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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。
【专业知识】焊接工装夹具的设计方法与技巧，都在这了在焊接过程中，各种工装夹具必不可少，特别是各种产品不同需要的工装夹具也不同，因此，焊接工程师要懂得应用和设计工装，才能使焊接工艺达到最佳水平。
先来看几个简单实用的焊接夹具要想焊接夹具实用、方便，还得自己动手动脑设计。
今天小编在这里为大家整理了一套资料，供大家选用。
1．夹具设计的基本要求（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度（2）夹紧的可靠性（3）焊接操作的灵活性（4）便于焊件的装卸（5）良好的工艺性2．工装夹具设计的基本方法与步骤（1）设计前的准备夹具设计的原始资料包括以下内容：1）夹具设计任务单；2）工件图样及技术条件；3）工件的装配工艺规程；4）夹具设计的技术条件；5）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。
（2）设计的步骤1）确定夹具结构方案2）绘制夹具工作总图阶段3）绘制装配焊接夹具零件图阶段4）编写装配焊接夹具设计说明书5）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。
3．工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类：1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V形块、定位销等定位元件。
2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。
3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。
4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。
4．夹具结构工艺性（1）对夹具良好工艺性的基本要求1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。
2）各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。
3）便于夹具的维护和修理。
（2）合理选择装配基准1）装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。
工装夹具设计的方法1、夹具设计的基本要求由于产品结构的技术条件、施焊工艺以及工厂具体情况等的不同，对所选用及设计的夹具均有不同的特点及要求。
目前，就装配焊接结构生产中所使用的多数夹具而言，其共性的要求有以下几方面：（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度夹具在生产中投入使用时要承受着多种力的作用，如焊件的自重、夹紧反力、焊接变形引起的作用力、翻转时可能出现的偏心力等，所以夹具必须有一定的强度与刚度。
（2）夹紧的可靠性夹紧时不能破坏工件的定位位置，必须保证产品形状、尺寸符合图样要求。
既不能允许工件松动滑移，又不能使焊件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
因此，手动夹具操作时的作用力不可过大，机动压紧装置作用力应采用集中控制的方法。
（3）焊接操作的灵活性使用夹具生产应保证足够的装配焊接空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。
（4）便于焊件的装卸操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利地从夹具中取出，还要注意制品在翻转或吊运时不受损坏。
（5）良好的工艺性所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。
设计时，还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力以及安装场地等因素，降低夹具制作成本。
2、工装夹具设计基本方法为保证用设计出的夹具生产出符合设计要求的工件，就要了解工件在生产中及本身构造上的特点及要求，这是设计夹具的依据，是设计人员应细致研究并掌握的原始资料。
夹具设计的原始资料包括以下内容：（1）夹具设计任务单任务单中说明工件图号、夹具的功用、生产批量、对该夹具的要求以及夹具在工件制造中所占地位和作用。
任务单是夹具设计者接受任务的依据。
（2）工件图样及技术条件研究图样是为了掌握工件尺寸链的结构、尺寸公差及制造精度等级。
此外，还需了解与本工件有配合关系的零件在构造上它们之间的联系。
研究技术条件是为了明确在图样上未完全表达的问题和要求，对工件生产技术要求获得一个完整的概念。
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。
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。
中立柱内加强板分总成焊接工装夹具设计学生姓名班级：指导老师：熊震宇摘要：针对江铃皮卡汽车中立柱内加强板焊接工件，根据汽车行业焊装夹具设计的一般方法和原则，设计了一套现代化合理实用的焊接夹具。
采用了自动化程度较高的气动夹具，详细分析了气缸直径与行程的选定，并对夹具受力复杂部件进行理论应力强度分析，优化焊接夹具零部件的设计。
本文采用计算机辅助设计方法，利用UG（Unigraphics）软件的三维建模以及装配功能对夹具零部件进行快速设计与装配，缩短了焊装夹具设计周期、提高了效率、形象直观，提升了设计质量并降低了成本，避免了传统的二维设计方法设计周期长、更改不便、复杂局部难以直观表达的缺点。
设计的整套夹具体零部件较多，部分位置不便观察，采用UG装配序列功能制作装配序列动画可以使工人了解夹具各个零件间的装配关系及整个夹具的装配顺序，提高装配效率。
UG运动仿真对夹具打开、夹紧及焊接工件的放入、取出进行运动分析及干涉检查，保证夹具设计方案的优化和设计质量，为焊接夹具的设计和验证优化提供了技术基础，提高了设计效率，获得了符合设计要求的中立柱内加强板焊接夹具。
该设计满足企业实际生产要求，具有一定的实用价值。
关键词：气动夹具UG建模与装配运动仿真指导老师签名：Inner reinforcing plate of center pillar Subassembly welding fixture designStudent name:Class:Supervisor: Xiong ZhenyuAbstract: According to “inner reinforcing plate of center pillar” workpieces, whether based on the general methods and princlples of welding fixture design in auto industry. A modernization and reasonable pneumatic welding fixture designed with a high degree of automation when detailly analyzed the selection of diameter and stroke on cylinder . Theoretical stress intensity analysis on fixture which beared complex force that can optimize the design of welding fixture.This paper adopting the method of computer-aided design, based on the Unigraphics software of three dimensional modeling and assembly function of fixture parts for rapid design and assembly shortening the welding fixture design cycle, improve efficiency, visual image, improve the design quality and reduce the cost, avoiding the traditional two dimensional design which the design cycle is long, chang the inconvenience, the shortcomings of complex partical hand to visual, and holder of a complete set of more specific parts which the part position inconvenient observation. UG assembly sequence features to make assembly sequence animation which allows workers to understand each fixture assembly relations between parts and the whole fixture assembly sequence , that can improve the assembly efficiency.UG motion simulation for open fixtures , clamping and welding workpieces placed , removed for motion analysis and interference checking. Which guaranteed fixture design optimization and design quality. This method provided technical basis, Improve the efficiency of design, by which the suitable welding fixture was acquired. Consequently: the design is suitable for the actual production requirement which with centain engineering background and practical value.Keyword: pneumatic welding fixture UG Modeling and Assembly Motion SimulationSignature of Supervisor:目录1 前言 (1)1.1 选题依据及课题意义 (1)1.2 国内外研究概况及发展趋势 (1)1.2.1车身焊装简介 (1)1.2.2车身定位特点 (3)1.2.3国内外汽车焊装夹具设计研究现状及发展趋势 (4)1.3 研究内容及实验方案 (7)1.3.1研究内容 (7)1.3.2实验方案 (8)2 定位及基准 (9)2.1 工件及定位 (9)2.2 基准 (9)3夹具设计 (10)3.1 基板的设计 (11)3.1.1上面板的设计 (11)3.1.2槽钢的选择布置 (12)3.2 底座的设计 (12)3.3 连接板的设计 (12)3.4 夹紧臂的设计 (13)3.5 销、销支架及定位块的设计 (14)3.6 气缸的选型 (15)3.6.1气缸直径的选定 (15)3.6.2气缸行程的选定 (16)3.7 基于UG软件零件的三维建模与装配 (17)3.7.1UG软件简介 (17)3.7.2零件的三维建模 (18)3.7.3夹具零件及焊接工件的装配 (19)4 验证及优化 (21)4.1夹紧臂理论校核 (21)4.2运动分析 (22)4.3装配序列 (26)5 输出工程图 (28)6 结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)南昌航空大学学士学位论文1前言1.1选题依据及课题意义汽车制造业是全球性重要的支柱产业，中国汽车工业也进入了一个快速制造，群雄逐鹿的时代，随着人民生活水平的日益提高，在未来五至十年将是SUV（多功能运动型）车型的市场。
