当前位置：文档之家 › 焊接工装设计实例介绍.ppt

焊接工装设计实例介绍.ppt

  • 格式：ppt
  • 大小：2.13 MB
  • 文档页数：102

下载文档原格式

  / 102

合集下载

焊接结构设计_PPT课件

焊接结构设计_PPT课件

（2）坡口形式选择：
主要依据焊件板厚和焊件使用条件进行选择。 1）焊件板厚： 薄板对接一般采用Ⅰ型坡口，其余可查表。 2）焊件使用条件：
★承载较小或精度要求不高时， 采用Ⅰ形、Ｖ形等坡口；
★承载较大或精度要求较高时， 宜采用Ｕ形、Ｘ形、和双Ｕ形等坡口。
焊接工艺设计示例 实例 结构名称 ：中压容器（见下图）
4
5
1
6 2
7 3
（2）焊接方法、接头形式、焊接材料及工艺
序
号 焊缝名称 焊接方法与工艺
接头型式
焊接材料
埋弧自动焊双面
1
筒身纵缝 焊（质量高），先 1、2、3 内后外。16Mn应
在室内焊接。
4、5、6 埋弧焊双
2
筒身环缝 面焊，先内后外；7 装
配后先在内部用手弧焊
4、5、6、7 封底，再用埋弧焊焊外
（3）尽量减少异种金属的熔焊。减少出现的问题复杂性，避 免无法用熔焊的方法获得满意接头。
（4）尽量选用尺寸较大的原材料或型材，以减少焊缝数量。
（5）尽量采用廉价材料，以降低成本。
二、焊接方法的选择
合理选择焊接方法，应考虑的因素： １．根据材料的焊接性，通过查表选择焊接方法。 表8-1 ２．根据材料的特点选择；如低碳钢可采用各种焊接方法都可
（2）.焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形。
1. ①焊缝焊缝应避开最大应力和应力集中的部 位。
不合理
合理 图8- 2 焊缝应避开应力集中部位
②焊缝设置应尽可能对称。 焊缝位置偏离中性轴，焊后会产生较大的弯曲变形; 焊缝对称于中性轴，有可能使弯曲变形互相抵消; 两条焊缝在中轴上，焊后无明显弯曲。
图8-3 焊缝对称布置的设计
③焊缝应避免过分集中和交叉。多次焊接会使接头部位 过热严重，同时增大焊接残余应力。

柔性三维组合焊接工装应用实例PPT文档共16页

柔性三维组合焊接工装应用实例PPT文档共16页

•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
柔性三维组合焊接工装应用实例
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
Thank you
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

焊接工装设计基础(陈焕明)课件---绪论、一、二、三章

焊接工装设计基础(陈焕明)课件---绪论、一、二、三章
二 机械设计：机械原理、机械零件、机械结构 的设计。
三 焊接基础：焊接工艺、焊接电源、焊接结构。
四 液压专业（液压控制系统）；电工学（电磁 铁的设计）。
焊接工装设计—陈焕明
绪论
工装：在机械加工、产品检验、装配和焊接等工 艺过程中，使用大量的工艺装备，简称工装 (tooling)，用以安装加工对象，使之占有正确 的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生 产效率。
四 实例：汽车焊接结构的生产过程。主要包括汽车焊 接结构的装焊工艺。比如：汽车车架、车身的装焊工 艺，汽车装焊生产线，汽车装焊车间的设计。
教材： 一 焊接工装设计。航空工业出版社。陈焕明。 二 焊接结构生产及装备。机械工业出版社。周浩森。 参考书： 一 焊接结构制造技术与装备。机械工业出版社。宗培
(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。
2. 按应用范围分类 （1）通用焊接工装 指已标准化且有较大适用范围的
工装。这类工装无需调整或稍加调整，就能适用于不 同工件的装配或焊接工作。 （2）专用焊接工装 只适用于某一工件的装配或焊接， 产品变换后，该工装就不再适用。 （3）柔性焊接工装 指用同一工装系统装配焊接在形 状与尺寸上有所变化的多种工件。柔性概念没有明确 的界限，可以是广义的，即工件变化可以在大范围， 形状完全不同，尺寸变化也很大，如组合夹具；也可 以是狭义的，工件变化只在小范围，即在相似的形状 和尺寸变动不大的范围内，如可调整夹具。
个，它们的装配和焊接按一定的顺序逐步进行，其定 位和夹紧也都是分别的单独的或是一批批联动地进行， 其动作次序和功能要与制造工艺过程相符合。

焊接工装设计基础(陈焕明)课件---绪论、一、二、三章

焊接工装设计基础(陈焕明)课件---绪论、一、二、三章
言 二焊接工装夹具及变位机械。机械工业出版社。王政。 三 焊接工装夹具及变位机械图册。机械工业出版社。
王政 四 汽车机器人焊接工程。机械工业出版社。卢本。 五 汽车装焊技术。北京理工。杨握铨 六焊接结构及生产设计。天津大学。贾安东
基础学科：
一 各种力学：普通物理、理论力学、材料力学、 结构力学、弹性力学 、弹塑性力学、粘性力 学、断裂力学，金属的机械性能。
（4） 焊接工装要与焊接方法相适应。例如，用 于熔化焊的夹具，工作时主要承受焊接应力和 夹紧反力以及焊件的重力；用于压力焊的夹具 主要承受顶锻力。薄板钨极氩弧焊要求在夹具 上设置铜垫，埋弧焊可在夹具上设置焊剂垫； 焊接钛合金、锆合金等活性材料，可以考虑背 面充氩气保护；焊接高强钢为防止裂纹需要焊 前预热或焊后缓冷的，可以考虑在夹具上设置 加热装置；再如，为了避免直流电弧的磁偏吹 现象，焊缝两侧的压块不用磁性材料制作；真 空电子束焊所使用的夹具也要考虑磁性材料对 电子束聚焦的影响。
1 全定位与准定位
全定位：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。
全定位实例：p5图1-3 准定位：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。
准定位实例：p5图1-4.限制四个自由度就行了.
三 N-2-1定位原理 产生原因：对汽车车身这类薄板冲压件，定位 夹具除了具备限制刚体运动外，还必须能够限 制过多的工件变形，六点定则不能满足这要求。
N-2-1定位原理：是cai.w等人采用变分法，结 合3-2-1定位原理针对薄板零件提出的。内容 如下
（1）第一基准面上所需的定位点数为N（N≥3） （2）第二、三基准面所需的定位点为2个和1个，

焊接工装设计实例介绍.ppt

焊接工装设计实例介绍.ppt

三、焊接工装的分类
1.按用途分类： 1）装配用工艺装备。2）焊接用工艺装备。 3）装配焊接工艺装备。
2.按应用范围分类： 1）通用焊接工装。2）专用焊接工装。 3）柔性焊接工装。
3.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。
4.按焊接方法分类：可分为电弧焊工装、电阻 焊工装、钎焊工装、特种焊工装等。
第二节 定位方法及定位器
2.衬套式定位器
第二节 定位方法及定位器
3.定位插销
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。
第一节 夹紧装置的组成与要求
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。
二、焊接工装的作用
举例： 在焊接结构生产中，由于焊件的复杂程度不同，纯
焊接时间仅占产品全部加工时间的10%~30%，其 余为备料、装配及辅助工作等时间。对于梁柱结构， 装配与翻转工作时间占总生产工时的30%~50%； 对于圆筒结构，其壁厚16mm 、长度1.5mm的纵缝 自动埋弧焊的焊接时间为8min而其辅助时间为 40min，即焊接时间只占装焊总工时的17% ，在这 种情况下，即使把焊接速度提高1倍（一般很难办 到），也只能提高生产率约10%。如果采用高效率 的焊接工装夹具，使辅助时间减少到20min，那么 劳动生产率就可以提高40%。

焊接工装设计PPT课件

焊接工装设计PPT课件
3
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。
21
四、工件以外圆柱面定位
工件以外圆柱面作为定位基准，也是生产中常见的定
位方式之一，常用的定位器有V形块、定位套和半圆 孔定位器。
1. V形块
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。
标准V形块：p12图1-18
V形块在夹具体上调整好位置后用螺钉紧固并配作两
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。
11
测量基准：在加工装配过程中用以检查零件位置 或工艺尺寸所依据的点、线、面。
实践中：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，工件上被选作定位基准的表面 常有平面、外圆柱面、圆孔、圆锥面、型面等， 定位方法和定位器的具体结构应与之相适应。
9
第二节 定位方法及定位器
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第三节 定位方案设计与步骤
一、确定定位基准 根据工件的技术要求和所需限制的自由度数目，确定好工件 的定位基准，可以按下列原则去选择： （1）当在零部件的表面上既有平面又有曲面时，优先选择 平面作为主要定位基准面或组装基准面，尽量避免选择曲面， 否则夹具制造困难；（2）应当选择零部件上窄而长的表面 作为导向定位基准，窄而短的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。
第二节 定位方法及定位器
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。在选择合 理的表面及表面粗糙度的同时，又要使一个基准具 有多种用途以减少基准的数量，从而简化夹具的机 构，因此在选择基准时常常将设计基准作为定位、 装配和测量基准，即遵循基准重合原则。
常见方法及定位器： 一、工件以平面定位
焊接工装设计实例介绍
目录
绪论 第一章 工件的定位原理及定位器 第二章 夹紧装置 第三章 焊接工装中常用的动力装置 第四章 焊接工装设计方法 第五章 焊接工艺装备实例
绪论
一、什么是焊接工装 二、焊接工装的作用 三、焊接工装的分类 四、焊接工装的特点
一、什么是焊接工装
在机械加工、产品检验、装配和焊接等工艺过 程中，使用着大量的工艺装备，简称工装。
过定位 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。
第一节 工件的定位原理
过定位 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。
第二节 定位方法及定位器
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。基准可分为设计 基准和工艺基准。
夹紧装置的具体组成是由工 件特点、定位方式、工艺条 件等来综合考虑的。
第一节 夹紧装置的组成与要求
1—气缸 2—斜楔 3—滚子 4—压板 5—工件
第一节 夹紧装置的组成与要求
二、夹紧装置的分类 1.按作用力的来源分，可分为机动夹紧和手动夹紧。 2.按转变原始力为夹紧力的机构分，可分为简单夹紧 机构（将原始力转变为夹紧力的机构只是一个）和组 合夹紧机构（由两个或两个以上的简单夹紧机构所组 成）。 3.按夹紧方向及位置分，可分为垂直夹紧、平行夹紧、 对向夹紧、张开夹紧、沿圆周径向夹紧，或内部夹紧、 外部夹紧等。
第二节 定位方法及定位器
五、组合表面定位 以工件上两个或两个以上表面作为定位基准时， 称为组合表面定位。
六、型面定位 对于尺寸较大的薄板冲压件，其刚性小，极易变 形，这些零件在其自重的作用下都难以保证其准 确的形状，如果仍然按刚体的六点定位原理，即 定位，就无法保证其要求的位置和形状。此外， 薄板焊接时主要产生波浪变形。为了防止波浪变 形，必须采用比较多的辅助定位点和辅助夹紧点 来定位，即采用定位原理定位。对于复杂外形的 薄板焊接件，一般采用与工件的型面相同或相似 的定位件来定位，这就是所谓的型面定位。
第一节 夹紧装置的组成与要求
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。
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
第二节 定位方法及定位器
1.挡块
第二节 定位方法及定位器
1.支撑钉和支撑板
第二节 定位方法及定位器
二、工件以圆孔定位 1.定位销 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。
用T8、T10等碳素工具钢制造，并经淬火处理； 表面耐磨（硬度40~65HRC）
第二章 夹紧装置设计
第一节 夹紧装置的组成与要求 第二节 简单夹紧机构 第三节 复合夹紧机构 第四节 柔性夹具
第一节 夹紧装置的组成与要求
一、夹紧装置的组成 （1）力源装置。它是产生夹紧作用力的装 置； （2）中间传力机构。它是将力源产生的力 传递给夹紧元件的机构； 传力机构的作用有三种：改变夹紧力的方 向；改变夹紧力的大小（扩力）；保证夹 紧的可靠性、自锁性。 （3）夹紧元件。即与工件相接触的部分， 它是夹紧装置的最终执行元件。
第一节 工件的定位原理
六点定位原理 根据以上分析，用六个正确布置的支承点就可 以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。由于这六个支 承点相当于按3、2、1的数目分布在三个相互垂 直的直角坐标平面上，因此又称为3-2-1定位原 理。
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。
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
第一节 夹紧装置的组成与要求
四、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。
三、确定必限的自由度 根据工序图中装配顺序和技术要求，正确地确定必须限制的自由度， 并用适当的定位器将这些自由度加列出了常用定以限制。
第三节 定位方案设计与步骤
下表列出了常用定位器所相当的支点数和所能限制工件自由度的情况，供分析参考
第三节 定位方案设计与步骤
四、提出定位器的材料和技术要求
夹具精度应不低于IT11，定位元件、配合元件可更高； 夹具定位元件工作表面粗糙度不应大于Ra 3.2； 常用材料45、40Cr等优质碳素结构钢或合金钢制造，或选
第二节 定位方法及定位器
2.衬套式定位器
第二节 定位方法及定位器
3.定ห้องสมุดไป่ตู้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。
的位置按照一定的要求 确定下来，就必须将它 的某些自由度或全部自 由度加以限制。
第一节 工件的定位原理
在实际生产中，分析工件在夹具 定位元件上定位时，理论上可将 夹具定位元件转化为相应的定位 支承点，并以此来分析具体定位 元件所限制的工件自由度。
一个大平面相当于三个支承点， 图中A面相当于三个支承点，限 制了工件的三个自由度；窄长面 相当两个支承点，如B面上两个 支承点，限制了工件两个自由度； 挡块C面相当于一个支承点，限 制了工件最后一个自由度。
三、焊接工装的分类
1.按用途分类： 1）装配用工艺装备。2）焊接用工艺装备。 3）装配焊接工艺装备。
2.按应用范围分类： 1）通用焊接工装。2）专用焊接工装。 3）柔性焊接工装。
3.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。
4.按焊接方法分类：可分为电弧焊工装、电阻 焊工装、钎焊工装、特种焊工装等。
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。
大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊 接工艺而专门设计的，属于非标准装置。
没有工装就没有产品
二、焊接工装的作用
1、保证和提高产品质量； 2、提高劳动生产率，降低制造成本； 3、减轻劳动强度，保障安全生产。
第一章 工件的定位原理及定位器
第一节 工件的定位原理 第二节 定位方法及定位器 第三节 定位方案设计与步骤
第一节 工件的定位原理
刚体的自由度 一个刚体在空间直角坐 标系中具有六个自由度，
沿 三个坐标轴X、 Y、Z 的移动自由度（X Y Z ）
和绕X、Y、Z三个坐标
轴的 转 动 自由度 （ X Y Z ）。要使工件
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。
第二节 定位方法及定位器
1）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。 装配基准：它在夹具中决定各零件相对位置的点、 线、面。 测量基准：在加工装配过程中用以检查零件位置或 工艺尺寸所依据的点、线、面。
第一节 夹紧装置的组成与要求
3.夹紧力大小的确定 在手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力的大小。当设计机动 （如气压、液压等）夹紧装置时，则需要计算夹紧力大小，以 便确定动力部件的尺寸。确定夹紧力大小时，一般考虑下列因 素： （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。