焊接夹具课程设计说明书

上海工程技术大学

《焊接夹具设计说明书》

院系：材料工程学院

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指导教师：

完成时间：2013.1.10

目录

1 夹具设计的目的意义及要求 (2)

2 焊接结构件的分析 (2)

2.1 焊接结构件组成及成分析 (2)

2.2 焊接结构件成分分析 (3)

2.3 焊接结构件焊接性能 (3)

3制订焊接结构件的焊接工艺 (3)

3.1 焊接方法及焊接规范 (3)

3.2 焊接材料的选择 (3)

3.3 焊接工序的确定 (4)

3.4 焊接质量的保证措施 (4)

4 焊接夹具的设计 (4)

4.1.1基准面的选择 (5)

4.1.2定位器的设计 (6)

4.1.3夹具体的设计 (7)

4.1.4 夹紧装置的设计 (8)

4.1.5夹紧材料的设计 (8)

4.1.6夹具尺寸公差及粗糙度 (9)

焊接夹具课程设计说明书

1、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。

2、焊接结构件的分析

2.1 结构组成

大立方体工件（1个），小立方体工件（1个），圆柱筒体工件（1个）

2.2结构组成成份

如图2-1所示

水平板：不锈钢；立方体：不锈钢；圆柱体：不锈钢

图2-1焊机结构件示意图

2.3 焊接结构件焊接性能分析

焊接性就是金属是否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。金属焊接性的概念有两个方面的内容：

是金属在焊接加工中是否容易形成

缺陷；二是焊成的接头在一定条件下可靠运行的能力。

在焊接过程中形成的缺陷主要有：

(1)气孔

焊缝表面或邻近表面的气孔比深埋气孔更危险，成串或密集气孔单个气孔更危险；

(2)夹渣

夹渣或夹杂物截面积的大小成比例的降低材料的抗拉强度，但对屈服强度的影响较小；

(3)几何形状造成的不连续；

几何形状造成的不连续性缺陷，如咬边，焊缝成型不良或烧穿等，(4)未熔合和未焊透；

未熔合和未焊透比气孔夹渣更为有害；

(5)裂纹，裂纹；

是最危险的焊接缺陷。由于尖锐裂纹易产生尖端缺口效应，当出现三向应力状态和温度降低等情况时，裂纹可能失稳。

3、制定焊接结构件的焊接工艺

3.1 焊接方法及焊接规范

焊接方法：手工电弧焊

焊接规范：焊接电流：120----150A，电压：50---60V，

焊接预热：无要求

3.2 焊接材料的选择

焊条可选用低氢型焊条J427或J507，因为低氢型焊条熔敷金属

散氢量少，去硫能力强，所以熔敷金属塑性，韧性良好，抗开裂能也良好。

3.3 焊接工序的确定

构件的焊接按如下的顺序进行：先将立方体与底板相连接，再将立方体与圆柱体相连接。

3.4 焊接质量的保证措施

焊前清除油污，氧化物等杂质，焊前应进行预热，预热温度应在150摄氏度以上，也不宜太高，焊后要进行热处理。

4、焊接夹具的设计

图4-1 焊接夹具

4.1.1基准面的选择

夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、

装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等，该构件的基准面选到了水平板的下底面跟立方体的右面。（如图4-2所示）

4-2(a) 4-2(b)

图4-2 工件

4.1.2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。

4.1.3夹具的设计

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