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焊接工裝夾具及其在生產(chǎn)中的運用

作者:本站 來源:本站 日期:2023-07-27 19:04:49 人氣:37

  焊接工裝夾具及其在生產(chǎn)中的運用

  

  焊接工裝夾具就是將焊件準確定位和可靠夾緊,便于焊件進行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具,對提高產(chǎn)品質(zhì)量,減輕工人的勞動強度,加速焊接生產(chǎn)實現(xiàn)機械化、自動化進程等方面起著非常重要的作用。

  

  在焊接生產(chǎn)過程中,焊接所需要的工時較少,而約占全部加工工時的2/3以上的時間是用于備料、裝配及其他輔助的工作,極大的影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此,必須大力推廣使用機械化和自動化程度較高的裝配焊接工藝裝備。

  

  焊接工裝夾具的主要作用有以下幾個方面:

  

 ?。?)準確、可靠的定位和夾緊,可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差,提高了零件的精度和可換性。

  

 ?。?)有效的防止和減輕了焊接變形。

  

 ?。?)使工件處于最佳的施焊部位,焊縫的成型性良好,工藝缺陷明顯降低,焊接速度得以提高。

  

  (4)以機械裝置代替了手工裝配零件部位時的定位、夾緊及工件翻轉(zhuǎn)等繁重的工作,改善了工人的勞動條件。

  

 ?。?)可以擴大先進的工藝方法的使用范圍,促進焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)機械化和自動化的綜合發(fā)展。

  

  夾具設(shè)計的基本要求

  

 ?。?)、工裝夾具應(yīng)具備足夠的強度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時要承受多種力度的作用,所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的強度和剛度。

  

 ?。?)、夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移,又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。

  

  (3)、焊接操作的靈活性。使用夾具生產(chǎn)應(yīng)保證足夠的裝焊空間,使操作人員有良好的視野和操作環(huán)境,使焊接生產(chǎn)的全過程處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

  

 ?。?)、便于焊件的裝卸。操作時應(yīng)考慮制品在裝配定位焊或焊接后能順利的從夾具中取出,還要制品在翻轉(zhuǎn)或吊運使不受損害。

  

  (5)、良好的工藝性。所設(shè)計的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作,便于檢驗、維修和更換易損零件。設(shè)計時還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素,降低夾具制造成本。

  

  夾具體是夾具的基本件,它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體,而且還要考慮工件裝卸的方便。因此,夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計夾具體時應(yīng)滿足以下基本要求。

  

 ?、?、具有足夠的強度和剛度。

  

 ?、?、結(jié)構(gòu)簡單、輕便,在保證強度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊,體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。

  

 ?、邸惭b穩(wěn)定牢靠。

  

 ?、?、結(jié)構(gòu)的工藝性好,便于制造、裝配和檢驗

  

 ?、荨⒊叽缫€(wěn)定且具有一定精度。

  

  ⑥、清理方便。

  

  夾具體毛坯制造方法的選擇 綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等,選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體;

  

  夾具體的外形尺寸 在繪制夾具總圖時,根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構(gòu)在總體上的配置,夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設(shè)計,再根據(jù)強度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚20mm,長度326mm,寬度128mm;根據(jù)設(shè)計要求,夾具體上設(shè)計有螺孔、銷孔,并且要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時配作。

  

  定位方式及元器件選擇

  

  定位器的作用是要使工件在夾具中具有準確和確定不便的位置,在保證加工要求的情況下,限制足夠的自由度。

  

  工件的定位原理

  

  自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度,即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉(zhuǎn)動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置,則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位;工件被限制的自由度少于六個,但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中,為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形,有些自由度是不必要限制的,故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計中,按加工要求應(yīng)限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的;而選用兩個或更多的支撐點限制一個自由度的方法稱為過定位,過定位容易位置變動,夾緊時造成工件或定位元件的變形,影響工件的定位精度,過定位也屬于不合理設(shè)計。

  

  ①、以工件的平面為基準進行定位時,常采用擋鐵、支撐釘進行定位

  

 ?、?、工件以圓孔內(nèi)表面為基準進行定位時常采用銷定位器

  

 ?、?、工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用V形鐵定位器

  

 ?、堋⒗靡远ㄎ还ぜ妮喞獙Ρ欢ㄎ还ぜM行定位可采用樣板定位器

  

  夾緊方式及元器件選擇

  

  夾緊機構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。

  

  對夾緊機構(gòu)的基本要求如下:

  

 ?、?、夾緊作用準確,處于夾緊狀態(tài)時應(yīng)能保持自鎖,保證夾緊定位的安全可靠。

  

 ?、?、夾緊動作迅速,操作方便省力,夾緊時不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量

  

  ③、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強度,夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。

  

 ?、?、結(jié)構(gòu)力求簡單,便于制造和維修。

  

  主要零件設(shè)計的說明

  

  1、夾具體

  

  綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等,選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體;考慮到定位的精確度,要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時配作;考慮到焊件小,夾具體的強度要求以及夾具體的結(jié)構(gòu)要求,沒有在夾具體上設(shè)計加強筋。

  

  2、壓板

  

  考慮到定位錐頭銷釘需垂直取出焊件才能保證順利脫離焊件,在壓板下邊設(shè)置了彈簧;考慮到對螺母M6和喇叭支座的組件的定位,在壓板上開了凹槽起到定位作用;考慮到快速并順利取出焊件,將壓板設(shè)計成可退式壓板。

  

  3、插銷機構(gòu)主體

  

  插銷機構(gòu)主體作為插銷的支座,考慮到發(fā)動機襯管兩件之間距離小,將兩個插銷的插銷機構(gòu)主體做成一體;并且為了保證發(fā)動機襯管兩件中心線的距離和平行度將在設(shè)計一體的插銷機構(gòu)主體的插銷孔時要求兩孔中心線的距離和平行度。

  

  4、快撤式螺旋夾緊器件

  

  同插銷機構(gòu)主體一樣,快撤式螺旋夾緊器件主體也做成一體并且要求兩孔中心線的距離。

  

  快撤式螺旋夾緊器件工作過程:螺母套筒不直接固定在主體上,而是以它外圓上的L形槽沿著主體上的定位銷來回移動;工件裝入后推動手柄使螺母套筒連同螺栓快速接近工件;轉(zhuǎn)動手柄使定位銷進入螺母套筒的圓周槽內(nèi),螺母不能軸向移動,再旋轉(zhuǎn)螺栓便可夾緊工件;卸下焊件時,只要稍松螺栓,再用手柄轉(zhuǎn)動螺母套筒使銷釘進入螺母套筒外圓的直槽位置,便可快速撤回螺栓,取出焊件。

  

  工裝設(shè)計的質(zhì)量,對生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響,為此,設(shè)計焊接工裝時必須考慮實用性、經(jīng)濟性、可靠性、藝術(shù)性等。

  

  在機械設(shè)計和制造過程中,普遍存在尺寸鏈問題。在把零件組裝成機器的過程中,也就是將零件上有關(guān)的尺寸進行組合和積累。由于零件尺寸存在制造誤差,因此裝配時也就會有誤差的綜合和積累。累積后形成的總誤差將會影響機器的工作性能和質(zhì)量。這就形成了零件的尺寸誤差和綜合誤差之間的相互影響關(guān)系。設(shè)計工裝夾具也不例外。合理地確定零件的尺寸公差和形位公差顯得很重要。


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