焊接工装夹具.docx

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焊接工装夹具

前言2

纲要4

1焊接工装夹具5

1.1焊接工装夹具的主要作用5

1.2焊接工装夹具设计的基本要求5

1.3焊接工装夹具的分类与构成6

1.4焊接工装夹具的特色7

1.5焊接工装夹具的设计8

2焊接操作机10

2.1焊接操作机的观点10

2.2焊接操作机的构造、分类、及应用10

2.3焊接操作机的驱动力计算12

参照文件错误！

不决义书签。

前言

焊接操作机应用：

焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设施，有固定式、展转式、全地点等多种构造形式。

可依据用户的需求选择构造并配套各样焊机以及增添追踪、摇动、监控、焊剂回收输送等协助功能.

焊接操作机构成原理：

主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置构成。

一、操作装置包含导轨、倾角调理机构、垂直导向机构、焊枪夹和焊枪，倾角调理机构可使焊枪能绕中心进行正负旋转。

二、控制装置由电气控制系统构成，能够控制焊接操作机

的工作状态。

三、动力源装置由气缸构成，采纳气压驱动进行动力传递。

四、工艺保障装置由导丝机构、焊丝导管和导丝嘴构成，能实现焊丝的自动导向定位，可保证焊缝质量。

焊接操作机可与专用的焊件变位机械配合，实现缸体一次装夹，两根焊枪同时焊接左右双侧，使得加工精准度和生产效率很大幅度的提高。

焊接操作机一般由立柱、横梁、展起色构、台车等零件构成。

各零件为积木式构造，一般立柱、横梁为其基本零件，其余零件可据用户使用要求选配。

立柱及横梁采纳折弯焊接构造件，拥有

很好的刚性。

轻、中型、重型焊接操作机均采纳三角型导轨，超重型采纳平面方形导轨，均经磨削、高频淬

火。

保证了导轨的高精度及其耐磨性。

应用于压力容器中锅炉汽包，石化容器等圆筒形工件的内外缝的纵缝焊和环缝焊焊接。

独到的横梁和立柱截面设计，焊后去应力办理，经刨、磨成型。

重量轻、强度高、稳固性好。

横梁内伸缩臂的设计，可有效增添横梁的水平伸缩距离。

横梁起落采纳沟通电机恒速方式，起落安稳、平均，安全系数高。

带安全防坠装置。

横梁伸缩、立柱电动展转、电动台车均采纳沟通电机变频无

级调速，恒转矩输出，速度安稳（特别是低速下），启动或停止敏捷，速度数字显示并可预置。

立柱展转分为手动、电动两种，展转支承采纳国内名牌厂家的产品，自带高精度齿轮，转动灵巧，并可气动锁紧，安全靠谱。

台车采纳标准铁路路轨为行走轨道，分为手动及电动两种。

手动合用于轻型及挪动范围较小的操作机，电动则合用于重型或挪动范围较大的操作机。

载人型操作机设有载人操作平台，随横臂一同挪动。

采纳手控盒、机头控制箱（焊接控制箱）构成近控与远控方式，操作灵巧方便，并在电气箱预留联动接口，可与滚轮架、变位机、圆形展转工作台等实现同步联动。

纲要

本文针对焊接操作机进行了一系列的介绍

简单介绍了焊机变位机，并论述了焊接操作机包含于焊机变位机，从各方面介绍了焊接操作机的观点、构造、分类及其应用。

并对各种类的焊接操作机做了简单的介绍。

本说明书中还对焊接操作机的各种计当作了明确的剖析。

重点字：

焊接操作机；焊接工装夹具；驱动机构。

1焊接工装夹具

1.1焊接工装夹具的主要作用

（1）正确、靠谱的定位和夹紧，能够减少甚至撤消下料和划线工作。

减小制品的尺寸误差，提高了零件的精度和可换性。

（2）有效的防备和减少了焊接变形。

（3）使工件处于最正确的施焊部位，焊缝的成型性优秀，工艺缺点显然降低，焊接速度得以提高。

（4）以机械装置取代了手工装置零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等沉重的工作，改良了工人的劳动条件。

（5）能够扩大先进的工艺方法的使用范围，促使焊接构造的生产机械化和自动化的综合发展。

1.2焊接工装夹具设计的基本要求

（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。

夹具在生产中投入使用时要蒙受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

（2）、夹紧的靠谱性。

夹紧时不可以破坏工件的定位地点和保证产品形状、尺寸切合图样要求。

既不可以同意工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3）、焊接操作的灵巧性。

使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有优秀的视线和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳固的工作状态。

（4）、便于焊件的装卸。

操作时应试虑制品在装置定位焊或焊接后能顺利的从夹具中拿出，还要制品在翻转或吊运使不受伤害。

（5）、优秀的工艺性。

所设计的夹具应便于制造、安装和操

作，便于查验、维修和改换易损零件。

设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场所等要素，降低夹具制造成本。

1.3焊接工装夹具的分类与构成

焊接工装夹具是将捍件正确立位并夹紧，甩于装置和焊接的工

艺设施。

在焊接构造生产中，装置和焊接是两道重要的生产工序，依据

工艺往常以两种方式达成这两道工序：

—种是先装置后焊接；一种

是边装置边焊接。

我们把用来装置以进行定位焊的夹具称做装置夹

具；特意用来焊接焊件的夹具称做焊接夹具；把既用来装置又用来焊接的工具称做装焊夹具。

它们统称为焊接工装夹具。

一个完好的夹具，是由定位器、夹紧机构、夹详细三部分构成的。

在装焊作业中，多使用在夹详细上装有多种不一样夹紧机构和定位器的复杂夹具。

此中，除夹详细是依据焊构造形式进行特意设计外，夹紧机构和定位器多是通用的构造形式。

定位嚣大部分是固定式的，也有一些为了便于焊件装卸，做成伸缩式或转动式的，并采纳手动、气动、液压等驱动方式。

夹紧机构是夹具的主要构成部分，其构造形式好多，且相对复杂。

驱动方式也多种多样。

在一些大型复杂的夹具上，夹紧机构的结柯形式有多种，并且还使用多种动力源，有手动加气动的、气动加电磁的等等。

这种多动力源夹具，称做混淆式夹具。

在先进工业国家里，对宽泛采纳的一些夹紧机构已经标准化、系列化，在工艺设计时进行采纳即可。

我国焊接工作者，正进行着这方面的研究开发工作，相信不久也会有我们自己的系列化、标准化的夹紧机构出现。

1.4焊接工装夹具的特色

焊接工装夹具的特色，是由装置焊接工艺和焊接构造的形式决

定的，有以下特色：

（1）、因为焊件一般由多个简单零件组焊而成，而这些零件的装置和定位焊，在焊接工装夹具上是按次序进行的，所以，它们的定

位和夹紧是一个个独自进行的。

（2）、在焊接过程中，零件会因焊接加热而伸长或因冷却而缩短，为了减少或除去焊接变形，要求工装夹具能对某些零件赐予反变形或许作刚性的夹固；为了减少焊策应力，又要同意某些零件在某一方向可自由伸缩。

所以，焊接工装夹具不是对所有的零件都作刚性夹固。

（3）、对焊接工装夹具而言，装焊完的构造尺寸增大，重量增添，形状变得复杂，增添了从工装夹具上卸掉的难度。

（4）、关于熔焊的夹具，工作时主要蒙受焊件的重力、焊策应力和夹紧力。

有的还要蒙受装置时的锤击力；用于压焊的夹具还要蒙受顶锻力。

（5）、焊接工装夹具常常是焊接电源二次回路的一个构成部分，所以绝缘和导电是设计中一定注意的一个问题。

比如，在设计电阻焊用的夹具时，假如绝缘办理不妥，将惹起分流，使接头强度降低。

（6）、装置夹具和装焊夹具上的夹紧点、定位点比机床夹具上的多达几倍甚至十几倍，所以，设计难度较大，特别是定位点、夹紧点的数目、选位和二者的对应关系，都会影响夹具的功能和质量。

（7）、焊接工装夹具主要用来保证焊接构造各连结件的相对地点精度和整体构造的形状精度。

1.5焊接工装夹具的设计

（1）、焊接工装夹具应动作快速、操作方便，操作地点应处在工人简单凑近、最宜操作的部位。

特别是手动夹具，其操作力不可以过大，操作频次不可以过高，操作高度应设在工人最易使劲的部位，当夹具处于夹紧状态时，应能自锁。

（2）、焊接工装夹具应有足够的装置，焊接空间，不可以影响焊接操作和焊工察看，不阻碍焊件的装卸。

所有的定位元件和夹紧机构应与焊道保持适合的距离，或许部署在焊件的下方或侧面。

夹紧机构的履行元件应能够伸缩或转位。

（3）、夹紧靠谱，刚性适合。

夹紧时不破坏焊件的定位地点和几何形状，夹紧后既不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束度过大而产生较大的应力。

（4）、为了保证使用安全，应设置必需的安全连锁保护装置。

（5）、夹紧时不该破坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质资料的焊件时，应限制夹紧力，或许采纳压头行程限位、加大压头接触而积、加添铜、铝衬垫等举措。

（6）、凑近焊接部位的夹具，应试虑操作手把的隔热和防备焊接飞溅物对夹紧机构和定位器表面的伤害。

（7）、夹具的施力点应位于焊件的支承处或许部署在凑近支承的地方，要防备支承反力与夹紧力、支承反力与重力形成力偶。

（8）、注意各样焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方面对夹具提出的特别要求。

比如，凸焊和闪光焊时，夹具兼作导电体；钎焊时，夹具兼作散热体，所以要求夹具自己拥有优秀的导电、导

热性能。

再如，真空电子束焊所使用的夹具，为了不影响电子束聚

焦，在枪头邻近的夹具零件，不可以用磁性资料制作，夹具也不可以带

有剩磁。

（9）、用于大型板焊构造的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹详细的刚度，对构造的形状精度、尺寸精度影响较大，设计时要留有较大的余度。

（10）、在同一个夹具上．定位器和夹紧机构的构造形式不宜过多，并且尽量只采纳一种动力源。

（11）、工装夹具自己应拥有较好的制造工艺性和较高的机械效

率。

（12）、尽量采纳已通用化、标准化的夹紧机构以及标准的零零件来制作焊接工装夹具。

2焊接操作机

焊接操作机的观点

焊接操作机是能将焊接机头（焊枪）正确送到待焊地点，并保

持在该地点或以选定焊速沿设计轨迹挪动的焊接机头的变位机械。

焊接操作机的构造、分类、及应用

焊接操作机的构造形式好多，使用范围广，长与焊件变位机械

相当合，达成各样焊接作业。

若改换作业机头，还可以进行其余的相

应作业。

按其构造形式及应用特色可分为三种：

1．平台式焊接操作机

平台式焊接操作机又分为单轨台车式和双轨台车式两种。

单轨台车式焊接操作机实质上还有一条轨道，可是该轨道一般设置在车间的立柱上，车间桥式起重机挪动常常惹起平台振动，进而影响焊接过程的正常进行。

平台式焊接操作机的灵巧性、使用范围和用途均不如伸缩臂式焊接操作机，在国内的应用已逐年减少。

2.横臂式焊接操作机

这种焊接操作机依据横臂的构造不一样有分为：

1）悬臂式焊接操作机

2）伸缩臂式焊接操作机

3.门式焊接操作机

这种焊接操作机有两种构造：

一种是焊接小车座落在沿门架可起落的工作平台上，并可沿平台上的轨道横向挪动；

另一种是焊接机头安装在一套起落装置上，该装置又座落在可沿横梁轨道挪动的跑车上。

本次设计的焊接操作机是悬臂式焊接操作机。

焊接操作机的驱动力计算

焊接变位机主假如使焊机或焊接机头平移或起落，均属直线运动。

用电动机驱动，则输出的动力应足以战胜运动过程所有阻力

1.行走式焊接变位机的阻力计算

1）走轮支反力的计算

Q1=G（L+L1）/L

Q2=GL1/L

Q3=Q1（L3-L4）/L3

Q4=Q1L4/L3

2）行走机构的阻力计算

式中F—行走机构总阻力（N）；

Qi—作用在各个走轮上的载荷（N）；

f—走轮轴承的华东摩擦系数，滑动轴承f=0.015，圆锥滚子轴承f=0.02；

μ—走轮与导轨的转动摩擦系数（cm）如表1；

D—走轮直径（cm）；

d—走轮轴承处的轴径（cm）；

Kf—走轮与导轨侧面摩擦附带系数，一般取Kf=2.5；

n—走轮的个数。

表1走轮与导轨之间转动摩擦系数μ（单位：

cm）

3）行走机构电动机驱动功率的计算

式中v—行走速度（m/min）;

η—从电动机至走轮轴总传动效率。

2.焊接变位机起落机构的阻力计算

悬臂经过滑座沿立柱起落，其提高力F（见图1）用下式计算（当滑座与立柱之间用滚轮时），则

式中F—提高力（N）；

G1—悬臂提高力总重力（N）；

f1—滚轮轴承摩擦系数；

Kf—侧面摩擦附带系数，一般取Kf=1.5-2；

μ—转动摩擦系数（CITI）；

D—滚轮直径（cm）；

d—滚轮轴径（cm）；

f2—滑套与立柱之间的滑动摩擦系数f2=0.1。

图1焊接变位机起落机构受力状态图

当滑座与立柱之间用滑套时，则

提高电动机驱动功率Pd（单位kW）按下式计算，即

式中vn—提高速度（m/min）；

η—提高机构总传动效率。

3.焊接变位机伸缩机构的阻力计算

图2伸缩臂简图及受力状态图

图2所示的伸缩臂，工作时其手里状态见图3，其伸缩阻力按

下式计算。

当转动接触时，则

图3焊接变位机中伸缩臂机构手里状态图

当滑动接触时，则

式中F—伸缩阻力（N）；

G1—伸缩臂重力（N）；

f2—伸缩臂与导轨之间的滑动摩擦系数。

伸缩机构电动机驱动功率Pd（kW）按下式计算，则

式中vw—伸缩速度（m/min）；

η—伸缩机构总传动效率。