K34-支架座焊接件总成焊接夹具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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I 大学 设 计 说 明 书 题 目 ： 焊接件 总成焊接夹具 设计 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 月 摘 要 随着工业 生产 的发展，对焊接技术提出了多种多样的要求 。 一方面由于工业生产的发展对焊接技术提出了高要求，另 一方面由于科学技术的发展又为焊接技术的进步开拓了新的途径。为适应我国现代化建设的需要，相信焊接技术必将得到更迅速的发展，并在工业生产中发展发挥出更重要的作用。 另外我们也在不断探索新的焊接方法，从以前的几种焊接方法到现在的很多中，从最原始的手工电弧焊到现在的窄间隙埋弧焊、机器人焊接，从以前的焊工保护差到现在的焊工保护好，种种的种种都可以看出，我们国家在发展，我们的焊接技术同样在发展，在不久的将来更高端的焊接技术将被发现，该焊接技术价廉、劳动强度小，焊出来的东西更好更完美。 支架座 焊接件 属于支架类零件，不是传动 件，受力不高。 根据 选择合适的成型工艺以及焊接方法、编制合理的工艺规程、选择正确的装配方法、对焊接缺陷的预测 、 危害分析以及 找出 相关的补救措施。 关键词： 焊接工艺 ， 焊接方法 ， 焊接缺 ， 焊接检验 录 摘 要 . 录 . 1 章 支架座 焊接件 的制作工艺 . 5 材的选择 . 5 支撑件的制造 . 5 线 . 5 料 . 6 料 . 6 割 . 7 孔 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 支架座 焊接件 的装配工艺 . 8 口形式与焊 接技术 . 9 口形式 . 9 口的加工方法 . 9 接工艺路线单 . 10 接方法与设备 . 11 工电弧焊 . 11 体保护焊 . 12 . 14 接接头的常见缺陷与危害和补救措施 . 16 第 3 章 夹具的设计 . 16 接夹具的作用 . 16 具设计的要求 . 17 择与设计焊接夹具类型的依据 . 19 焊接夹具的使用 . 19 4 章 焊接检验 . 24 接检验的作用 . 24 接检验方法的确定 . 24 声波检验的优点 . 24 用超声波探伤的方法及设备 . 24 声波探伤的实施步骤 . 24 结束语 . 26 致谢 . 27 参考文献 . 28 5 第 1 章 支架座 焊接件 的制作 工艺 材的选择 根据 支架座 焊接件 的结构强度要求及经济因素选择母材 查图纸， 焊 接零件使用的都是 料。 的化学成分如表 1 化学成分（ %） C i S P 的力学性能如表 1学性能 b/s/s （ %） 375460 235 26 一种低碳钢，低碳钢中含碳较低，含锰 、 硅又少，所以在通常情况下不会因焊接而引起严重的 硬化组织和淬化组织，这种钢材的塑性和冲击韧性优良，焊成的接头塑性和冲击韧性也很好，焊接时一般不需要预热 、 控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，可以说整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施，其焊接性优良，可以采用各种焊接方法焊接。 支撑件的制造 线 划线是根据设计图样上的图形和尺寸，按 1： 1 的比例在待下料的钢材表面上划出加工界限的过程。划线是结构制造中较为细致的工作，要求所划的零件尺寸和形状正确， 6 并合理的使用钢材。因此划线前应看图样，明确零件的尺寸、形状和技术要求。 対划线的基本要 求是线条清晰匀称，定型、定位尺寸准确。由于划线的线条有一定宽度，一般要求精度达到 当注意，工件的加工精度不能完全 由 划线确定，而应该在加工过程中通过测量来保证把后板展开再按图纸设计图样上的图形和尺寸，按1:1 的比例在待下料的钢材上画出加工界限，再经过加工做出样板，用样品进行划线。 料 在成批生产和重复次数较多时，为了提高生产率和节约原材料，一般先做成样板，用样板进行划线，即为号料。 1、 号料的方法 号料的方法有很多，常用的有样板号料和草图号料。当图形比较复杂、曲线较多时，通 常利用样板号料以提高质量和效率。而形状比较规则的矩形板、肋板等，则按草图号料或按号料卡片直接在钢材上号料。 2、 样板的分类 样板按其用途可分为划线样板和检测样板两种。划线样板按其用途可分为展开样板、划孔样板和切口样板。 3、 号料的作用 节约原材料 提高生产率 料 下料就是将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序。 常用的下料方法有锯割、砂轮切割、剪切、冲裁和热切割。 我采取的下料方法为热切割中的氧 体 切割， 所选用的设备是 1520 型摇臂式仿形气割机，之 所以选择它是因为它的设备简单，操作 方便，生产效率高，切割质量较好，成本低，可以切割厚度大形状复杂的零件。 采用气割将母材按样板切割成40底板和 100横板。 7 图 1摇臂式仿形气割机 割 气割时，一般选切内圆，然后再切外圆 。 切割时首先要在钢板上割个孔，切割方法是先对钢板进行预热，嘴头要垂直于钢板，至钢板暗红达到切割温度时，将割嘴倾斜一些，便于氧化铁渣的吹出，此时打开 高压 氧将铁渣吹出。开始切割时 高压 氧不要开得太大，随着割炬 逐渐往后拖， 将割嘴倾斜相反方向 的熔化金属吹 出。当氧化铁渣的火花不再上飞时，说明正将钢 板切透。这时将嘴头和钢板垂直，割炬延内圆线切割。 为了保证切口质量，切割速度不宜过快。 8 第 2 章 支架座 焊接件 的装配工艺 装配是将 焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。 图 2架座 焊接件 零件图 由 支架座 焊接件 零件图可以看出 支架座 焊接件 是由 3 件零件组成， 左 板、右 板 、 中间轴 组成。 焊接前要先进行组装，进行装配。 装配工艺规程是规定产品或部件装配工艺规程和操作方法等的工艺文件 ,是制订装配计划和技术准备 ,指导装配工作和处理装配工作问题的重要依据。它对保证装配质量 ,提高装配生产效率 ,降低成本和减轻工人劳动强度等都有积极的作用。 制定装配工艺规程的原则 1、保证产品质量；延长产品的使用寿命 2、合理安排装配顺序和工序，尽量减少手工劳动量 ，满足装配周期的要求；提高装配效率 3、尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率 4、尽量降低装配成本。装起来，并经过调试、检验使之成为合格产品的过程 支架座 焊接件 的 装 配是指各零件间的装配，即 盖板 与 轴承座 之间 的圆形直角焊缝，盖板 与 肋板 之间的 直焊 缝 ，轴承座与肋板之间的弧形直角焊缝 装配工艺。 1、 盖板座 之间的 圆形直角 焊缝 2、 盖板 与 肋 板之间的 直角 焊缝 3、 座 与 肋板之间 的 弧形直角 焊缝 9 口形式与焊接技术 口形式 坡口指的是为了保证焊接质量 ,在焊接前对工件 需要焊接处进行的加工，可以气割，也可以切削而成，一般为斜面，有时也为曲面。 开坡口可保证电弧能深入焊缝根部，保证焊缝焊透，便于消除夹杂，获得较好的焊缝成行，而且能调节母材和填充金属的融合比例。 在焊接时改变坡口的大小可以改变焊缝金属的化学成分，因此，对焊接质量有很大的影响。在保证焊接质量的前提下坡口角度开的小点为好，这样，可以减少工作量。坡口 根据需要，有 Y 型坡口，型坡口， 型坡口，型坡口等坡口形式，但大多要求保留一定的钝边。 根据设计的需要，在焊件的待焊部位加工一定的几何形状的沟槽，即是坡口。手弧焊的坡 口形式，应根据结构的形式、工件厚度、技术条件的要求而选择。选择坡口的形式时，在保证工件焊透的前提下，需考虑焊缝的融合比，坡口的形式是否容易加工，以及焊接生产率高低和和焊件变形大小等。手弧焊与气体保护焊的坡口的基本形式如表2示 序号 工件厚度 （ 坡口形式 坡口尺寸（ 1 3 I 形坡口 b: 3 I 形坡口 b:0 I 形坡口 b:0 3 I 形坡口 b:0 坡口 的加工方法 （ 1）刨削。 有角度要求的坡口，可用刨床或刨边机 对钢板边缘做刨削。 （ 2）车削。 圆形工件或管子开坡口，可用车床或管子坡口机、电动车管机等将边缘车削。 （ 3）剪切。 对 I 形接头较薄的钢板，用剪切机剪切。 （ 4）气割。 它是应用较多的坡口加工方法，可以得到直线形与曲线形任何角度的各种类型的坡口。但是，手工气割焊件的尺寸和形状精度较差，表面粗糙，需尽可能用半自动或自动化的切割方法。 10 焊前的清理 焊前，对熔化极惰性气体保护焊应严格清楚金属表面的氧化膜、油脂和水分等赃物，所有方法因材质不同而不同。 机械清理 对不锈钢一般用纱布打磨清理，然后用丙酮或汽油去除油污。 接工艺路线单 表 2序号 工序名称 工序内容 工艺装备及设备 辅助材料 0 检验 材料应符合国家标准要求的质量证书 10 划线 号料、划线，按图纸尺寸要求的尺寸在原材料上划线 20 切割下料 按划线尺寸切割下出所有配件的坯料 摇臂式仿形气割机 30 刨边 按图要求刨坡口、加工边缘 刨边机 40 成形 将已下料的钢板卷制成所需板样 卷板机 50 装配定位 按零件图样进行装配并施定位焊，定位焊长度为 5距为 30机 焊丝、焊 条、保护气体 60 预热 一般情况下不预热，若在寒冷条件下，预热至 250 70 焊接 将已装配的焊件施连续焊 焊机 焊丝、焊条、保护气体 80 检验 检测焊缝的密封性焊缝外观合格，按国家标准进行超声波探伤 A 型脉冲反射法探伤仪 90 焊后处理 清除焊件上的所有焊渣 角向打磨机 100 涂漆 将规定的油漆涂于产品上 110 包装 11 接方法与设备 用于低碳钢的焊接方法很多，如氧乙炔焊、手工电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、电阻焊、摩擦焊、热剂 焊、钎焊等，几乎涉及所有的焊接方法。近年来，开发呢各种高效率、高质量的焊接工艺和方法，如单面焊双面成行，高效率铁粉焊条和重力焊条电弧焊、氩弧焊封底 用烧结焊剂和快速焊剂的埋弧焊、窄间隙埋弧焊、药芯焊丝气体保护电弧焊、旋转电弧加热焊等。这些高效率、高质量的焊接方法在低碳钢结构中获的了日益广泛的应用，下面主要从经济效益、效率、设备复杂程度、操作方便等方面来选择焊接方法： 工电弧焊 手工电弧焊的 焊接参数 包括 焊条种类和牌号 、 焊条直径 、 焊接电流 、电弧电压、焊接速度焊条电弧焊的优点 ： （ 1）工艺灵活、适应性强对于不同的焊接位置、接头形式，只要焊条所能达到的任何位置，均能进行方便的焊接。 （ 2）应用范围广 焊条电弧焊的焊条能够与大多数金属性能相匹配，因而接头的性能可以达到被焊金属的性能。 （ 3）易于分散焊接应力和控制焊接变形 由于焊接是局部的不均匀加热，所以在焊接过程都存在着焊接应力和变形。采用焊条电弧焊，可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分段退焊、对称焊等方法来减少变形和改善焊接应力的分布。 （ 4）设备简单成本低 焊条电弧焊所用的设备结构都比较简单，维护保养也方便，设备轻便而且易于 移动，且焊接中不需要辅助气体保护，并具有较强的抗风能力。投资少，成本相对较低。 （ 1）焊条种类和牌号的选择 焊条的选择因考虑焊缝金属力学性能和化学成分，焊接构件使用性能和工作条件，焊接结构特点及受力条件以及施工条件和经济效益。 低碳钢 一种普通结构钢，它要求焊缝金属和母材等强度，而从使用性能和工作条件考虑，支架要承受动载荷和冲击载荷，除强度要满足外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，所以要选抗裂性好、工艺性好的酸性焊条。焊条牌号等如表 2号 国标 药皮类型 焊接电流 主要用途 焊接重要的低碳钢 12 4303 钛钙型 交直流 结构和同强度等级的低合金钢 （ 2）焊条直径的选择 根据焊件厚度选择焊条直径 ， 焊条直径焊件厚度的关系 如表 2 焊件厚度 / 3 413 焊条直径 / 板厚相同的条件下，平焊位置的焊接所选用的焊条直径比其他位置大一些，立焊，横焊和仰焊应选用较细的焊条，一般不超过 一层焊道应选用小直径焊条焊接，以后各层可以根据焊件的厚度选用较大的焊条。 T 形接头、搭接接头 都选用较大直径的焊条。 （ 3） 焊接电流的选择 a 根据焊条直径选择焊接电流。每种直径的焊条都有合适的 电 流范围。 表 2是各种直径焊条合适的焊接电流参考值 焊条直径 / 5 6 焊接电流 /A 250000600060b 根据焊接位置选择焊接电流。平焊可选择较大的电流焊接，横焊、立焊、仰焊，其焊接电流较平焊位置小 10% （ 4）电弧电压的选择 选择电弧电压，主要由电弧长度决定 。电弧的长度一般等于焊条直径的 1/2 倍至 1倍，相应的电弧电压则为 16性焊条弧长等于焊条直径，碱性焊条弧长则为焊条直径的 1/2。 体保护焊 体保护焊的特点 体来源广、价格低廉，而且消耗的焊接电能少，所以 为埋弧焊及电弧焊的 30% 由于 的焊接电流密度大，使焊缝厚度增加，焊丝的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊丝又是连续送进，且焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清洁时间。所以 生产率比焊条电弧焊高 1。 由于电弧热量集中，焊件加热面积小，同时 体具有较强的冷却作用，因此，焊接应力和变形小。 13 用范围广 焊丝 型号 送气速度 电压 送丝速度 6 17 = 拉丝式 焊丝 R= 伸长长度 8 短路过度 = 拉丝式 焊丝 R= 伸长长度 12 短路过度 焊接参数 包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、电源极性、气体流量、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴到焊件的距离。 （ 1）焊丝直径 焊丝 型 号： 焊丝直径一般根据焊件 厚度、焊接空间位置及生产率的要求来 选择。 当焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时，多采用直径 下的焊丝；在平焊位置焊接中厚板时，可以采用直径 上的焊丝，焊丝直径的选择如表 3 焊丝直径 /滴过渡形式 焊件厚度 /缝位置 路过渡 位置 颗粒过渡 焊 路过渡 位置 颗粒过渡 焊 粒过渡 位置 粒过渡 焊 （ 2）焊接电流。它的大小主要由送丝速度决定，送丝速度越快，则焊接电流越大。电流为： 60 3）电弧电压。短路过 渡 时，电弧电压计算式如下： V=0+/) 焊接电流和电弧电压最佳配 合值如 表 3焊 立焊 仰焊 焊接电流（ A） 70 130 180 220 18 0 18 18 18 电弧电压（ V） 120 170 210 260 3 24 19 21 22 14 （ 4）焊接速度。半自动焊时，熟练焊工的焊接速度为 18h；自动焊时，焊接速度可高达 150m/h。（ 5）焊丝伸出长度。焊丝伸出长度一般约为焊丝直径的 10 倍，且随焊接电流的增加而增加。 （ 6）电 源 极性。焊接一般结构用直流反极性。（ 7）气体流量。 体 流量 因根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择。在细丝 时，气体流量约为 8丝 时，气体流量约为 15 （ 8）装配间隙及坡口尺寸。由于 焊丝直径比较细，电流密度大，电弧穿透力强，电弧热量集中，对于 8焊件不开坡可焊透，对于必须开坡口的焊件，一般坡口角度可由焊条电弧焊的 60左右减至 30钝边可相应增大 2部间隙可相应减少 1 （ 9）喷嘴到焊件的距离 喷嘴与焊件间的距离应根据焊接电流来选择，如下 图 熔化极活性气体保护焊的简称，是采用在惰性气体氩中加入少量的氧化性气体（ 其他混合气体）的混合气体作为保护气体的一种熔化极气体保护焊方法。 的特点 的熔池、熔滴温度较高，电流密度大，焊缝厚度大，熔敷效率高，有利于提高焊接生产效率。 2 . 具有一定的氧化性，克服了纯氩保护时表面张力大、液态金属黏稠、易咬边及斑点漂移等问题。同时改善了焊缝成形，接头力学性能好。 由于电弧温度高，易于形成喷射过渡，其电弧燃烧 稳定，飞溅减少，熔敷系数提高，节省焊接成本。 15 用的设备 的设备与 体保护焊的设备类似，它只是在 体保护系统中加入了氩气源和气体混合配比器。其型号为 500。 设备由氩气瓶、二氧化碳气瓶、干燥器、送丝小车、焊接电源、混合气体配比器、焊枪、减压流量计等组成。 接参数的选择 的工艺参数主要有焊丝的选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源种类极性等。 时，由于保护气体有一定的氧化性必须使用含有 因为支架 1 的母材为低碳钢，则选用 1 的焊丝， 焊接电流的大小应根据工件的厚度、坡口形状、所采用的焊丝直径以及所需要的熔滴过渡形式来选择，又支架 1 所用的材料厚度为 8以焊接电流在200A 左右。 电弧电压的高低决定了电弧长短与熔滴的过渡形式。只有当电弧电压与焊接电流有机地匹配，才能获得稳定的焊接过程。当电流与电弧电压匹配良好时， 电弧稳定、飞溅少、声音柔和，焊缝熔合情况良好。根据材料厚度等选定电弧电压为 23 焊丝伸出长度一般为焊丝直径的 10 倍左右，则伸出长度为10 流量太小，起不到保护作用；流量太大，由于紊流的产生，保护效果亦不好，而且气体的消耗太大，成本升高。一般对 焊丝，选择气体流量为 15L/ 焊接过快可以产生很多缺陷，如未焊透、熔合情况不佳、焊道太薄、保护效果差、产生气孔等；焊接速度太慢则又可能产生焊缝过热、甚至烧穿、成形不良、生产率 太低等。因此，焊接速度确定应由操作者在综合考虑板厚、电弧电压及焊接电流、层次、坡口形状及大小、熔合情况和施焊位置等因素来确定并时调整，选定焊接的速度为 250mm/右。 为了减少飞溅，一般均采用直流反接性焊接，即焊件接负极，焊枪接正极。 16 接接头的常见缺陷与危害和补救措施 常见的缺陷为气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。产生气孔的原因是在焊前未烘干焊条、焊件表面污物清理不净。产生为焊透未熔合的主要原因是电流过小、运条太快。夹渣是由于焊接电流过小、速度太快、清理不净，致使渣 或非金属夹杂物来不及浮出而形成。分为点状和条状。裂纹可分为热烈纹、冷裂纹和再热裂纹等。热裂纹是由于焊接工艺不当在施焊时产生的。冷裂纹是焊接应力过高焊条中含氢太高或焊件刚性差异过大造成的。再热裂纹一般是再次加热而产生的。 气孔和夹杂是焊接生产中常遇到的典型焊接缺陷，它不仅削弱焊缝的有效工件断面，同时也会带来应力集中，显著降低焊缝金属的强度和韧性，对动载强度和疲劳强度更为不利。在个别情况下，气孔和夹杂会引起裂纹。裂纹的危害是可能导致破坏事故的发生，造成严重的事故性后果。未焊透、未熔合的危害是：未焊透和未熔 合处易产生应力集中，使接头力学性能下降。 为保证焊接结构的性能与质量，防止裂纹发生，改善焊接接头的韧性、消除焊接应力，可进行适当的热处理。热处理工艺可处于焊接工序之前或之后，主要包括预热、后热及焊后热处理。 通过适当的热处理，可以充分发挥钢材的潜力，显著提高钢的力学性能延长零件的寿命 ; 还可以消除铸、锻等热加工工艺造成的各种缺陷为后续工序做好组织准备。因此热处理在机械制造中占有十分重要的地位 .。 第 3 章 夹具的设计 接夹具的作用 （ 1）提高了产品的装配精度 ,优化产品质量。 （ 2） 采用焊装夹具可以精确地对零件定位并牢固的夹紧，保证装配件的相对位置，减少了由于人工划线的误差带来的不准确。同时焊装夹具在焊装过程中使零件的变形受到一定的限制，可以大大减少焊接变形，使焊后零件的结构尺寸容易达到图纸要求。 （ 3）焊接时间短，能够批量生产，减少加工费，降低产品成本。 （ 4）采用了焊装夹具，零件有定位元件定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置，加快了装配作业的进程。另外在焊装夹具上有扩力机构牢固夹紧，可减轻工人的体力劳动，提高装配效率。 17 夹具可强行加固焊件或预先给于反变形，能控制和消除焊接 变形，提高焊接质量，减少或取消焊后校正变形或修补工艺残缺的工序，使整个产品的生产品缩短。 虽然制作焊装夹具增加了产品的成本，但焊装夹具的使用减少了焊接和装配工时的消耗，提高了产量，易形成大批量生产，从而减少加工费，使产品总成本降低。 增加了产品的均匀性，能得到具有互换性的产品。 采用焊装夹具后，由于保证了装配精度，控制了焊接变形，使焊接质量稳定，所以可提高焊件的互换性能。减轻了工人劳动强度，使不熟练工人操作也成为可能。 如果不使用夹具，在装配定位焊时，要求工人在生产节拍时间内划线来保证装配焊接零件的相互位置 是不可能的。在焊接时，装配钳工要始终扶持住工件，保证焊接时的装配精度。 提高质量方面，一个焊件在自由状态下焊接，焊后一般都会发生变形，如果变形超出技术要求，就会影响到后面的装配工作，或者影响到产品将来的工作性能。利用焊接夹具，可以精确地对焊件定位和牢靠的夹紧，焊接时，它的变形就受到限制 扩大焊机的工作范围，一台效率高的埋弧自动焊机，如果没有夹具配合使用，它只能焊接平焊位置的直线焊缝 改善劳动条件，手工装配的劳动强度大，焊接时靠人力去翻转工件是不可能的，也不安全，而焊接夹具可以轻而易举的做到 具设计 的要求 格化，以提高夹具的可维护性 4. 夹具设计须使被装配酌零件或部件获得正确的位置和可靠的夹紧，并且在焊接时它能够防止焊件产生变形 部件装配要容易，取出要方便 靠、拆卸方便，夹紧力适中，夹紧应一次到位，不能碰伤及损坏零部件 人操作方便、安全，有足够的操作空间及良好的视野 装 夹具的功用 （ 1）在汽车 支架座 焊接件 过程中定位夹紧，保证 支架座 焊接件 零件之间正确的装配关系，同时保证 支架座 焊接件 质量及焊接过程顺利 18 采用焊装夹具可以精确地对零件进行定位并牢固的夹紧，保证装配件的相对位置，减少了由于人工划线的误差带来的定位不精确。同时焊装夹具在焊接过程中使零件的变形受到一定的限制，可以大大减少焊接变形，使焊后零件的结构尺寸容易达到图纸要求。 （ 2）缩短焊装时间，能够批量生产，减少加工费，降低产品成本 采用了焊接夹具，零件由定位元件定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置，加快了装配作业 的进程。另外在焊装夹具上备有扩力机构牢固夹紧，可减轻工人的体力劳动，提高装配效率， 夹具可强行夹固焊件或预先给予反变形，能控制和消除焊接变形，提高焊接质量，减少或取消焊后矫正变形或修补工艺缺陷的工序，使整个产品的生产周期缩短。 虽然制作焊装夹具增加了产品成本，但焊装夹具的使用减少了装配和焊接工时的消耗，提高了产量，易形成大批量生产，从而减少加工费用，使产品总成本降低。 （ 3）增加了产品的均匀性，能得到具有互换性的产品 采用焊装夹具后，由于保证了装配精度，控制了焊接变形，使焊接质量稳定，所以可提高焊件的互换性 能。 （ 4）减轻了工人劳动强度，使不熟练工人操作也成为可能 如果不使用夹具，在装配定位焊接时，要求工人在生产节拍时间内划线来保证装配焊接零件的相互位置是不可能的。在焊接时，装配钳工要始终扶持住工件，保证其位置在焊接过程中不发生变动，这项工作也非常困难和疲劳。焊装夹具的使用降低了对工人的技术要求，也减少了工人的劳动强度。 装夹具设计原则 （ 1）焊装夹具必须保证焊件焊后能获得正确的几何形状和尺寸，尤其是保证 支架座 焊接件 上门窗等孔洞的尺寸和形状。在装配时，夹具必须使被装配的元件获得正确的位置和可靠和夹 紧，并且在焊接时能阻止焊件产生变形。 （ 2）焊装夹具应动作迅速，操作方便。操作位置要处于工人容易接近最宜操作的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设计在工人最易用力的部位。当夹具处于夹紧状态时，应能自锁。 （ 3）焊装夹具的设置应便于施工，有足够的装配焊接空间，不能影响间接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机构应与焊点保持适当距离，或布置在焊件的下方或侧面。夹紧机构的执行元件应能够或转位。 （ 4）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， 以及焊件 19 的表面质量。夹紧力适当，使夹紧后既不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束过大而产生较大的应力。 （ 5）为了保证使用安全，应设置必要的安全互锁保护装置。 （ 6）用于大型零件焊接的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹具的刚度，对结构的形状精度尺寸精度影响较大。 （ 7）在同一个夹具上，定位元件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。 （ 8）焊装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率，尽量使制作时投资少成本低。 （ 9）尽量选用已通用化标准化的夹紧机构及标准零部件来设计制造焊装夹具。 上述这些原则是设计 支架座 焊接件 焊装夹具时所必须考虑的，但具体到焊装夹具的结构上却是差异甚大，有的焊装夹具只有一个简单的框架，有的则相当复杂。一般来说，应根据生产批量的大小和产品结构的特点并结合本厂的生产条件来选择焊装夹具的类型，设计夹具。 择与设计焊接夹具类型的依据 试、维护的可行性 准化的夹具 接夹具的使用 支架座 焊接件 的焊接夹具有 1 个 。 焊缝，应保 证其的垂直度 般不允许拆除夹具，以防焊件产生变形，影响装配精度 注意操作安全 靠，不能有松动 。 20 夹具装配图主视图 夹具装配图俯视图 21 夹具装配图左视 夹具装配图左视 22 材料明细表 要零件设计的说明 1、夹具体 综合考虑结构的合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，夹具体制作材料选用铸铁，毛坯制造方法为铸造夹具体；考虑到定位的精确度，要求定位器和螺旋夹紧器的螺孔在装配时要与夹具体配作。 2、手动螺旋夹紧器 手动螺旋夹紧器选用 ，螺旋夹紧器件主体各部分通过焊接的方式连接在一起；焊接时，应先夹紧各 部分元件，防止焊接时产生焊接变形。并且要求 支架座 焊接件螺孔应与夹具体配作，螺旋夹紧器在夹紧状态时应有自锁性能。 手动螺旋夹紧器的工作过程：夹紧器底部用螺栓固定在夹具体上，工件定位好后，转动螺旋装置，螺杆向前移动夹紧工件；螺杆端部有可以相对转动的底靴，它用于增加制品的受压面积，减小螺杆与制品间的摩擦力，以及防止螺杆压在与轴线不垂直的表面上时螺杆可能出现的弯曲；各螺杆中心线应与主板纵向中心线垂直相交，以保证夹紧精度。 3、挡板 23 挡板选用 制造， 毛坯制造方法选用铸造毛坯，成型性好，加工方便。挡板螺 孔也应与夹具体配作，装配时通过螺栓固定在夹具体上。 4、反变形装置 反变形装置采用 虑到整体难于直接生产，所以反变形装置弯曲部分与整体连接时采用型钢拼焊，焊接时，先点固焊，再用支撑钉支撑弯曲部分，防止焊接变形，最后完成全部焊接。反变形装置内部间隙应比工件厚度大，以便于工件插入，间隙部分通过打入销钉固定加紧。 5、垫板 垫板材料选用铸铁，制造方法为铸造，成型后表面打磨平整。 6、销钉 销钉 45 钢制作，采用 火焰表面淬火 处理，以提高耐磨度。 7、螺栓 螺栓选用材料 45 钢的标准件 ，螺栓连接时通过开口垫圈使应力均匀分布。 焊夹具使用说明 1、夹具的操作步骤： （ 1）焊接前，先为两块肋板安装反变形装置，在夹具体上装上定位的挡板、垫板和螺旋夹紧器，然后分别放上肋板和筋板，调整好位置，用螺旋夹紧器将其固定夹紧。 （ 2）在第一面焊缝焊接好后，松开螺旋夹紧器，翻转工件并调整好位置，再用螺旋夹紧器夹紧工件，焊接另一面焊缝。 （ 3）当所有焊缝焊接好后，松开螺旋夹紧器，取出工件和反变形装置，拆卸下固定在夹具体上的挡板和螺旋夹紧器，然后去除反变形装置，取出成型工件。 2、夹具的结构特点： （ 1）操作方便，工件易于装卸； （ 2）该夹具结构简单，容易生产制造； （ 2）该夹具能够有效地夹紧工件和控制工件的反变形，使工件据有良好的成型性。 3、夹具使用注意事项、保养及维护 （ 1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置； （ 2）使用后需要涂防锈油。 24 第 4 章 焊接检验 接检验的作用 为了确保焊接结构的完整性、可靠性、安全性和使用性。焊接检测在生产中具有保证生产正常进行的职能，既有预防焊接缺陷的职能，具有提供质量管理信息的职能。 接检验方法的确定 支架 1 焊接的焊缝大多为直焊缝和角焊缝，首 先采用最为简单方便的外观检测，其次超声波探伤灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低、对人体无害，是之为第二选择，因此选择的焊接检验方法首选外观检测，次选超声波探伤检验。 声波检验的优点 作用与材料的超声强度足够低，最大作用应力远低于弹性极限 可用于金属、非金属、复合材料制件的无损评价 对确定内部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性质等参量较之其他无损方法有综合优势 仅需从一侧接近焊件 设备轻便，对人体及环境无害，可作现场检验 所用参数设置及有关波形均可存储供以后调用 用超声波探伤的 方法及设备 超声波探伤的方法：直接接触法 射线探伤的设备： A 型脉冲反射法探伤仪 ;其操作方便、探伤图形简单、判断容易且探伤灵敏度高 声波探伤的实施步骤 头的选择包括探头形式的选择、晶片尺寸的选择、频率的选择以及探头角度或 K 值的选择。对支架焊缝的检验，采用频率为 晶片、大 25 探伤范围和扫描速度的调节 探伤灵敏度的调 节 现场粗探伤 以发现缺陷为主要目的，包括探测纵向、横向缺陷和其他取向缺陷，以及鉴别假信号等现场精探伤针对粗探伤中发现的缺陷，进一步确切的测定缺陷的有关参数评定焊接缺陷探伤记录和报告 。 26 结束语 本次设计主要学习了总成装焊夹具设计过程中的设计方法、流程及关键技术，对夹具设计有了一定的接触与认识，也了解到了汽车生产的工艺过程，设计的准则和夹具的柔性化的综合运用，受益匪浅。 通过毕业设计，使自己对学习的各门课程有了进一步的理解，知识得到了系统化，同时自己在这次毕 业设计中，学习到了焊接夹具的设计知识，但在基础环节上存在许多不足之处，还需要不断学习和完善，以适应学习和应用的紧密结合。特别是，在机械结构设计上应使零部件相对于整体结构更趋于优化和实用。 总之
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