底座焊接总成焊接夹具设计

江苏农林职业技术学院毕业设计（论文）江苏农林职业技术学院毕 业 设 计 说 明 书题目： 底座焊接总成焊接夹具设计 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 年 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。底座属于支架类零件，不是传动件，受力不高。根据Q235钢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，焊接检验目 录摘 要II目 录III第1章 底座的制作工艺51.1 母材的选择51.2各支撑件的制造61.2.1划线61.2.2 号料61.2.3 下料61.3气割71.4 钻孔7第2章 底座的装配工艺82.1坡口形式与焊接技术92.1.1 坡口形式92.1.2 坡口的加工方法92.2 焊接工艺路线单102.3焊接方法与设备112.3.1手工电弧焊112.3.2 CO2气体保护焊122.3.3 MAG焊142.4 焊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173.1 焊接夹具的作用173.2 夹具设计的要求173.3 选择与设计焊接夹具类型的依据173.4 焊接夹具的使用18第4章 焊接检验204.1 焊接检验的作用204.2 焊接检验方法的确定204.3 超声波检验的优点204.4 采用超声波探伤的方法及设备204.5 超声波探伤的实施步骤20结束语22致谢23参考文献2427第1章 底座的制作工艺1.1 母材的选择根据底座的结构强度要求及经济因素选择母材Q235-A。查图纸， 焊接零件使用的都是Q235A材料。Q235-A钢的化学成分如表1-1 化学成分（%）CNaSi SPQ235A0.140.220.300.650.300.050 0.045 Q235-A钢的力学性能如表1-2力学性能b/MPas/MPas（%）Q235-A 375460235 26Q235-A是一种低碳钢，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。1.2各支撑件的制造1.2.1划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，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0.25-0.5mm。应当注意，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。1.2.2 号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1.2.3 下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-乙炔气体切割，所选用的设备是CG21520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40x30的底板和100x50的横板。图1-1 CG2型摇臂式仿形气割机对于成形方法我采取的是锻压成形，它是金属压力生产中的一部分。所谓金属压力加工即对胚料施加外力使其产生塑性变形，改变尺寸形状以及改善性能用以制造机械零件或毛胚的成形加工方法。此次用的就是其中锻压成形工艺，它是锻压和冲压的总称。按图样将材料锻压成形。1.3气割气割时，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。 1.4 钻孔按图纸要求在各零件上钻出相应的孔，并攻出相应的螺纹。第2章 底座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2-1 底座零件图由底座零件图可以看出底座是由5件零件组成，下板、左右基柱、上板组成。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 底座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2.1坡口形式与焊接技术2.1.1 坡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2-1所示序号工件厚度（mm）坡口形式坡口尺寸（mm）13I形坡口b:0-1.523I形坡口 b:0-231.8 I形坡口 b:0-243I形坡口b:0-22.1.2 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。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。2.2 焊接工艺路线单表2-2工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CG2型摇臂式仿形气割机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5-8mm,间距为30-50mm焊机焊丝、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25070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2.3焊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-焊条电弧焊联合实用法，采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：2.3.1手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Q235-A是一种普通结构钢，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2-3牌号国标药皮类型焊接电流主要用途J422E4303钛钙型交直流焊接重要的低碳钢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2-4 焊件厚度/mm234-56-1213焊条直径/mm23.23.2-44-54-16在板厚相同的条件下，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4.0mm。第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2-5就是各种直径焊条合适的焊接电流参考值焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A25-4040-6550-80100-130160-210200-270260-300b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%-20%。（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16-25v。酸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。2.3.2 CO2气体保护焊 CO2气体保护焊的特点 1.焊接成本低 CO2气体来源广、价格低廉，而且消耗的焊接电能少，所以CO2焊的成本低，仅为埋弧焊及电弧焊的30%-50%。 2.生产率高 由于CO2焊的焊接电流密度大，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1-4倍。 3.焊接变形和焊接应力小 由于电弧热量集中，焊件加热面积小，同时CO2气体具有较强的冷却作用，因此，焊接应力和变形小。 4.操作性能好，适用范围广 焊丝型号 送气速度 电压 送丝速度 ER49-1 6-12L/min 17-30V 1.5-9m.min-1=1.0-2.0mm 拉丝式 焊丝R=0.8mm 伸长长度8mm 短路过度=2.0-12 拉丝式 焊丝R=1.2mm 伸长长度12mm 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：ER49-1 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1.6mm以下的焊丝；在平焊位置焊接中厚板时，可以采用直径1.2mm 以上的焊丝，焊丝直径的选择如表3-6：焊丝直径/mm熔滴过渡形式焊件厚度/mm焊缝位置0.5-0.8短路过渡1.0-2.5全位置颗粒过渡2.5-4.0平焊1.0-1.4短路过渡2.0-8.0全位置颗粒过渡2.0-12.0平焊1.6颗粒过渡3.0-12.0全位置1.6颗粒过渡6.0平焊（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：60-250A（3）电弧电压。短路过渡时，电弧电压计算式如下： V=0.04I-16+20+/-2.0(A) 焊接电流和电弧电压最佳配合值如表3-7 平焊 立焊 仰焊焊接电流（A）701301802201819.520181818电弧电压（V）12017021026021.52324192122 （4）焊接速度。半自动焊时，熟练焊工的焊接速度为18-36m/h；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。CO2气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CO2焊时，气体流量约为8-15L/min,粗丝CO2焊时，气体流量约为15-25L/min。（8）装配间隙及坡口尺寸。由于CO2焊焊丝直径比较细，电流密度大，电弧穿透力强，电弧热量集中，对于8mm的焊件不开坡可焊透，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30-40，钝边可相应增大2-3mm，根部间隙可相应减少1-2mm。（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 2.3.3 MAG焊MAG是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（CO2、O2或其他混合气体）的混合气体作为保护气体的一种熔化极气体保护焊方法。MAG焊的特点1.MAG焊的熔池、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 . MAG焊具有一定的氧化性，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。3.MAG焊由于电弧温度高，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。MAG焊用的设备MAG焊的设备与CO2气体保护焊的设备类似，它只是在CO2气体保护系统中加入了氩气源和气体混合配比器。其型号为ZPG1500。 MAG焊设备由氩气瓶、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。MAG焊接参数的选择MAG焊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。 1.焊丝的选择 MAG焊时，由于保护气体有一定的氧化性必须使用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。又因为支架1的母材为低碳钢，则选用ER491的焊丝，其直径为1.2mm。2.焊接电流 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8mm,所以焊接电流在200A左右。3.电弧电压 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23V左右。4.焊丝伸出长度 焊丝伸出长度一般为焊丝直径的10倍左右，则伸出长度为10-15mm。5.气体流量 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1.2mm的焊丝，选择气体流量为15L/min左右。6.焊接速度 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/min左右。7.电源种类极性 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。2.4 焊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3.1 焊接夹具的作用（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。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3.2 夹具设计的要求 1.保证夹具有一定的使用寿命 2.夹具本身必须有良好的制造工艺性和较高的机械效率 3.夹具的设计应保证标准化、规格化，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 5.夹具工艺性能应优良，零部件装配要容易，取出要方便 6.夹紧单元要灵活、可靠、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 7.夹具结构合理，工人操作方便、安全，有足够的操作空间及良好的视野3.2.1焊装夹具的功用（1）在汽车底座焊接过程中定位夹紧，保证底座零件之间正确的装配关系，同时保证底座焊接质量及焊接过程顺利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。3.2.2焊装夹具设计原则（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，尤其是保证底座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底座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。3.3 选择与设计焊接夹具类型的依据1.夹具的可靠性2.对焊件的适用性3.焊接方法对夹具的特殊要求4.安装、调试、维护的可行性5.尽量选用已通用化、标准化的夹具3.4 焊接夹具的使用 底座的焊接夹具有1个。1.工件在夹具上要装夹牢靠，如盖板和肋板的焊接，这是角焊缝，应保证其的垂直度2.焊接未完成时，一般不允许拆除夹具，以防焊件产生变形，影响装配精度3.当多人同时操作时，应注意操作安全4.焊件在夹具上要夹紧，牢靠，不能有松动。夹具装配图主视图夹具装配图俯视图夹具装配图左视图材料明细表3.5 主要零件设计的说明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Q235钢，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。并且要求底座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 挡板选用Q235钢制造，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Q235钢。考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。3.6装焊夹具使用说明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。第4章 焊接检验4.1 焊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。4.2 焊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。4.3 超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4.4 采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4.5 超声波探伤的实施步骤 1.对焊缝外观和尺寸进行检测 2.超声波探伤检验等级的确定 3.超声波探伤面及探伤方法的确定4.探头的选择。探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2-2.5MHz、小晶片、大K值的斜探头。5.超声波探伤仪的调节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。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，通过这次毕业设计到现场调察研究，收集资料，阅读文献，设计方案，分析比较，在综合能力上得到了训练，我觉得是对个人综合能力的培养，这对今后的工作和学习积累了宝贵的经验。底座焊接总成焊接夹具设计致谢毕业设计是将大学所学的知识融合在一起，综合运用所有的相关专业知识，是课本知识在实际中的应用。通过这次毕业设计，使我的专业知识在原有的基础上得到更加的巩固和提高，这离不开老师和同学们的帮助。本设计分析是在老师的指导下完成的，在分析的过程中，尹长城老师给了我很大的鼓励，在设计分析中引导我去思考了更多的设计思路，增强了我的学习能力，与我们一起讨论问题，使我对分析有了更清晰明确的认识，使我受益非浅。毕业设计是我们专业知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古言的真正含义。我今天认真地进行课程设计，学会脚踏实地地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话，毕业设计真是有点累。然而一着手清理自己的设计结果，仔细回味毕业设计的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使我倦意顿消。虽然这是我刚学会走完的第一部，是我人生中的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多。通过毕业设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱；有时应为不小心计算出错，只能毫不留情地重做。但一想起老师平时多耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。经历了毕业设计，使我我发现了自己所掌握的知识是真正的贫乏，自己综合运用所学专业知识的能力是如此的不足，几年来学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。想到这里，我真的有点心急了。由于毕业时间的仓促，很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源，比如网格划分的控制、坐标系的理解、求解器的选择等，这使我明白了大学里学的只是一个大体上的方向，离实际应用还有太远的距离。但我相信方向才是最重要的，因为方向确定了，就会用最少的精力做好事情，这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中，要从事的工种是千差万别的，只有从中找到自己最拿手，最有发展前途的岗位，个人才有更多的热情，也最可能在自己的岗位做出一些贡献。参考文献【1】焊接方法与设备，邱葭菲，化学工业出版社，2008.10【2】金属熔焊原理马文妹、白凤臣，哈尔滨工业大学出版社，2007.8【3】弧焊电源任廷春，机械工业出版社，2000.10【4】金属材料焊接，张连生，机械工业出版社，2004.7【5】焊接结构生产，李莉，机械工业出版社，2008.3【6】焊接生产管理与检测，戴建树，机械工业出版社，2007.2【7】焊接操作技巧与禁忌徐佩兰、石学军，机械工业出版社，2008.5【8】焊接材料的选用李亚江，化学工业出版社 ，2004.2【9】实用焊工手册孙景荣，化学工业出版社，2007.1【10】焊接工装夹具及变位机械王政，机械工业出版社，2001.6【11】金属工艺基础与实践，刘劲松，清华大学出版社2007.5