【精品】焊接工装夹具设计--左连接盒【南昌航空大学】

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。【精品】焊接工装夹具设计-左连接盒【南昌航空大学】_x0001_课 程 设 计课程名称： 焊接专业课程设计 设计题目： “长江750A摩托车”左连接盒焊接工装设计 专业： 焊 接 技 术 与 工 程 班级： 050141 姓名： 学号： 20 评分： 指导教师（签名）： 2009年 1 月 17 日目录1 夹具设计任务32 焊接组合分析33 工装夹具定位原理及设计依据4 3.1 工件的定位原理4 3.2工装夹具设计原则54 工艺过程分析及夹具方案的比较选择 6 4.1 夹具方案的比较选择7 4.2夹具的

2、具体选择7 4.3 主要零件设计8 4.4各零件的紧固与定位95 夹具的工艺要求,操作方法和注意事项9 5.1 工艺要求9 5.2 操作方法与步骤9 5.3 注意事项96 夹具特点及技术经济指标分析107 焊接工艺规程的编制说明10参考文献 11致谢 附录A 工艺规程路线单附录B 焊接工艺规程“长江750A摩托车”左连接盒焊接工装设计 学生姓名: 刘虎 班级: 050141 指导老师: 黄永德摘要: 焊接工装是根据产品的结构特点,生产条件和实际需要而专门设计的,它是能够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。本文依据可靠性高,实用性强工艺性好,经济

3、性优的原则设计了“长江750A摩托车”左连接盒焊接工装。该焊接工装夹具以左连接盒的盒盖为设计定位基准。工装夹具主要由滑动挡块,夹块1,夹块2,夹块挡板,螺栓组成。其中主要操作部分为滑动挡块,夹块1,夹块2,夹块挡板,螺栓,它们均能实现快速动作,应此整套夹具紧固定位迅速装拆简便能够大幅度提高工作效率。工装夹具从选材到设计都考虑满足足够的刚度,强度要求并且设计结构力求简单易装配,便于加工制造,易保证精度,整体协调性好。根据现场施焊时的要求,为了方便焊工操作,各种夹块,定位装置的选择与装配符合作业规范且趋于最佳。关键词: 左连接盒 焊接工装夹具 夹块 螺栓 1 夹具设计任务(1) 根据“长江750A

4、摩托车” 左连接盒焊接工装设计工装工件图分析并确定其焊接工装夹具方案(2) 绘制焊接工装夹具装配图和部分零件图。(3) 绘制焊接工艺规程及工艺规程路线单。(4) 编写设计说明书。2 焊接组合件的分析 左连接盒由3部分组成分别由左盒盖 , 左盒板和支架组成。由零件图可知,可以通过左盒盖边上的圆轮边与圆轮顶边夹死来作为基准来对支架进行定位夹住。在左盒板的左边设计一个圆盘挡块可以防止左盒盖左右移动并起到对左盒盖定位的作用。再用夹块将其夹住以防止左盒盖前后移动。另外，在左盒板的右边设计一个挡块固定零件。在夹具设计过程中要充分考虑到对其形位公差的要求,确保精确定位是关键。3 工装夹具定位原理及设计依据3

5、.1 工件的定位原理 自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度,即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置,则必须限制六个自由度。左连接盒整体平面形状不对称,。其主体部分为左盒盖 (一个), 左盒板(一个),支架。尽有支架形状规则又和左盒板相对定位,所以将其夹具基准作为设计基准。左盒板已经对左盒盖起到定位作用。在焊接生产中,为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和焊接变形,有些自由度是不必要限制的,故可以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撑点限制一个自

6、由度的方法称为过定位,过定位容易位置变动,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。 3.2 工装夹具设计原则 焊接工装设计是焊接生产准备工作的重要内容之一。工装设计的质量对生产效率,加工成本,产品质量以及生产安全等具有直接影响。因此,设计焊接工装时必须考虑以下几个方面的基础原则。3.2.1 可靠性原则 此套夹具的主要组成部分:夹块,螺栓,刚度好,强度高,工装在使用期内安全可靠,受力构件具有足够的强度和刚度,足以承受焊接件重力和因焊接变形而引起的各方向的约束力。另一方面,螺母,夹块等外形相似,在设计方案中其工装夹具有明显差异而且无法换装,防止差错功能强,能防止

7、操作者错装。3.2.2 实用性原则此焊接工装夹具由6个零件组成,为了施焊方便和易于控制焊接变形,装配和焊接两道工序采用先安装后焊接的方法。这种方案可操作性好且能准确的定位。3.2.3 经济性原则力求用最少的人力,物力和财力得到最大的成效。工装经济性分析符合下式: A1+W1+F1+J/N<A0+W0+F0 式中:A1,W1,F1-采用工装进行装配,焊接,加工等工序的费用 A0,W0,F0-未采用工装进行装配,焊接,加工等工序的费用 J-工装制造费用 N-采用工装制造工件费用。从经济角度来看工装制造费用应低,缩短工装投资回收期,设计时尽量采用标准件,需机械加工的零件(如夹块)采用易于采购且

8、价格适宜的原材料制造。在保证工件可靠性的同时减少精加工比例和结构重量。螺栓,夹块,定位精确迅速,拆卸简单方便,能大大提高生产效率和生产质量,降低产品的成本。3.2.4 工艺性原则在满足功能和经济许可的条件下焊接工装设计制造应力求美观。根据此原则,此套夹具中各个零件尺寸最大限度的统一达到感官上的一致性,使操作者在生理上和心理上感到舒适,给人以美的享受。制造设计的原则:实用是第一位,美观处于从属地位,经济是约束条件。4 工艺过程分析及夹具方案的比较选择4.1 夹具方案的比较选择 根据左连接盒工件特点和上述设计原则预定两套设计方案。 方案一，将工件竖立夹紧焊接。方案二，将工件斜放夹紧焊接。由于此工件

9、需要定位焊接的位置多，空间焊接位置多样，所以需要多处进行定位。方案一的优点是：左盒板和左盒盖便于定位，焊接方便；缺点是：支架难以定位要求焊接技术高，夹块设计复杂。方案二的优点是：夹具设计简单，定位方便可靠性高，容易施焊。缺点是：多处分开定位增加了保证公差的难度。 综上所述，根据可靠性，实用性，工艺性，经济性原则，方案一可行性更高。因此选择方案一为最终设计方案。4.2 夹具的具体选择4.2.1 底板的选择 在设计底板时应满足以下基本要求:(a)具有足够的强度和刚度。(b)结构简单,轻便,在保证刚度和强度前提下结构尽可能简单紧凑,体积小,质量轻和便于工件装卸。(c)安装稳定牢靠。(d)结构的工艺性

10、好,便于制造,装配和检验。(e)尺寸要稳定和具有一定精度。(f)清理方便。根据以上基本要求确定两组方案:方案一,选用钢板作为底板。方案二,选用铸造成型底板。由于单件生产,选用铸造成型底板不仅耗时,而且成本较高,而钢板取材方便,相对价格低廉,不足之处在加工余量较大。综合考虑选用钢板作为底板原材料。底板材料选择Q235,其刚度好,易取材且价格相对低廉,长度为 285mm宽度为 250 mm厚度为16mm (见图纸),下料时以设计尺寸为依据,尽量减少加工余量。 4.2.2 滑动挡板的选择以滑动挡板和夹块为左连接盒的纵向定位夹紧装置,并以斜形挡块的纵向两外侧面为定位基准。选择设计的斜形定位挡块的斜坡高

11、度,斜度由工件图确定,其具体尺寸见图。4.2.3 夹块的选择 圆盘夹块为左连接盒的横向定位夹紧装置,并以圆台挡块的横向两右侧面为定位基准。选择设计的圆台定位挡块的高度,宽度由工件图确定,其具体尺寸见图，夹块以夹块挡板定位并以螺栓紧固在底板上。4.2.4 各零件的具体定位选择(1) 左盒板以夹块1, 夹块2,螺栓，夹块挡板定位。(2) 支架以止夹块1，止夹块2，螺栓定位。(3) 左盒盖以止夹块3,螺栓，圆柱钉定位。左连接盒各工件总体装夹装配图如图纸所示。4.3 主要零件设计4.3.1 夹块挡板的设计 在满足实用性,可靠性,工艺性原则条件下,选择材料为Q235直接进行机械加工得到,技术要求较易得到

12、保证,且成本低廉(见图纸J091004 , J091005，J091006 )。4.3.2 螺栓的选择 螺栓根据GB/T72-1988,选择M5， M8,用于对各工件的夹紧。4.3.3 夹块的设计在满足实用性,可靠性,工艺性原则条件下,选择材料为Q235直接进行机械加工得到,技术要求较易得到保证,且成本低廉(见图纸J091004，J091005)4.4 各零件的紧固与定位据采用以螺栓固定，根据GB5782-86 螺栓选择M8。5夹具的工艺要求,操作方法和注意事项5.1 工艺要求 在对夹具进行加工时应该满足以下工艺要求:(a)对精度要求有特殊标注处应严格进行相关质量检测。(b)合理安排加工次序,

13、节省加工工时。(c)未做特殊要求的部分可不处理。(d)加工完后进行表面清理。(e)表面清理后进行质量检测。5.2 操作方法与步骤 (1) 将各个夹块固定在底板上,确保夹紧。 (2) 套上左连接盒工件。 (3) 将滑动挡块往左推卡住工件。 (4) 装配好后检查,清理工件,检查是否定位准确。 (5) 然后进行定位暂焊。 (6) 定位完毕后把焊接件取出,继续施焊。5.3 注意事项 左连接盒各个零件在装配过程中需要注意以下事项:(a)装配前首先检查夹块是否齐全完好。(b)在装配过程中,严格按照操作方法中所述装配顺序进行。(c)左连接盒各部件首先固定要确保其装配准确无误,夹紧不松动。6 夹具特点及技术经济指标分析 此夹具方便焊工进行操作,各工件的定位和夹紧装置的选择符合最佳作业范围,装配焊接顺序除了满足焊接工艺要求外,而且所选择的装夹方式简单可靠易操作,在焊工装配工件时,定位精准,动作流畅,施力方便,操作力小。所选用的夹具中螺栓都是标准件,易于采购,缩短夹具生产周期,降低夹具生产成本。夹块的设计形状规则容易加工和保证加工精度并且也很经济。7 焊接工艺规程的编制说明 根据焊接件的大小和工艺要求，选择NBC-250型号焊机，直径1.2mm的H08Mn2Si焊丝，焊嘴直径为2.4mm