第17讲－第4章　焊接结构的装配及工艺装备④4.3-2.pptVIP

4.3.3 夹紧夹具的设计 1. 装焊夹具的设计要点 正确的设计和选用夹紧夹具，可大大缩短装配和焊接的周期，减轻劳动强度，提高生产效率，保证焊件的装配和焊接质量。与相应的自动化焊接装备相配，可进一步发挥焊接装备的能力，有利于实现装配焊接的综合机械化和自动化。 根据夹紧夹具的设计原则，应对其提出如下的基本要求： ① 夹紧夹具应能快装、快卸、结构简单和操作方便。 ② 夹紧夹具应有足够的空间，便于装配和焊接操作，易于装卸焊件。。 ③ 夹紧机构应夹紧可靠。夹紧过程中不应使焊件移位或改变几何形状。同时不应损伤焊件的表面。 ④ 夹紧夹具，应按焊接工艺的要求装有适当的导热、导电、隔热、隔磁和绝缘等装置，以防止各种定位块、夹紧机构对焊接过程产生不利的影响。 ⑤ 用于大型结构的夹紧夹具，应具有足够的刚度和强度，以保证焊件的装配焊接精度。 ⑥ 夹紧夹具上的定位块、定位器和夹紧机构，应尽量采用通用化和标准化的元件。在同一台夹具上应尽量采用同一种动力源的定位器和夹紧机构。 ⑦ 所设计的夹紧夹具，应易于制造和组装，同时又能达到所要求的制造精度。通常夹具的制造精度应高于焊件所要求的装配精度。 ⑧ 气动和液压夹紧夹具，应设置必要的安全保护装置，以防止误操作引起的安全事故。 2. 装焊夹具的设计步骤 装配焊接夹具的设计大体可分为三个阶段： 第一阶段是确定设计方案； 第二阶段是设计计算； 第三阶段是绘制设计图样。 （1）确定夹具结构设计方案 1) 分析原始资料，明确设计目的与任务 首先分析产品结构和技术要求，即产品的几何形状、尺寸、重量、焊缝位置、数量、工件刚度等，以确定夹具的结构形式。 2) 制定设计方案 对可供选用的设计方案进行充分论证，选出其中最佳的方案后，即可对夹具进行总体设计。 ① 确定定位方案时，按照各个零件装配顺序及相互关系；需限制几个自由度，有无过定位和欠定位；分析定位误差是否小于工件允许误差。其次是确定定位基准和定位基面。 确定定位方式，即确定定位元件的类型、定位基准与定位基面，这就是定位方案的主要内容。 ② 确定夹紧方案，正确分析计算各种力，如重力、支承反力、摩擦力、惯性力、焊接残余应力及对工件的作用，考虑装配焊接对工件夹固(夹紧)的要求，确定夹紧力的方向、大小以及夹紧力的数目与作用，最后确定夹紧机构，尽量选择通用、标准夹紧机构和元件。 ③ 确定夹具体及其他组成部分。夹具体是在上面安装定位器、夹紧器及承受工件重量的部分，它有平面型、箱型、框架型、曲轴型以及组合型等多种。 ④ 确定各种装置的布局及夹具的整体结构。 （2）设计计算 方案确定后，即可进行诸如夹紧机构、传动系统、能源(动力)系统以及必要强度、刚度的设计计算，确定夹具必要几何形状与尺寸、能源、水、气等需求量。 （3）绘制夹具设计图 1）确定图面布置视图。 2）画出工件外形轮廓及夹具整体结构图。 3）标准尺寸和公差。 4) 绘制夹具零件图。绘出所有非标准件全部零部件图。 3. 夹紧夹具的组成 工件在夹具上的安装包括定位和夹紧两个密切联系的统一过程。为使工件在定位件上所占有的规定位置在焊接过程中保持不变，就要用夹紧装置将工件夹紧，才能保证工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠地接触，防止装焊过程中移动或变形。 （1）夹紧装置的组成 典型的夹紧装置如图4-29所示，可以分为以下三个部分。 1) 力源装置它是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用的气动、液压、电动等动力装置。图4-29中的气缸便是一种力源装置。 2) 中间传力机构它是将力源产生的力传递给夹紧元件的机构，如图4-29中的斜楔。传力机构的作用有三种：改变夹紧力的方向；改变夹紧力的大小（扩力）；保证夹紧的可靠性、自锁性。 3) 夹紧元件即与工件相接触的部分，它是夹紧装置的最终执行元件。 （2）夹紧装置的基本要求 选择工件的夹紧方式，一般同选择定位方式一起考虑，有时工件的定位也是在夹紧过程中实现的，设计夹紧装置时，必须满足下列基本要求。 1) 正——夹紧时，不能破坏工件在定位元件上所获得的正确位置。为此要正确选择夹紧力的方向和作用点。 2) 牢——夹紧力的大小要适当、可靠。夹紧机构一般要有自锁作用，保证在装配焊接过程中工件不会松动，又不会使工件产生的变形和表面损伤超出技术条件的允许范围。 3) 快——夹紧装置应操作方便、安全省力，夹紧迅速，以便减轻劳动强度，缩短辅助时间，提高生产率。 4) 简——结构要力求简单、紧凑，并具有足够的刚性，使工装具有良好的工艺性和使用性。