第二节 定位及夹紧装置

定位及夹紧装置主讲教师：所属专业：焊接技术应用焊接结构生产引课在焊接结构生产中经常采用的有装配定位焊夹具、焊接夹具、矫正夹具等。一个完整的工装夹具，一般由定位器、夹紧器和夹具体三部分组成。其中，定位是夹具结构设计的关键问题，定位方案一旦确定，则其他组成部分的总体配置也基本随之而定。一、焊件的定位及定位器（1）定位原理在空间直角坐标系中的任

一刚体存在六个自由度

，

即沿

ox

、oy

、oz

三个轴向的相对

移动和三个绕轴的相对转动，

如图7-2a所示

。若将坐标平面

看作是夹具平面

，要使焊件在

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

。每限制一个自由度

，焊件就需要与夹具上的一

个定位点相接触

，这种以六点限制焊件六个自由度的方法称为“六点定位规则”。一、焊件的定位及定位器（2）定位基准的选择1）定位基准应尽可能与焊件设计基准重合；2）应选用焊件上平整、光洁的表面作为定位基准；3）定位基准夹紧力的作用点应尽量靠近焊缝区；4）可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素来考虑；5）应尽可能使夹具的定位基准统一。一、焊件的定位及定位器（3）定位器及其应用定位器可作为一种独立的工艺装置，也可以是复杂夹具中的一个基本元件。定位器的形式有多种，如挡铁、支承钉或支承板、定位销及V形块等。使用时，可根据焊件的结构型式和定位要求进行选择。定位器—平面定位器—挡铁定位器固定式挡铁挡铁定位器是一种应用较广且结构简单的定位元件，可使工件在水平面或垂直平面内进行定位。可拆式挡铁定位器—平面定位器—挡铁定位器永磁式挡铁可退式挡铁定位器—平面定位器—支承钉（板）定位器（1）固定支承钉定位器平头支承钉球头支承钉齿纹头支承钉定位器—平面定位器—支承钉（板）定位器（2）可调支承钉定位器定位器—平面定位器—支承钉（板）定位器（3）支承板定位器定位器—定位销利用工件上的装配孔、螺钉孔或螺栓孔及专用定位孔等作为定位基准时，多采用定位销定位。定位器—定位销—固定式定位销固定式定位销常装在夹具体上。为保证定位销在夹具上的位置精度，一般固定式定位销的连接采用过盈配合。定位器—定位销—可换式定位销在大批量生产中，由于定位销磨损较快，为了保证工件加工精度，需要定期维修和更换，常采用便于更换的可换式定位销。定位器—外圆定位器生产中，管子、轴及小直径圆筒节等圆柱形工件的定位多采用V形块。V形块既能用于精定位基面，又能用于粗（毛坯）定位基面；既能用于完整的圆柱面，又能用于局部的圆柱面。定位器一般不作为受力元件。便于从工艺装备中取出。应容易修复和更换。不应有碍工人操作。表面应具有良好的耐磨性。定位器—定位器使用注意事项二、焊件夹紧装置利用某种施力元件或机构使焊件达到并保持预定位置的操作称为夹紧，用于夹紧操作的元件或机构称之为夹紧器或夹紧机构。夹紧器是装配焊接夹具中最重要的基本组成部分。1.对夹紧机构的基本要求1）夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。2）夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损坏焊件表面质量。3）夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。4）结构力求简单，便于制造和维修。夹紧器对零部件的紧固方式有压紧、拉紧、推拉和顶压（或撑开）四种。器按其夹紧力的来源，可分为手动夹紧器和非手动夹紧器两大类。手动夹紧器包括楔形夹紧器、螺旋夹紧器、偏心夹紧器和杠杆夹紧器等；非手动夹紧器包括气动夹紧器、液压夹紧器和磁力夹紧器等。夹紧器的种类2.常用夹紧机构夹紧器—手动夹紧器—楔形夹紧器优点：斜楔夹紧器结构简单，易于制造，既可独立使用，又能与其他机构如气压或液压等动力源联合使用。缺点：手动斜楔夹紧力不很大，效率较低。应用：多用于单件小批生产或在现场大型金属结构的装配与焊接。夹紧器—手动夹紧器—螺旋夹紧器螺旋夹紧器一般由螺杆、螺母和主体三部分组成，通过螺杆与螺母的相对旋动达到夹紧工件的目的。夹紧器—手动夹紧器—偏心轮夹紧器

偏心轮是指绕一个与自身几何中心相对偏移一定距离的回转中心旋转的零件。偏心轮夹紧器夹紧动作迅速（手柄转动一次即可夹紧焊件），有一定的自锁性，结构简单，但行程较短。特别适用于尺寸偏差较小、夹紧力不大及很少振动情况下的成批大量生产。夹紧器—手动夹紧器—杠杆夹紧器

杠杆夹紧器是利用杠杆的增力作用，夹持或压紧焊件的杠杆夹紧器多与其他夹紧器联合使用，形式很多。其特点是夹紧动作迅速，可起到增力的作用，适用于大批生产。气动斜楔夹紧器气动杠杆-铰链夹紧器气动铰链-杠杆夹紧器气动斜楔-杠杆夹紧器气动杠杆夹紧器气动凸轮-杠杆夹紧器气动夹紧器是以压缩空气为传力介质，推动气缸活塞与连杆动作，实现对焊件的夹紧作用。气动夹具有夹紧动作迅速、夹紧力比较稳定、结构简单、操作方便、不污染环境及有利于实现程序控制等优点。夹紧器—气动、液动夹紧器—气动夹紧器夹紧器—气动、液动夹紧器—液动夹紧器

液动夹紧器是以液压油为传力介质，推动液压缸活塞与连杆产生动作实现夹紧的。夹紧器—磁力夹紧器磁力夹紧器是借助磁力吸引铁磁材料的焊件实现夹紧的装置。按磁力的来源分为永磁式和电磁式两种，应用较多的是电磁式磁力夹紧器；按工作性质分为固定式和移动式两种。夹紧器—专用夹具专用夹具是指具有专一用途的焊接工装夹具装置，是针对某种产品的装配与焊接需要而专门制作的。专用夹具的组成基本上是根据被装配焊件的外形和几何尺寸，在夹具体上按照定位和夹紧的要求，安装了不同的定位器和夹紧机构。组合夹具是由一些规格化的夹具元件，按照产品加工的要求拼装而成的可拆式夹具，适用于品种多、变化快、批量少、生产周期短的场合。组合夹具按基本元件的功用不同分为基础件、支承件、

定位件、导向件、压紧件、紧固件、合成件以及辅助件8个类别。夹