焊接工装夹具和焊接变位

第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 第 一 节 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 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 ：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 。2、 制 品 几 何 尺 寸 一 致 ， 减 少 尺 寸 偏 差 ， 提 高 制 品 的 精 度 和 互 换性 。 3、 减 少 搬 运 和 翻 转 时 间 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 下 一 页 返 回 4、 扩 大 焊 机 使 用 范 围 ， 使 工 件 处 于 易 施 焊 的 位 置 。 5、 改 善 劳动 条 件 ， 提 高 劳 动 生 产 率 。二 、 焊 接 工 装 夹 具 和 变 位 机 械 的 分 类 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 ，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 ， 真空 夹 具 ， 电 动 夹 具 等 六 类 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 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 。三 、 焊 接 机 械 装 备 的 特 点1、 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 、 边缘 加 工 、 弯 曲 成 形 等 ） 与 工 作 量 大 的 特 点 。2、 机 械 装 备 与 装 配 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 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 3、 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 求不 太 严 格 。4、 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 调第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 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 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 还应 满 足 操 作 、 安 全 、 外 观 、 经 济 上 的 要 求 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 返 回 第 二 节 焊 接 工 装 夹 具一 、 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 ，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 。 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 。 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 。二 、 对 焊 接 工 装 夹 具 的 要 求第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 下 一 页 返 回 1、 焊 接 工 装 夹 具 应 动 作 迅 速 ， 操 作 方 便 。2、 夹 紧 可 靠 ， 刚 性 适 当 。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 料时 ， 应 限 制 夹 紧 力 或 加 大 压 头 接 触 面 积 。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 。夹 紧 机 构 的 执 行 元 件 应 能 够 伸 缩 或 转 位 。5、 注 意 各 种 焊 接 方 法 在 导 热 、 导 电 、 隔 磁 、 绝 缘 等 方 面 对 夹 具提 出 的 特 殊 要 求 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 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 地方 ， 要 防 止 支 承 反 力 与 夹 紧 力 、 支 承 反 力 与 重 力 形 成 力 偶 。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 飞溅 物 对 夹 紧 机 构 和 定 位 器 表 面 的 损 伤 。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 。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 ，并 且 尽 量 只 选 用 一 种 动 力 源 。10、 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 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 率 。11、 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 。12、 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 形状 、 尺 寸 和 精 度 。2、 装 焊 工 艺 对 夹 具 的 要 求 。3、 装 、 焊 作 业 可 否 在 同 一 夹 具 上 完 成 ， 或 是 需 要 单 独 设 计 装 配夹 具 和 焊 接 夹 具 。4、 焊 件 的 产 量 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 四 、 焊 件 的 定 位 及 定 位 器1、 定 位 原 理2、 定 位 基 准 的 选 择 选 择 定 位 基 准 时 需 着 重 考 虑 以 下 几 点 ：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 准不 重 合 而 产 生 的 误 差2） 应 选 用 零 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 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 一第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 3、 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 ：1） 平 面 定 位 用 定 位 器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 。 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 换 衬 套 ， 避免 因 更 换 支 承 钉 而 损 坏 夹 具 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 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 差较 大 ， 而 又 需 以 此 平 面 做 定 位 基 准 时 选 用 。3） 圆 孔 定 位 用 定 位 器4） 阶 梯 外 圆 柱 表 面 和 轴 线 交 叉 圆 柱 表 面 的 定 位 ， 可 采 用 V形 块和 其 它 定 位 器 组 合 应 用 的 方 式 解 决 。五 、 零 件 的 夹 紧 机 构1、 夹 紧 机 构 的 特 点1） 夹 紧 力 方 向 的 确 定2） 夹 紧 力 作 用 点 的 确 定3） 夹 紧 力 大 小 的 确 定六 、 组 合 夹 具第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 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 ，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 。 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 。 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 8个 类 别 。第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 返 回 第 三 节 焊 接 变 位 机 械一 、 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 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 。 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 ：第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 下 一 页 返 回 1、 焊 件 变 位 机 械2、 焊 机 变 位 机 械3、 焊 工 变 位 机 械二 、 焊 件 变 位 机 械1、 焊 件 变 位 机1） 伸 臂 式 焊 件 变 位 机 该 机 多 为 电 动 机 驱 动 ， 承 载 力 在 0.5t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 。2） 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 在第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 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 或液 压 缸 多 在 110 140 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 50t， 在 焊 接 结 构 生 产 中 应 用最 为 广 泛 。3） 双 座 式 焊 件 变 位 机 双 座 式 焊 件 变 位 机 适 用 于 50t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 焊 接 操 作 机配 合 使 用 。2、 焊 接 滚 轮 架 焊 接 滚 轮 架 按 结 构 形 式 不 同 有 以 下 几 种 类 型 ： 第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 1） 长 轴 式 滚 轮2） 组 合 式 滚 轮 架3） 自 调 式 滚 轮 架3、 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 用的 变 位 机 械 。 工 作 台 能 保 证 焊 件 回 转 ， 且 均 匀 可 调 。4、 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 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 下 一 页 架 式 、 链 条 式 和 转 环 式 等 多 种 。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 机械 设 备 。1、 焊 接 操 作 机 焊 接 操 作 机 的 结 构 形 式 主 要 有 以 下 ：1） 平 台 操 作 机2） 悬 臂 式 操 作 机3） 门 架 式 操 作 机2、 电 渣 焊 立 架四 、 焊 工 变 位 机 械第 四 章 焊 接 工 装 夹 具 和 焊 接 变 位 机 械 上 一 页 返 回