及各种焊接设备的普及使用，工装夹具越来越多地被应用在机械装备制造业中，成为焊接操作中的重要设备。
在未来的制造中，工装夹具的使用会越来越高效，越来越自动化。
同时，在模具的制造方面，远程监控也将得到进一步的推广和应用。
焊接结构生产-装配—焊接工艺装备
(2)螺旋夹紧器螺旋夹紧器一般由螺杆、螺母和主体三部分组成，如图 5-10所示，通过螺杆与螺母的相对旋动达到夹紧工件的目的。
为避免螺杆直接压紧焊件造成表面压伤和产生位移，通常是在螺 杆的端部装有可以摆动的压块。图5-11是常用摆动压块的结构形式。 图5-11a型压块端面光滑,用来夹紧已加工表面；图5-11b型压块端面带 有齿纹，用于比较粗糙的零件表面。压块与螺杆间采用螺纹或钢丝挡 圈略微活动的联接方式。
图5-16铰链夹紧机构结构形式 1—夹紧杆2—手柄杆3—连杆4—支座(架)5—螺杆
(2)液压夹紧器液压夹紧器的传动系统由油箱、过滤网、电动机、液 压泵、压力表、单向阀、换向阀、液压缸等基本部件组成。图5-1７ 所示是液压撑圆器结构形式，适用于厚壁筒体的对接、矫形及撑圆装 配。
图5-17液压撑圆器结构形式 1—心盘2—连接板3—推撑头4—支撑杆5—缓冲弹簧 6—支撑板7—操作机伸缩臂8—液压缸9—导轨花盘
组合夹具是由一些规格化的夹具元件，按照产品装焊的要求拼装而 成的可拆式夹具。适用于品种多、变化快、批量少、生产周期短的场合， 特别是在新产品的试制中更为适用。
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。
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。
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
典型结构件机器人焊接工装夹具结构典型结构件机器人焊接工装夹具结构的研究与发展随着工业自动化的不断推进，机器人焊接技术日益成为制造领域的关键技术之一。
其中，典型结构件机器人焊接工装夹具结构的设计与应用成为了行业内关注的焦点。
本文旨在探讨典型结构件机器人焊接工装夹具结构的组成、设计原则、夹具设计以及工装设计，并展望未来的发展趋势。
一、典型结构件机器人焊接工装夹具结构的组成典型结构件机器人焊接工装夹具结构主要由机器人手臂、工装夹具、控制系统和焊接设备等部分组成。
其中，工装夹具是实现固定和定位待焊接结构件的关键部件，直接影响焊接质量和生产效率。
二、典型结构件机器人焊接工装夹具结构的功能特点典型结构件机器人焊接工装夹具结构的主要功能包括：固定和定位待焊接结构件，保证焊接位置的精度和稳定性；提供适宜的焊接姿态，保证焊接质量；具有一定的夹紧力，防止焊接过程中结构件发生位移。
三、典型结构件机器人焊接工装夹具结构设计原则1、满足生产需求：根据实际生产需求，设计适合不同结构件尺寸、形状和材料属性的工装夹具。
2、保证定位精度：通过优化设计，确保工装夹具的定位精度和稳定性，以保证焊接质量。
3、提高生产效率：工装夹具的设计应便于快速安装和拆卸，以缩短生产周期，提高生产效率。
4、考虑结构件的可达性：在设计工装夹具时，应充分考虑焊接机器人的可达性，确保焊接操作顺利完成。
5、保证安全性：工装夹具设计应符合人机工程学原理，确保操作过程中的安全性和舒适性。
四、典型结构件机器人焊接工装夹具结构设计流程及注意事项1、了解待焊接结构件的特性：包括结构件的材料、尺寸、形状等，以便确定工装夹具的设计要求。
2、分析现有工装夹具的优缺点：了解现有工装夹具的不足之处，为新设计提供改进方向。
3、设计工装夹具的总体方案：根据实际生产需求和结构件特性，确定工装夹具的总体设计方案。
4、详细设计各个部件：对工装夹具的各个部件进行详细设计，包括定位元件、夹紧机构、导向装置等。
铝合金平板对接焊焊接工艺及夹具设计设计说明书
焊接课程设计说明书班级：姓名：学号:专业目录设计任务书-------------------------------------------------------------------------------1第一部分焊接工艺设计一、6156铝合金板焊接性分析-----------------------------------------------------2二、焊接方法的选择-------------------------------------------------------------------3三、MIG焊工作原理及工艺特点---------------------------------------------------4四、、焊接工艺参数-------------------------------------------------------------------5五、焊接注意事项----------------------------------------------------------------------7六、外观检验---------------------------------------------------------------------------7七、无损检测-----------------------------------------------------------------------------8第二部分夹具设计一、夹具设计的目的意义及要求-------------------------------------------------8二、定位------------------------------------------------------------------------------------8三、夹具设计-----------------------------------------------------------------------------9四、夹紧材料的设计-------------------------------------------------------------------12五、夹紧尺寸公差及粗糙度---------------------------------------------------------14结论------------------------------------------------------------------------------------------14参考文献-----------------------------------------------------------------------------------15附录焊接工艺卡-----------------------------------------------------------------------------装配图--------------------------------------------------------------------------------------零件图-----------------------------------------------------------------------------------焊接结构课程设计任务书02题目：平板对接焊缝设计设计参数:对接板尺寸：600-800mm板厚:8mm、10mm、12mm材料：6156铝合金焊接速度：20-90m/h设计要求：1、查阅文献资料,熟悉焊接结构设计的思路2、平板对接焊焊缝总体设计方案论证3、设计相关焊接工艺流程,并编写相应的焊接工艺卡4、绘制相应的图纸装配图及零件图5、撰写设计说明书学生: 学号指导老师：日期：2018.1.8第一部分焊接工艺设计一、6156铝合金板焊接性分析1、本次设计所用材料6156铝合金板两块,规格4×600×200mm,平板对接2、母材化学成分和力学性能3、铝及铝合金焊接性分析1铝及其合金化学活泼性很强,表面易形成氧化膜,且多具有难熔性质如Al2O3的熔点约为2050℃,MgO的熔点约为2500℃,加之铝及其合金导热性强,焊接时容易造成不熔合现象;由于氧化膜密度同铝的密度极其接近,所以也容易成为焊缝金属的夹杂物;同时,氧化膜特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一;焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜;在焊接过程加强保护,防止其氧化;钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜;气焊时,采用去除氧化膜的焊剂;在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”;2铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多;铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍;在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著,为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施;3铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍;铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施;铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力;生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生;在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金;在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小;根据生产经验,当含硅5％～6％时可不产生热裂,因而采用SAlSi条硅含量4．5％～6％焊丝会有更好的抗裂性;另外常采用加入变质剂Ti、Zr、V、B等产生包晶反应,形成难熔的化合物,细化晶粒；限制有害杂质的含量;4铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断难;高温铝强度很低,支撑熔池困难,容易焊穿;5铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢;在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔;弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源;因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成; 6焊接接头的耐蚀性一般都低于母材,热处理强化铝合金如硬铝接头的耐蚀性能的降低尤其明显;接头组织越不均匀,越易降低耐蚀性;焊缝金属的纯度和致密性也是影响接头耐蚀的因素之一,杂质较多,晶粒粗大以及脆性相如FeAl3析出等,耐蚀性就会明显下降,不仅产生局部的表面腐蚀;而且经常出现晶间腐蚀;对于铝合金,焊接应力更是影响耐蚀性的敏感因素;7时效强化铝合金,无论是在退火状态下还是时效状态下焊接,焊后不经过热处理,其接头强度均低于母材;所有时效强化的铝合金,焊后不论是否经过时效处理,其接头塑性均未能达到母材的水平;对于熔合区,非时效强化铝合金的主要问题是晶粒粗化而降低塑性,在时效强化铝合金焊接时,除了晶粒粗化,还可能因晶界液化而产生显微裂纹,所以熔合区的变化主要是恶化塑性;8 铝为面心立方晶格,没有同素异构体,加热与冷却过程中没有相变,焊缝晶粒易粗大,不能通过相变来细化晶粒;9合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降;二、焊接方法的选择几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金,但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同,各种焊接方法有其各自的应用场合;气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便;气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊;焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊;惰性气体保护焊TIG或MIG方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法;铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊;铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊;熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛氩气或氩/氦混合气,综合各项因素,本次设计采用MIG焊焊接;三、MIG焊工作原理及工艺特点1、工作原理1.1电焊机工作原理介绍电焊机实际上就是具有下降外特性的变压器,将220V和380V交流电变为低压的直流电,电焊机一般按输出电源种类可分为两种,一种是交流电源的；一种是直流电的;直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器,分正负极,交流电输入时,经变压器变压后,再由整流器整流,然后输出具有下降外特性的电源,输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化,两极在瞬间短路时引燃电弧,利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材,冷却后来达到使它们结合的目的;焊接变压器有自身的特点,外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性;1.2电焊机的特点焊接由于灵活简单方便牢固可靠,焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工业领域,如航空航天,船舶,汽车;熔化极惰性气体保护焊英文简称MIG的焊接区通常采用惰性气体氩Ar、氦He或氩与氦的混合气体保护;这类惰性气体不与液态金属发生冶金反应,只起严密包围焊接区电弧、焊丝端头、熔滴、熔池金属和临近熔池的母材金属,使之与空气隔离的作用;由于电弧是在惰性气氛中燃烧的,焊丝端头也在惰性气体中熔化过渡,所以电弧燃烧稳定,熔滴过渡平稳、安定、无激烈飞溅;2、工艺特点2.2电焊机的特点焊接灵活简单方便牢固可靠,焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工业领域,如航空航天,船舶,汽车;1电焊机优点：电焊机使用电能源,将电能瞬间转换为热能,电很普遍,电焊机适合在干燥的环境下工作,不需要太多要求,因体积小巧,操作简单,使用方便,速度较快,焊接后焊缝结实等优点广泛用于各个领域,特别对要求强度很高的制件特实用,可以瞬间将同种金属材料也可将异种金属连接,只是焊接方法不同永久性的连接,焊缝经热处理后,与母材同等强度,密封很好,这给储存气体和液体容器的制造解决了密封和强度的问题;2电焊机缺点：电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场,电弧燃烧时会向周围产生辐射,弧光中有红外线,紫外线等光种,还有金属蒸汽和烟尘等有害物质,所以操作时必须要做足够的防护措施;焊接不适合于高碳钢的焊接,由于焊接焊缝金属结晶和偏析及氧化等过程,对于高碳钢来说焊接性能不良,焊后容易开裂,产生热裂纹和冷裂纹;低碳钢有良好的焊接性能,但过程中也要操作得当,除锈清洁方面较为烦琐,有时焊缝会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷,但操作得当会降低缺陷的产生;3、 MIG焊设备MIG焊设备包括焊接电源,控制系统,送丝系统,焊枪,供气系统和冷却水系统等部分;3.1焊接电源6156铝板对接焊,采用NBA-400半自动氩弧焊机;输入电压380V,3相,空载电压65V,额定输出电流400A,额定负载持续率60%,工作电压15-42V,焊丝直径1.6mm;3.2控制系统控制系统由基本控制系统和程序控制系统组成;基本控制系统包括：焊接电源输出调节系统,送丝速度调节系统,小车或工作台行走速度调节系统和气流量调节系统组成;他们的作用是在焊前或焊接过程中调节电流、电压、送丝速度、焊接速度和气流量的大小的;3.3送丝系统送丝系统通常由送丝机、送丝软管、焊丝盘组成; 这里取送丝速度730～890cm/min,推拉式送丝;3.4焊枪熔化极气体保护焊的焊枪分为半自动焊枪和自动焊枪两种;在焊枪内部装有导电嘴;为保证电接触可靠,可采用适合于不同焊丝尺寸,类型和材料的紫铜导电嘴;3.5供气系统供气系统通常与钨极氩弧焊相似,由气源高压气瓶,气体减压阀,气体流量计,电磁气阀和软管等组成,气体减压阀将高压气瓶中的气体压力将至焊接所要求的压力,气体流量计用来调节和标示气体流量大小,电磁气阀用以控制保护气体的通断;这里采用100%Ar作为保护气体,气体流量20～24L/min;3.6水冷系统水冷系统主要用来冷却焊接电缆,焊枪和钨棒;焊接电流通过导电嘴等部件时产生的电阻热和电辐射热在一起,会使焊枪发热,当焊接电流小于150A时不需要水冷；当焊接电流大于150A时需要使用水冷式焊枪,这里采用水冷;四、、焊接工艺参数焊接工艺参数主要有焊接电流、焊丝直径、电弧电压、焊接速度、焊接接头位置、焊接道次、保护气体流量;某一参数的影响是在其他的参数给定的条件下的表现;实际各参数之间是互相关联的,改变某一个参数就要求同时改变另一个或另一些参数,才能获得改变参数所期望获得的效果;1.焊接电流MIG焊时焊接电流主要取决于零件厚度,主要与“焊丝的熔化速度”及“母材的熔深”有关;焊接电流越大送丝速度增加,在同一焊接电流时,焊丝直径约小熔化越快;当焊接电流增大时,焊缝宽度、熔深以及焊防余高都有增大的倾向;根据实际情况去焊接电流240～290A,焊丝直径1.6mm,送丝速度730～890cm/min,选用焊丝SAlSi-1,牌号HS311;2.电弧电压电弧电压主要与“电弧长度”以及“熔深的状态”有关;根据实际情况取电弧电压为25～28V;3.焊接速度焊接速度主要与“溶深状态”焊缝宽度、熔化深度以及余高有关,取焊接速度为45～60cm/min;4.焊枪操作MIG焊接时焊枪的移动方向一般为“前进法”;这是为了避免将空气卷入保护气体中,从而得到健全稳定的电弧;特别是要使用电弧的清洁作用的铝的焊接时一定要使用前进法;5.焊前准备5.1坡口制备对接板厚为8mm,开V型坡口坡口角度为60°,钝边为2mm,对口间隙1mm;5.2焊前清理工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物,在焊前必须清除干净,否则会引起气孔、夹渣等缺陷,使焊缝的性能降低;清理的方法有两种：1机械清理法：用风动钢丝轮或钢丝刷、细砂纸清理,直到露出金属光泽为止;2化学清洁法：将焊接边缘和焊丝放入30%硝酸水溶液中,浸蚀2～3分钟,然后在流动的冷水中用洁净的布或棉纱擦干净;5.3预热为了消除气孔 ,保证焊缝根部可靠的熔合和焊透 ,提高焊接速度,减少氩气消耗量 ,焊件必须预热,板厚小于3毫米时,预热温度为 150～300℃；板厚大于3毫米时,预热温度350～500℃；预热温度过高,不仅恶化劳动条件,而且使焊接热影响区扩大,降低焊接接头的机械性能;5.4焊接道次焊接道次主要取决于零件厚度、接头形式、坡口尺寸及结构和材料特性;此外每个道次的熔池体积较小,也有利于氢气泡在熔池凝固前逸出;相邻两焊道内残存的气孔巧合相连而形成的通孔的机率不是很大;因此多道焊较有利于保证气密性,防止渗漏;通过查表这里适合用两道次焊缝,并且焊前加垫板;五、焊接注意事项1.焊接工作场地必须备有防火设备,如灭火器,消防栓等;氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置,减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害;2.熔化极氩气保护焊机应放在干燥通风处,严格按照使用说明操作;3.应经常检查焊枪冷却水系统的工作情况,发现堵塞或泄漏时应即刻解决,防止烧坏焊枪和影响焊枪质量;4.焊接人员离开工作场所或焊机不使用时,必须切断电源;5.氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕,疲乏;因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间,引燃电弧后立即切断高频电源;6.焊接时,紫外线强度很大,易引起电光性眼炎,电弧灼伤,同时产生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道;因此,焊工操作时应穿白帆布工作服,戴好口罩,面罩及防护手套,脚盖等;为了防止触电,应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮,工作人员应穿绝缘胶鞋;六、外观检验外观检验主要包括焊缝平直度偏差、厚度及余高的检查；表面裂纹检查；咬边检查；焊接件或产品的几何尺寸检查,包括形状及变形量是否超过技术规程的规定等;该过程以目视检查实现.目视检查用于检查堆焊层外观和尺寸,如用低倍放大镜,尺寸计量工具等;通常要检查的是焊后的堆焊表面质量熔渣清理,飞溅清理,表面成型质量表面尺寸,凸凹,余高,粗大颗粒等,表面有无各类裂纹或峭皮;其最基本的外形尺寸要均匀,堆焊层与基体金属之间应平滑过渡,基体无变形,属于初步检查;七、无损检测无损检测的目的是检查焊缝的表面与内部裂纹,夹杂、气孔、未熔合和未焊透等工艺性缺陷;无损检测一般都安排在外观检测之后进行,由于本焊接工艺易于出现裂纹,所以可以用超声波探伤;第二部分夹具设计一、夹具设计的目的意义及要求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;在焊接结构生产中,把用来装配进行定位焊的夹具称为装配夹具：而专门用来焊接焊件的夹具称为焊接夹具：把既用于装配又用于焊接的夹具称为装焊夹具;它们统称为焊接工装夹具;对焊接工装夹具的设计要求：1焊接工装夹具应动作迅速,操作方便,操作位置应处在工人容易接近,最宜操的部位; 2焊接工装夹具应有足够的装配焊接空间,不能影响焊接操作和焊工观察,不妨碍焊件的装卸,所有的定位原件和夹紧装置应与焊道保持适当距离或者布置在焊件的下方和侧面;夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位;3夹紧可靠,刚性适当,夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状,夹紧后不使焊件松动滑移,又不使焊件的拘束度过大,产生较大的应力;4为了保证使用安全,应设置必要的安全连锁保护装置;5夹紧时不应损坏焊件的表面质量,夹紧薄件和软质材料的焊件时,应限制夹紧力,或者对压头行程限位,加大压头接触面积,添加铝铜衬垫等措施;6接近焊接部位的夹具,应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅对夹紧机构和定位器表面的损伤;7夹具的施力点应位于焊件的支撑处或者布置在靠近支撑的地方,要防止支撑反力与夹紧力,支撑反力与重力形成力偶;8注意各种焊接方法在导热导电隔磁绝缘等方面对夹具提出的特殊要求;二、定位该工件属于简单型工件,同时夹具设计简单,便于安装,所以通过定位块和工具尺的测量以及家具的自身机构设计特点来对工件进行定位;1、确定定位基准一个零件的定位基准或待装部件用的组装基准,可按照以下原则：（1）当零部件既有曲面又有平面时,优先选择平面作为主要定位基准面,如果都是平面,选择其中最大的平面作为主定位基准或组装基准面;（2）应当选择；零部件窄而长的表面作为定位基准,窄而短表面作为止推定位基准;（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;2、定位器结构及其布局定位基准确定后,结合基准构造形状,表面状况,限制工件自由度的数目、定位误差的大小,以及堵住支承的合理使用等设计定位器;3、定位器材料和技术要求定位器本身质量要高,其材料、硬度、尺寸公差及表面粗糙度要符合要求,装入夹具后强度和刚性要好;根据实际情况,在本设计中采用支撑板作为定位装置,尺寸规格高度H=8mm,长度L=60mm,宽度B=14mm,双孔,孔径为5.5mm、10mm;三、夹具设计夹具体是在夹具上安装定位器和夹紧机构以及承受焊件质量的部分;各种焊接定位设备上的工作台以及装焊车间里的各种固定式平台,就是通用的夹具体;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机构;在批量生产中使用的专用夹具体,是根据焊件形状、尺寸、定位及夹紧要求,装配施焊工艺等专门设计的;对夹具体的要求如下：1足够的强度和刚度;2便于实施装配和焊接作业;3能方便地卸下装焊好的焊件;4必要的导电、导热、导水、导气及通风条件;5易于清除焊渣、锈皮等污物;6有利于定位器、夹紧机构位置的调节与补偿;7必要时应具有反变形的功能;1.夹紧力的计算对板材的圆形鼓包,如图,可看成周边固定的板材在均布载荷q作用下所形成的弯曲板,其中心挠度F=qr^4/64C式中q-----均布载荷,且q=F/πr²F-----作用在板材上的压力r-----鼓包半径C-----板材的圆柱刚度E-----板材的弹性模量δ----板材厚度ν----板材的泊松比,取ν=0.3将q值和C值代入后,经变换得F=18fEδ³/r²若通过实验测得板材变形后得f、r值,即可计算出F值,此值就是所需的夹紧力;若夹紧后应力超过屈服点,此式的应用便失去了意义;为此还要验算板材鼓包中心应力为σ=0.15F/δ²最后得到σ=2.8fEδ/r薄板的鼓包变形根据鼓包实测尺寸算出班中应力值σ;若该盈利超过屈服点σs,则此时夹紧力Fs可利用式σ=2.8fEδ/r并将σ置换成σs后得到Fs=σsδ²/0.15在实际夹紧装置上,按上式算出的夹紧力并不是均匀地分布在整个鼓包上,而是分布在沿被焊坡口长约鼓包直径的两段平行线上,此时,可近似认为每单位坡口长度的计算夹紧力同理,若σ﹥σs,则每单位坡口长度计算载荷为在本篇课程设计中,两块铝合金板材对接焊接,已知厚度δ=108.12mm,弹性模量E=69000MPa,对接焊后出现鼓包如图1-4所示,r=120mm,f=43.2,4.8,为防止产生此种变形,我们可以求出单位坡口长度两边所需施加的夹紧力;按式1-5先算出板中可能出现的应力σ=2.8fEδ/r²=429.3N由于该值大于板材的屈服强度,故按照式1-8计算单位坡口长度的夹紧力Fds=Fs/4r=σsδ²/0.6r=106.67N2.夹紧机构设计利用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构,统称为螺旋夹紧机构;这类夹紧机构由于结构简单,夹紧可靠,通用性强,即可独立使用,也可以安装在夹具上和定位器配合使用,所以在焊接生产中广泛应用,其缺点是夹紧和松开工件时比较费时费力;由于本次焊接设计采用铝合金平板对接焊,焊接结构较为简单,故选用螺栓夹紧机构;2.1螺旋夹紧件的基本构造螺旋夹紧件已经是标准件,只有在特殊需要时才自行设计;它有两种基本形式：一种是螺钉夹紧件,一种是螺母夹紧件;螺钉夹紧机构图为简单螺钉夹紧机构,图a中由于螺钉脚部与工件接触,易引起工件压伤,且夹紧力集中,易引起不允许的变形,为保护工件不被压伤,往往在下面装上压块,如图b所示;压块作用是防止在旋紧螺杆时带动工件一起转动,并避免螺杆头部直接与工件接触而造成压痕,同时也可增大与工件的接触面积,使夹紧更可靠;2.2螺旋夹紧机构的工作性能螺旋夹紧时,其受力分析如图所示;螺杆可认为是绕在圆柱体上的一个斜面,螺母看成是斜面上一个滑块A,因此其夹紧力可根据楔的工作原理来计算;螺旋夹紧受力分析外加力为FQ,手柄长度为L,螺纹平均半径为r0则可求出滑块水平力Fx,即FQL=Fxr0Fx=FQL/r0夹紧力Fj、斜面反作用力FN和水平力Fx处于平衡状态,可得Fx=Fjtanα根据平衡条件,可求出夹紧力Fj=FQL/r0tanα+φ1式中 Fj------夹紧力FQ--------手柄上的作用力L---------手柄的臂长r0--------螺纹的平均半径α--------螺纹升角φ1-------螺母与螺杆间摩擦角实际可取8°30′对于标准三角螺纹,升角都不大于3°30′,远比摩擦角φ1要小,故可保证自锁; 使用力臂L=14d0的标准扳手,若取α=3°,φ1=8°30′,代入以上公式可得 Fj=140FQ可见螺纹夹紧力是很大的,这是其他简单加紧件所不及的;但当螺纹端部位平端面或用螺母夹紧形式时,还必须考虑其旋转接触面间的摩擦力矩损失,此时夹紧力的计算公式为Fj=FQ/r0tanα+φ1+r′tanφ2式中φ2--------螺杆端部与工件或压块间的摩擦力可取tanφ2=0.15；r′------摩擦力矩的当量半径mm;当量半径 r′与接触处的形状有关;如图所示,当平面接触时, r′=2r/3; 当圆环面接触时,r′=1.25r;通过计算得到Fmax=63960N,采用6个螺栓,则单个夹紧力为10660N;单个手柄原始作用力FQ=76N,手柄长度240mm;用上述条件简化,可得（1）螺杆头部是平的,如图a所示,则Fj≈90FQ2螺母夹紧形式,如图b所示,则Fj≈70FQ关于螺旋夹紧产生夹紧力参照表5,选用时,夹紧工件的力应小于表中所列数值表5 单螺旋夹紧许用夹紧力螺纹直径/mm 中径之半r0/mm手柄长度L/mm原始作用力FQ/N产生的夹紧力Fj/N点接触圆周线接触圆环面接触10 4.50 120 25 4200 3000 400012 5.43 140 35 5700 4000 580016 7.35 190 65 10600 7200 850020 9.19 240 100 16500 11400 1150024 11.02 310 130 23000 16000 14600根据应力计算,选用螺纹直径为10mm的螺栓;四、夹紧材料的设计焊接时使用的垫板和压板,均采用不锈钢材料;采用不锈钢作为垫板和压板与碳钢和铜相比,有很明显的优势,它不吸附水分,因此焊接过程中可相应的减少焊缝中气孔的产生,而且也不会因材料局部熔化而造成焊缝污染;。
工装夹具的设计
焊接治具基础知识
18
八 夹紧
3. 1 手动夹紧
手动夹紧是以人力为动力源，通过手
手 动
柄操作实现夹紧的装置。它结构简单，多
凸
数有自锁和扩力性能，但工作效率较低， Nhomakorabea轮
劳动强度较高。
手动凸轮－杠杆夹紧，是经凸轮或偏心轮
扩力后再经杠杆进一步扩力或缩力来实现
螺
夹紧作用的夹紧装置。
旋
手动螺旋夹紧，是利用螺旋的扩力和自锁 性能来实现夹紧的装置。
一般情况下，如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，
或虽经过了机械加工，但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。
如果工件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元件的尺寸、
形状和位置都做得比较准确，比较光整，则过定位不但对工件加工面的位
置尺寸影响不大，反而可以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的。
焊接治具基础知识
• (2) 夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受 压表面的损伤不致超过允许范围。
• (3) 夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操纵省力和安全。 • (4) 夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。夹紧点应尽
量接近被加工表面，在焊接治具上中夹紧和支撑尽可能靠近重要尺寸 位置。
25
八 夹紧
4.3 两种无杆气缸的区别
机械接触式： •机械连接，动作稳定 •可使用气缓冲 •机构不完全密封，有微 漏 焊接治具基础知识
磁性无杆缸： •可以制作小口径 •密封简单，动作稳定 •无泄漏，可用于洁净 环境
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八 夹紧
4.4 电磁阀
何谓方向控制阀？
阀能改变气体流动方向或者通断的 控制阀称为方向控制阀。
焊接工装夹具设计说明
序言 .................................................................. (2)一、夹具设计任务 (3)1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图 (3)2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析 (3)二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定 (3)1、基准面的选择（夹具体方式的确定） (3)2、定位方式及元器件选择 (4)3、夹紧方式及元器件选择 (4)4、装焊方案 (4)5、装焊夹具结构 (5)三、主要零件设计的说明 (5)1、夹具体 (5)2、压板 (5)3、插销机构主体 (5)4、快撤式螺旋夹紧器件 (5)四、夹具的装配要求 (5)五、装焊夹具使用说明 (6)1、夹具的操作步骤 (6)2、夹具使用注意事项、保养及维护 (6)六、本次课程设计小结、体会及建议 (6)七、参考资料 (7)焊接工装夹具及其在生产中的运用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。
焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面：（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。
减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。
（2）有效的防止和减轻了焊接变形。
（3）使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。
（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。
焊接夹具设计规范
焊接夹具设计规范篇一：焊接夹具的设计的要求焊接夹具的设计的要求焊接工装是摩托车车架制作过程中的关键设备，其设计质量不仅直接影响车架的精度，而且也决定生产效率和工人的作业条件。
1 焊接工艺方案的确定1.1 准备工作主要研究原始资料，明确设计任务和进行必要的调查研究。
一般应具备下列原始资料。
a）车架的生产纲领（年产量）、生产性质与类型。
b）车架图纸、技术要求及其他相关件的装配关系。
c）车间的生产条件，如作业面积、动力供应及技术水平等。
d）相关技术标准、法规和本企业的发展目标。
1.2 工艺方案的设计在调查研究和对资料综合分析的基础上拟定车架的工艺方案（包括焊接工艺规程、工程计划表和结构草图等）。
需对下列内容进行构思和选择。
a）根据生产纲领等确定车架的生产节拍。
b）根据车架零部件的装配顺序、焊接方法、焊缝的位置及质量要求、生产节拍和各工序工时的均衡来规定生产组织形式和工艺路线的安排，包括划分车架零部件组焊的工序和所需焊接工装的数量及其在车间的布局。
c）实现某种功能拟采用的原理和相应的机构。
如定位与夹紧的方式和机构、焊件的翻转或回转等。
d）各工序所需工装的基本构成、车架零部件的定位、夹紧位置和总体布局，主要零部件的基本结构。
2 焊接工装的设计2.1 焊接工装的设计原则首先是焊接工装满足工艺技术要求，并应便于操作、安全、可靠及满足外观和经济上的要求。
2.2焊接工装的设计要求a）焊接工装应具有动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人最容易接近、最易操作的部位。
特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作高度应设在工人最易用力的部位，当夹具处于加紧状态时应能自锁，一般操作高度应控制在800~900mm。
b）焊接工装应有足够的装配、焊接空间，不能影响焊接操作和焊接观察，不妨碍焊件装卸。
所有定位元件和夹紧机构的执行元件应可调，即能伸缩和转位。
同时必须保证焊接机头的焊接可达性。
c）夹紧可靠，刚性适当。
加紧时不能破坏焊接件的定位位置和几何形状（如变形、凹陷、划伤等），且要保证夹紧后不能使焊件松动滑移，可以采取压头行程限位、加大压头接触面积或在压头上安装铜、铝、硬塑料衬垫等措施。
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
机器人控制柜
变位机1 电机翻转+定位销定位
底座
变位机2 电机翻转+定位销定位
典型结构件机器人焊接工装夹具结1、点焊工装
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
2、机器人焊接工装
定位销
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
五、工装安装调试与验收
安装调试：夹具的安装调试是决定焊接件质量的重要因素之一。 采用型面定位，根据标准样件定位面在夹具支座上安装定位件 和夹紧件。利用三坐标检测仪检测并精确调整，确保定位精度。
快速装卸的方式，且减少对焊接位置的遮挡。焊接夹具的设计力 求模块化和标准化，采用一体式底座，确保各单元相对位置的稳 定性。
工艺分析：工件事先进行拼装点焊的预处理，然后采用手动方式
把工件固定于机器人焊接工装台上。操作人员按下启动按钮后，工作站根 据预先设定的程序运行。机器人夹持焊枪到达焊缝位置开始焊接，确保最 佳焊接质量。 1、经点焊后工件在工位上装夹完成后，操作人员按下预约按钮。 2、机器人接收信号后进入工位，开始焊接。 3、焊接过程变位机翻转、机器人动作满足所有焊缝的焊接要求。
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
一、产品简介
名称 :输送支架 毛重:约21Kg 焊缝长:约1060mm
现场环境信息 使用温度: 5℃～45℃
电源电压: 380V/220V±10% 50HZ
压缩空气源: 0.5～
0.7Mpa
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
二、夹具设计方案及工艺分析
设计方案：焊接夹具为手动夹具，在保证强度的前提下设计为
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
机械装备制造中焊接工装夹具的应用
机械装备制造中焊接工装夹具的应用发表时间：2020-12-23T14:14:03.000Z 来源：《基层建设》2020年第24期作者：郑景斌[导读] 摘要：伴随先进科技的飞快进步，焊接技术也获得了长足的发展。
广东葆德科技有限公司广东佛山 528000 摘要：伴随先进科技的飞快进步，焊接技术也获得了长足的发展。
尤其是在制造各式各样的机械装备当中，愈发广泛地推广应用现代化的焊接技术。
其中工装夹具在焊接过程中投入使用，更是进一步大幅提升了产品的整体精准性，令生产出来的产品更加优质。
同时，在这样的生产过程当中，还明显提高了运作效率，大幅减小工人的日常劳动强度。
为此，本文从机械装备出发，探讨了在制造中常用的工装焊接夹具及其具体应用措施，仅供参考。
关键词：焊接工装夹具；机械装备；模块化在新世纪下，伴随焊接工艺的全方位发展，焊接中常用的工装夹具也发挥出越来越重要的作用。
在制造现代化的机械装备中，通过科学地应用工装夹具，来焊接零部件，可以充分控制好工艺质量、增大焊接生产率、降低焊接成本等。
在这个过程当中，还能准确固定、正确安装各种机械零部件，并良好焊接零部件。
所以，在制造机械逐步行业，焊接工艺上配套的工装夹具飞快发展并且被更加广泛地推广应用。
一、焊接工装夹具概述1、基础分类通常而言，在焊接中常用的工装夹往往存在一定的柔性。
从大体上看，夹具主要涉及以下两种：专用类夹具、通用类夹具。
在当前的机械制造行业，有非常广泛地使用到各种专用夹具。
特别是有些高精密的复杂多变零部件，以及大批量生产加工的机械装备，均有依赖这种夹具。
因为设计专用夹具，主要就是为了加工生产出来独具特色的零部件，所以，应在具体制作夹具中，全面考量诸多方面的要求。
比如，稳固度、定位精度、零部件装卸等上的要求，以便更快地生产出更优质的零部件。
现阶段，在诸如车辆装配结构体系等的新型生产体系内部，均有规划精密度相当高的工装夹具生产制作定位结构系统。
2、基本特点在制造现代机械装备中，所用零部件的质量及制造效率，往往直接由焊接工艺及其工装夹具来最终决定。
焊接操作机组成与应用及焊接工装夹具的设计分析
焊接操作机组成与应用及焊接工装夹具的设计分析一、焊接操作机应用焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进展自动焊接的专用设备，有固定式、回转式、全位置等多种构造形式。
可按照用户的需求选择构造并配套各类焊机和增加跟踪、摆动、监控、焊剂回收输送等辅助功能。
二、焊接操作机组成主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置组成。
1.操作装置包括导轨、倾角调节机构、垂直导向机构、焊枪夹和焊枪，倾角调节机构可使焊枪能绕中心进展正负旋转。
2.控制装置由电气控制系统组成，可以控制焊接操作机的工作状态。
3.动力源装置由气缸组成，采用气压驱动进展动力传送。
4.工艺保障装置由导丝机构、焊丝导管和导丝嘴组成，能实现焊丝的自动导向定位，可保证焊缝质量。
焊接操作机可与专用的焊件变位机械配合，实现缸体一次装夹，两根焊枪同时焊接左右双侧，使得加工准确度和生产效率很大幅度的提高。
焊接操作机是按选定的焊接速度沿规定的轨迹移动，或焊剂把焊接机头、焊枪送到并维持在待焊位置的装置。
三、焊接操作机焊接工装夹具的设计分析焊接操作机是按选定的焊接速度沿规定的轨迹移动，或焊剂把焊接机头、焊枪送到并维持在待焊位置的装置。
焊接操作机一般由立柱、横梁、回转机构、台车等组成。
各部件为积木式构造，一般立柱、横梁为其根本部件，其余部件可据用户不同的利用要求选配。
立柱及横梁采用折弯焊接构造件，具有很好的刚性。
轻、中型、重型焊接操作机均采用三角型导轨，超重型采用平面方形导轨，均经磨削、高频淬火。
充分保证了导轨的高精度及其耐磨性。
应用于压力容器中锅炉汽包，石化容器等圆筒形工件的内外缝的纵缝焊和环缝焊焊接。
1.焊接工装夹具应动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人容易接近、最宜操作的部位。
特别是手动夹具，操作高度应设在工人最易使劲的部位，其操作力不能过大，操作频率不能太高，当夹具处于夹紧状态时，应可自锁。
2.焊接工装夹具应有足够的焊接空间，不能影响焊工观察和焊接操作，不能阻碍焊件的装卸。
机器人工装夹具的设计及其应用研究
机器人工装夹具的设计及其应用研究第一章：引言随着现代工业的不断发展，机器人技术在工业领域的应用越来越广泛。
机器人工装夹具作为机器人操作的关键工具，其设计与应用也成为了工业自动化领域的研究重点之一。
本文旨在探讨机器人工装夹具的设计和应用，从技术和应用两个方面对相关技术进行深入分析。
第二章：机器人工装夹具的设计2.1 夹具的种类和结构机器人工装夹具的种类和结构多种多样，设计者需要选择适合自己机器人的型号和特点的夹具。
按照操作方式可以分为手动夹具、气动夹具和液压夹具三种，其结构又可以分为开合式夹具、邮票式夹具和万向夹具等。
2.2 夹具的材料与制造工艺夹具的材料和制造工艺对夹具的质量和寿命有着至关重要的影响。
夹具的材料一般采用高强度合金或工程塑料，制造工艺则采用精密数控加工或3D打印等先进技术。
2.3 夹具的控制系统夹具的控制系统是夹具设计中的重要组成部分，包括传感器、控制器、执行器等。
机器人工装夹具的控制系统应该具备高精度、高稳定性和大容量等特点，以满足机器人自动化生产的需求。
第三章：机器人工装夹具的应用3.1 机器人喷漆操作夹具在汽车制造等工业领域中，喷漆是一个重要的环节。
机器人工装夹具可以帮助机器人完成喷涂操作，不仅提高了生产线效率，且喷涂质量更加稳定。
3.2 机器人焊接操作夹具在工业生产中，焊接是一个不可或缺的过程。
机器人工装夹具可以帮助机器人精准掌握焊接操作，提高焊接质量和生产效率。
3.3 机器人组装夹具在电子产品制造行业，机器人组装储存主板、显示屏、键盘、电源、喇叭等部件，机器人工装夹具可以帮助机器人完成组装任务，提高生产效率和组装质量。
第四章：机器人工装夹具的市场前景机器人工装夹具作为机器人自动化生产的重要工具，有着广泛的市场需求。
随着人工智能、自动化和机器人技术的不断进步，机器人工装夹具的应用也将更加广泛。
预计未来几年，机器人工装夹具的市场需求将呈现一定的增长趋势。
第五章：结论机器人工装夹具的设计和应用对机器人自动化生产的发展有着积极的促进作用。
焊接工装夹具
前言 (2)纲要 (4)1 焊接工装夹具 (5)1.1 焊接工装夹具的主要作用 (5)1.2 焊接工装夹具设计的基本要求 (5)1.3 焊接工装夹具的分类与构成 (6)1.4 焊接工装夹具的特色 (7)1.5 焊接工装夹具的设计 (8)2 焊接操作机 (10)2.1 焊接操作机的观点 (10)2.2 焊接操作机的构造、分类、及应用 (10)2.3 焊接操作机的驱动力计算 (12)参照文件 ..................................................................................................................................................... 错误！不决义书签。
前言焊接操作机应用：焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设施，有固定式、展转式、全地点等多种构造形式。
可依据用户的需求选择构造并配套各样焊机以及增添追踪、摇动、监控、焊剂回收输送等协助功能 .焊接操作机构成原理：主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置构成。
一、操作装置包含导轨、倾角调理机构、垂直导向机构、焊枪夹和焊枪，倾角调理机构可使焊枪能绕中心进行正负旋转。
二、控制装置由电气控制系统构成，能够控制焊接操作机的工作状态。
三、动力源装置由气缸构成，采纳气压驱动进行动力传递。
四、工艺保障装置由导丝机构、焊丝导管和导丝嘴构成，能实现焊丝的自动导向定位，可保证焊缝质量。
焊接操作机可与专用的焊件变位机械配合，实现缸体一次装夹，两根焊枪同时焊接左右双侧，使得加工精准度和生产效率很大幅度的提高。
焊接操作机一般由立柱、横梁、展起色构、台车等零件构成。
各零件为积木式构造，一般立柱、横梁为其基本零件，其余零件可据用户使用要求选配。
立柱及横梁采纳折弯焊接构造件，拥有很好的刚性。
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焊接操作机组成与应用及焊接工装夹具的设计分析
一、焊接操作机应用
焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设备，有固定式、回转式、全位置等多种结构形式。
可根据用户的需求选择结构并配套各种焊机以及增加跟踪、摆动、监控、焊剂回收输送等辅助功能。
二、焊接操作机组成
主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置组成。
1.操作装置包括导轨、倾角调节机构、垂直导向机构、焊枪夹和焊枪，倾角调节机构可使焊枪能绕中心进行正负旋转。
2.控制装置由电气控制系统组成，可以控制焊接操作机的工作状态。
3.动力源装置由气缸组成，采用气压驱动进行动力传送。
4.工艺保障装置由导丝机构、焊丝导管和导丝嘴组成，能实现焊丝的自动导向定位，可保证焊缝质量。
焊接操作机可与专用的焊件变位机械配合，实现缸体一次装夹，两根焊枪同时焊接左右两侧，使得加工精确度和生产效率很大幅度的提高。
焊接操作机是按选定的焊接速度沿规定的轨迹移动，或焊剂把焊接机头、焊枪送到并保持在待焊位置的装置。
三、焊接操作机焊接工装夹具的设计分析
焊接操作机是按选定的焊接速度沿规定的轨迹移动，或焊剂把焊接机头、焊枪送到并保持在待焊位置的装置。
焊接操作机一般由立柱、横梁、回转机构、台车等组成。
各部件为积木式结构，一般立柱、横梁为其基本部件，其余部件可据用户不同的使用要求选配。
立柱及横梁采用折弯焊接结构件，具有很好的刚性。
轻、中型、重型焊接操作机均采用三角型导轨，超重型采用平面方形导轨，均经磨削、高频淬火。
充分保证了导轨的高精度及其耐磨性。
应用于压力容器中锅炉汽包，石化容器等圆筒形工件的内外缝的纵缝焊和环缝焊焊接。
1.焊接工装夹具应动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人容易接近、最宜操作的部位。
特别是手动夹具，操作高度应设在工人最易用力的部位，其操作力不能过大，操作频率不能过高，当夹具处于夹紧状态时，应可自锁。
2.焊接工装夹具应有足够的焊接空间，不能影响焊工观察和焊接操作，不能妨碍焊件的装卸。
所有的定位元件和夹紧机构应与焊道保持适当的距离，或者布置在焊件的下方或侧面。
夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。
3.夹紧可靠，刚性适当。
夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状，夹紧后既不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束度过大而产生较大的应力。
夹紧时不应损坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质材料的焊件时，应限制夹紧力，或者采取压头行程限位、加大压头接触而积、加添铜、铝衬垫等措施。
4.为了保证使用安全，应设置必要的安全连锁保护装置。
5.接近焊接部位的夹具，应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅物对夹紧机构和定位器表面的损伤。
夹具的施力点应位于焊件的支承处或者布置在靠近支承的地方。
6.注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。
比如，闪光焊和凸焊时，夹具兼作导电体;钎焊时，夹具兼作散热体，因此要求夹具本身具有良好的导热、导电性能。
再如，真空电子束焊所使用的夹具，为了不影响电子束聚焦，在枪头附近的夹具零件，不能用磁性材料制作，夹具也不能带有剩磁。
7.用于大型板焊结构的夹具，要有足够的刚度和强度，特别是夹具体的刚度，对结构的形状精度、尺寸精度影响非常大，所以设计时要留较大的余度。
在同一个夹具上定位器和夹紧机构的结构形式不宜过多，并且尽量只选用一种动力源。
工装夹具本身也应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率。
8.尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构以及标准的零部件来制作焊接工装夹具。