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1、第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 第一节第一节 焊接工装夹具的分类与作用焊接工装夹具的分类与作用第二节第二节 焊接工装夹具焊接工装夹具第三节第三节 焊接变位机械焊接变位机械第一节第一节 焊接工装夹具的分类与作用焊接工装夹具的分类与作用一、焊接工装夹具和变位机械的作用一、焊接工装夹具和变位机械的作用 焊接工装夹具和变位机械统称焊接机械装备。归纳起来其焊接工装夹具和变位机械统称焊接机械装备。归纳起来其主要作用如下：主要作用如下：1 1、采用定位器和各种夹紧夹具进行焊接结构装配。则可不用划、采用定位器和各种夹紧夹具进行焊接结构装配。则可不用划线或很少划线就可准确的装
2、配各种零件，施焊时还可免去定位线或很少划线就可准确的装配各种零件，施焊时还可免去定位焊。焊。2 2、制品几何尺寸一致，减少尺寸偏差，提高制品的精度和互换、制品几何尺寸一致，减少尺寸偏差，提高制品的精度和互换性。性。3 3、减少搬运和翻转时间。、减少搬运和翻转时间。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 下一页下一页 返回返回4 4、扩大焊机使用范围，使工件处于易施焊的位置。、扩大焊机使用范围，使工件处于易施焊的位置。5 5、改善劳、改善劳动条件，提高劳动生产率。动条件，提高劳动生产率。二、焊接工装夹具和变位机械的分类二、焊接工装夹具和变位机械的分类 按照这些辅助机械
3、装备或称焊接工艺装备的用途可分为：按照这些辅助机械装备或称焊接工艺装备的用途可分为：焊接工装夹具、焊接变位机械、焊接过程组合机械，焊接辅助焊接工装夹具、焊接变位机械、焊接过程组合机械，焊接辅助装置等四类。用来装配定位工件的夹具称为工装夹具；用来焊装置等四类。用来装配定位工件的夹具称为工装夹具；用来焊接工件的夹具称为焊接夹具，既用来装配又用来焊接的夹具，接工件的夹具称为焊接夹具，既用来装配又用来焊接的夹具，则称之为装配焊接夹具。它们统称焊接夹具。按动力源焊接工则称之为装配焊接夹具。它们统称焊接夹具。按动力源焊接工装夹具分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，磁力夹具，真装夹具分为：手动夹具，气动夹具
4、，液压夹具，磁力夹具，真空夹具，电动夹具等六类。空夹具，电动夹具等六类。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页 从使用范围来分，焊接机械装备又分为通用和专用两大类。从使用范围来分，焊接机械装备又分为通用和专用两大类。三、焊接机械装备的特点三、焊接机械装备的特点1 1、机械装备与备料加工的关系、机械装备与备料加工的关系 焊接结构零件加工具有工序多（如矫正、划线、下料、边焊接结构零件加工具有工序多（如矫正、划线、下料、边缘加工、弯曲成形等）与工作量大的特点。缘加工、弯曲成形等）与工作量大的特点。2 2、机械装备与装配工艺的关系、机械装备与装配
5、工艺的关系 利用定位器和夹紧器等装置进行焊接结构的装配，其定位利用定位器和夹紧器等装置进行焊接结构的装配，其定位基准和定位点的选择与零件的装配顺序、零件尺寸精度和表面基准和定位点的选择与零件的装配顺序、零件尺寸精度和表面粗糙度有关。粗糙度有关。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页3 3、机械装备与焊接工艺的关系、机械装备与焊接工艺的关系 不同的焊接方法对焊接工艺装备的结构和性能要求也不尽不同的焊接方法对焊接工艺装备的结构和性能要求也不尽相同。采用自动焊生产时，一般对焊接机头的定位有较高的精相同。采用自动焊生产时，一般对焊接机头的定位有较
6、高的精度要求，以保证工作时的稳定性，并可以在较宽的范围内调节度要求，以保证工作时的稳定性，并可以在较宽的范围内调节焊接速度。当采用手工焊接时，则对工艺装备的运动速度要求焊接速度。当采用手工焊接时，则对工艺装备的运动速度要求不太严格。不太严格。4 4、机械装备与生产规模的关系、机械装备与生产规模的关系 单件生产时，一般选用通用的工装夹具，这类夹具无需调单件生产时，一般选用通用的工装夹具，这类夹具无需调第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页整或稍加调整就能适于不同焊接结构的装配或焊接工作。成批整或稍加调整就能适于不同焊接结构的装配或焊接工作。
7、成批量生产某种产品时，通常是选用较为专用的工装夹具，也可以量生产某种产品时，通常是选用较为专用的工装夹具，也可以利用通用的、标准的夹具的零件或组件，使用时只需将这些零利用通用的、标准的夹具的零件或组件，使用时只需将这些零件或组件加以不同的组合即可。件或组件加以不同的组合即可。四、焊接机械装备的设计原则和应注意的问题四、焊接机械装备的设计原则和应注意的问题 焊接机械装备的设计原则与其他机械的设计原则一样，首焊接机械装备的设计原则与其他机械的设计原则一样，首先必须使焊接工艺装备满足工作职能的要求，在这个前提下还先必须使焊接工艺装备满足工作职能的要求，在这个前提下还应满足操作、安全、外观、经济上的要
8、求。应满足操作、安全、外观、经济上的要求。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 返回返回第二节第二节 焊接工装夹具焊接工装夹具一、焊接工装夹具的分类与组成一、焊接工装夹具的分类与组成 在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺通常以两种方式来完成，一种是先装配后焊接；一种根据工艺通常以两种方式来完成，一种是先装配后焊接；一种是边装配边焊接。是边装配边焊接。焊接工装夹具按动力源可分为手动、气动、液压、磁力、焊接工装夹具按动力源可分为手动、气动、液压、磁力、真空、电动、混合式等七类。真空、
9、电动、混合式等七类。一个完整的夹具是由定位器，夹紧机构，夹具体三部分组一个完整的夹具是由定位器，夹紧机构，夹具体三部分组成的。成的。二、对焊接工装夹具的要求二、对焊接工装夹具的要求第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 下一页下一页 返回返回1 1、焊接工装夹具应动作迅速，操作方便。、焊接工装夹具应动作迅速，操作方便。2 2、夹紧可靠，刚性适当。、夹紧可靠，刚性适当。3 3、焊接工装夹具工作时主要承受焊接应力和夹紧反力和焊件的、焊接工装夹具工作时主要承受焊接应力和夹紧反力和焊件的重力，夹紧时不应损坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质材料重力，夹紧时不应损坏焊件的表面质量
10、，夹紧薄件和软质材料时，应限制夹紧力或加大压头接触面积。时，应限制夹紧力或加大压头接触面积。4 4、焊接工装夹具应有足够的装配、焊接空间，不能硬性焊接操、焊接工装夹具应有足够的装配、焊接空间，不能硬性焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。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。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。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。5 5、注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方面对夹具、注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方
11、面对夹具提出的特殊要求。提出的特殊要求。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页6 6、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、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，要防止支承反力与夹紧力、支承反力与重力形成力偶。方，要防止支承反力与夹紧力、支承反力与重力形成力偶。7 7、接近焊接部位的夹具，应考虑操作手巴的隔热和防止焊接飞、接近焊接部位的夹具，应考虑操作手巴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。溅物对夹紧机构和定位器表面的损伤。8 8、用于大型板焊接结构的夹具，要有足够的强度和刚度，特别、用于
12、大型板焊接结构的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹具体的刚度对结构的形状精度、尺寸精度影响较大，设计是夹具体的刚度对结构的形状精度、尺寸精度影响较大，设计时要留有较大的余量。时要留有较大的余量。9 9、在同一个夹具上，定位器和夹紧机构的结构形式不宜过多，、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。并且尽量只选用一种动力源。1010、工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效、工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页率。率。1111、尽量选用已通用化、
13、标准化的夹紧机构一级标准的零部件、尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构一级标准的零部件来制作焊接工装夹具。来制作焊接工装夹具。1212、为了保证使用安全，应设置必要的安全连锁保护装置。、为了保证使用安全，应设置必要的安全连锁保护装置。三、焊接工装夹具设计方案的确定三、焊接工装夹具设计方案的确定1 1、焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形、焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状、尺寸和精度。状、尺寸和精度。2 2、装焊工艺对夹具的要求。、装焊工艺对夹具的要求。3 3、装、焊作业可否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装配、装、焊作业可否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装
14、配夹具和焊接夹具。夹具和焊接夹具。4 4、焊件的产量。、焊件的产量。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页四、焊件的定位及定位器四、焊件的定位及定位器1 1、定位原理、定位原理2 2、定位基准的选择、定位基准的选择 选择定位基准时需着重考虑以下几点：选择定位基准时需着重考虑以下几点：1 1）定位基准应尽可能与焊件起始基准重合，以便消除由于基准）定位基准应尽可能与焊件起始基准重合，以便消除由于基准不重合而产生的误差不重合而产生的误差2 2）应选用零件上平整、光洁的表面作为定位基准）应选用零件上平整、光洁的表面作为定位基准3 3）定位基准夹紧
15、力的作用应尽量靠近焊缝区）定位基准夹紧力的作用应尽量靠近焊缝区4 4）可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素来考虑）可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素来考虑5 5）应尽可能使夹具的定位基准统一）应尽可能使夹具的定位基准统一第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页3 3、定位器及其应用、定位器及其应用 根据工件的结构形式和定位要求进行选择，大致分类如下：根据工件的结构形式和定位要求进行选择，大致分类如下：1 1）平面定位用定位器）平面定位用定位器2 2）支承钉和支承板主要用于平面定位。支承钉的形式有多种。）支承钉和支承板主要用于平面定
16、位。支承钉的形式有多种。固定式支承钉，又分三种类型：平头支承钉用来支承已加工固定式支承钉，又分三种类型：平头支承钉用来支承已加工过的平面定位；球头支承钉用来支承未经加工粗糙不平毛坯表过的平面定位；球头支承钉用来支承未经加工粗糙不平毛坯表面或工件窄小表面的定位，此种支承钉的缺点是表面容易磨面或工件窄小表面的定位，此种支承钉的缺点是表面容易磨损；带花纹头的支承钉多用在工件侧面，增大摩擦系数，防止损；带花纹头的支承钉多用在工件侧面，增大摩擦系数，防止工件滑动，使定位更加稳定。固定式支承钉可采用通过衬套与工件滑动，使定位更加稳定。固定式支承钉可采用通过衬套与夹具骨架配合的结构形式，当支承钉磨损时，可更
17、换衬套，避夹具骨架配合的结构形式，当支承钉磨损时，可更换衬套，避免因更换支承钉而损坏夹具。免因更换支承钉而损坏夹具。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页可调式支承钉，这是对于零件表面未经加工或表面精度相差可调式支承钉，这是对于零件表面未经加工或表面精度相差较大，而又需以此平面做定位基准时选用。较大，而又需以此平面做定位基准时选用。3 3）圆孔定位用定位器）圆孔定位用定位器4 4）阶梯外圆柱表面和轴线交叉圆柱表面的定位，可采用）阶梯外圆柱表面和轴线交叉圆柱表面的定位，可采用V V形块形块和其它定位器组合应用的方式解决。和其它定位器组合应用
18、的方式解决。五、零件的夹紧机构五、零件的夹紧机构1 1、夹紧机构的特点、夹紧机构的特点1 1）夹紧力方向的确定）夹紧力方向的确定2 2）夹紧力作用点的确定）夹紧力作用点的确定3 3）夹紧力大小的确定）夹紧力大小的确定六、组合夹具六、组合夹具第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页 组合夹具适用于品种多、批量小、变化快、周期短的生产组合夹具适用于品种多、批量小、变化快、周期短的生产场合，特别是在新产品试制过程中，更为适用。但是组合夹具场合，特别是在新产品试制过程中，更为适用。但是组合夹具也有缺点，它与专用夹具相比，体积庞大、质量较大。另外，也
19、有缺点，它与专用夹具相比，体积庞大、质量较大。另外，夹具各元件之间都是用键、销、螺栓等零件连接起来的，连接夹具各元件之间都是用键、销、螺栓等零件连接起来的，连接环节多，手工作业量大，也不能承受锤击等过大的冲击载荷。环节多，手工作业量大，也不能承受锤击等过大的冲击载荷。组合夹具按元件的连接形式不同，分为两大系统：一为槽组合夹具按元件的连接形式不同，分为两大系统：一为槽系，即元件之间主要靠槽来定位和紧固；二为孔系，即元件之系，即元件之间主要靠槽来定位和紧固；二为孔系，即元件之间主要靠孔来定位和紧固。每个系统又按需要分为大、中、小间主要靠孔来定位和紧固。每个系统又按需要分为大、中、小三个类别。三个类
20、别。组合夹具的元件分为基础件、支承件、定位件、导向件、组合夹具的元件分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合成件、辅助件等压紧件、紧固件、合成件、辅助件等8 8个类别。个类别。第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 返回返回第三节第三节 焊接变位机械焊接变位机械一、焊接变位机械的分类及作用一、焊接变位机械的分类及作用 焊件移动装置包括焊接变位机械、滚轮架、回转台和翻转焊件移动装置包括焊接变位机械、滚轮架、回转台和翻转机等；焊机移动装置包括焊接操作机、电渣焊立架等；焊工升机等；焊机移动装置包括焊接操作机、电渣焊立架等；焊工升降台是改变工人操
21、作位置的机械装置。此外，这类机械装备中降台是改变工人操作位置的机械装置。此外，这类机械装备中还包括焊接机器人及多种机械组合应用装置等。还包括焊接机器人及多种机械组合应用装置等。焊接变位机械的主要作用：其一是通过改变焊件、焊机及焊接变位机械的主要作用：其一是通过改变焊件、焊机及焊接工人的操作位置，达到和保持焊接位置的最佳状态；其二焊接工人的操作位置，达到和保持焊接位置的最佳状态；其二是利于实现机械化和自动化生产。焊接变位机械的主要类型有是利于实现机械化和自动化生产。焊接变位机械的主要类型有以下几种：以下几种：第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 下一页下一页 返回返
22、回1 1、焊件变位机械、焊件变位机械2 2、焊机变位机械、焊机变位机械3 3、焊工变位机械、焊工变位机械二、焊件变位机械二、焊件变位机械1 1、焊件变位机、焊件变位机1 1）伸臂式焊件变位机）伸臂式焊件变位机 该机多为电动机驱动，承载力在该机多为电动机驱动，承载力在0.5t0.5t以下，适用于小型焊以下，适用于小型焊件的翻转变位。伸臂式焊接变位机在手工焊中应用较多。件的翻转变位。伸臂式焊接变位机在手工焊中应用较多。2 2）座式焊件变位机）座式焊件变位机 座式焊件变位机的结构特点是工作台连同回转机构支承在座式焊件变位机的结构特点是工作台连同回转机构支承在第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊
23、接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页两边的倾斜轴上，工作台以焊速回转，倾斜轴通过机械传动或两边的倾斜轴上，工作台以焊速回转，倾斜轴通过机械传动或液压缸多在液压缸多在110110140140范围内恒速倾斜。此种变位机对工件范围内恒速倾斜。此种变位机对工件生产的适应性较强，承载能力可达生产的适应性较强，承载能力可达50t50t，在焊接结构生产中应用，在焊接结构生产中应用最为广泛。最为广泛。3 3）双座式焊件变位机）双座式焊件变位机 双座式焊件变位机适用于双座式焊件变位机适用于50t50t以上大尺寸焊件的翻转变位。以上大尺寸焊件的翻转变位。在焊接作业中，常与大型门式焊接操作机或伸臂式
24、焊接操作机在焊接作业中，常与大型门式焊接操作机或伸臂式焊接操作机配合使用。配合使用。2 2、焊接滚轮架、焊接滚轮架 焊接滚轮架按结构形式不同有以下几种类型：焊接滚轮架按结构形式不同有以下几种类型：第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页1 1）长轴式滚轮）长轴式滚轮2 2）组合式滚轮架）组合式滚轮架3 3）自调式滚轮架）自调式滚轮架3 3、焊接回转台、焊接回转台 焊接回转台是将工件绕垂直轴或倾斜轴回转的焊件变位机焊接回转台是将工件绕垂直轴或倾斜轴回转的焊件变位机械。其工作台一般处于水平或固定在某一倾角位置，形成专用械。其工作台一般处于水平或
25、固定在某一倾角位置，形成专用的变位机械。工作台能保证焊件回转，且均匀可调。的变位机械。工作台能保证焊件回转，且均匀可调。4 4、焊接翻转机、焊接翻转机 焊接翻转机是将工件绕水平轴转动或惯斜，使之处于有利焊接翻转机是将工件绕水平轴转动或惯斜，使之处于有利装焊位置的焊件变位机械。常见的焊接翻转机有头尾架式、框装焊位置的焊件变位机械。常见的焊接翻转机有头尾架式、框第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 下一页下一页架式、链条式和转环式等多种。架式、链条式和转环式等多种。三、焊机变位机械三、焊机变位机械 焊机变位机械是改变焊接机头空间位置进行焊接作业的机焊机变位机械是改变焊接机头空间位置进行焊接作业的机械设备。械设备。1 1、焊接操作机、焊接操作机 焊接操作机的结构形式主要有以下：焊接操作机的结构形式主要有以下：1 1）平台操作机）平台操作机2 2）悬臂式操作机）悬臂式操作机3 3）门架式操作机）门架式操作机2 2、电渣焊立架、电渣焊立架四、焊工变位机械四、焊工变位机械第四章第四章 焊接工装夹具和焊接变位机械焊接工装夹具和焊接变位机械 上一页上一页 返回返回