焊接工装设计

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1、工装：在机械加工、产品检验、装配和焊接等工工装：在机械加工、产品检验、装配和焊接等工艺过程中，使用大量的工艺装备，简称工装，艺过程中，使用大量的工艺装备，简称工装，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产效率。保证零件和产品的质量，并提高生产效率。 焊接工装：焊接工艺装备就是在焊接结构生产的焊接工装：焊接工艺装备就是在焊接结构生产的装配与焊接过程中起配合及辅助作用的夹具、装配与焊接过程中起配合及辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称，简称焊接工装。其中机械装置或设备的总称，简称焊接工装。其中夹具主要包括定位器、夹紧器、夹具体

2、等；机夹具主要包括定位器、夹紧器、夹具体等；机械装置或设备主要包括焊件变位机、焊接操作械装置或设备主要包括焊件变位机、焊接操作机、焊工升降台等。机、焊工升降台等。应用：应用： 大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，需要根据本接工艺而专门设计的，属于非标准装置，需要根据本厂的产品结构特点、生产条件和实际需要自行设计制厂的产品结构特点、生产条件和实际需要自行设计制造或者外协定做。焊接工装设计是生产准备工作的重造或者外协定做。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一。要内容之一，也是焊接

3、生产工艺设计的主要任务之一。因此，焊接工艺人员应掌握有关工装设计的基础知识。因此，焊接工艺人员应掌握有关工装设计的基础知识。通常在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草通常在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草图和简要说明图和简要说明(例如装配焊接顺序、焊接变形预防或例如装配焊接顺序、焊接变形预防或减小措施、焊接速度和焊接电流回路等减小措施、焊接速度和焊接电流回路等)。在此基础。在此基础上由工装设计人员完成详细的结构和零件设计及全部上由工装设计人员完成详细的结构和零件设计及全部图样。如果设计者对焊接工艺过程生疏，往往设计的图样。如果设计者对焊接工艺过程生疏，往往设计的工装夹具适用性较差，

4、甚至不能满足生产要求。事实工装夹具适用性较差，甚至不能满足生产要求。事实表明，为了使设计的工装适用性良好，通常由工艺工表明，为了使设计的工装适用性良好，通常由工艺工程师来主持设计或亲自参与设计。程师来主持设计或亲自参与设计。 一一.焊接工装的作用焊接工装的作用1.保证和提高焊接产品的质量。保证和提高焊接产品的质量。 采用工装夹具，可以保证装配定位焊时各零件正确采用工装夹具，可以保证装配定位焊时各零件正确的相对位置，可以防止或减少工件的焊接变形。尤其的相对位置，可以防止或减少工件的焊接变形。尤其是批量生产时，可以稳定和提高焊接质量，减少焊件是批量生产时，可以稳定和提高焊接质量，减少焊件尺寸偏差，

5、保证产品的互换性。尺寸偏差，保证产品的互换性。2.提高劳动生产率，降低制造成本提高劳动生产率，降低制造成本; 提高劳动生产率，除了采用自动化焊接工艺外，还提高劳动生产率，除了采用自动化焊接工艺外，还要采用先进的装配工艺，采用机械化和自动化程度高要采用先进的装配工艺，采用机械化和自动化程度高的工装夹具。的工装夹具。3.减轻劳动强度，保障安全生产。减轻劳动强度，保障安全生产。二二. 焊接工装的分类焊接工装的分类 ： 焊接结构种类繁多，形状尺寸各异，生产工艺过焊接结构种类繁多，形状尺寸各异，生产工艺过程和要求也各不相同，相应的工艺装备在形式、工作程和要求也各不相同，相应的工艺装备在形式、工作原理及技

6、术要求上也有很大差别。原理及技术要求上也有很大差别。 (1) 装配用工艺装备装配用工艺装备 这类工装主要任务是按产品图样这类工装主要任务是按产品图样和工艺上的要求，把焊件中各零件或部件的相互位置和工艺上的要求，把焊件中各零件或部件的相互位置准确地固定下来，只进行定位焊，而不完成整个焊接准确地固定下来，只进行定位焊，而不完成整个焊接工作。这类工装通常称为装配定位焊夹具工作。这类工装通常称为装配定位焊夹具,也叫暂焊也叫暂焊夹具，它包括各种定位器、压夹器、推拉装置、组合夹具，它包括各种定位器、压夹器、推拉装置、组合夹具和装配胎架。夹具和装配胎架。 (2) 焊接用工艺装备焊接用工艺装备 这类工装专门用

7、来焊接已点固好这类工装专门用来焊接已点固好的工件。例如，移动焊机的龙门式、悬臂式、可伸缩的工件。例如，移动焊机的龙门式、悬臂式、可伸缩悬臂式、平台式、爬行式等焊接机；移动焊工的升降悬臂式、平台式、爬行式等焊接机；移动焊工的升降台等。台等。 (3) 装配焊接工艺装备装配焊接工艺装备 在这类工装上既能完成整个在这类工装上既能完成整个焊件的装配又能完成焊缝的焊接工作。这类工装通常焊件的装配又能完成焊缝的焊接工作。这类工装通常是专用焊接机床或自动焊接装置，或者是装配焊接的是专用焊接机床或自动焊接装置，或者是装配焊接的综合机械化装置，如一些自动化生产线。综合机械化装置，如一些自动化生产线。 第一节工件的

8、定位原理第一节工件的定位原理 一、六点定位原理一、六点定位原理 刚体自由度：刚体自由度： 一个刚体在空间直角坐标系中一个刚体在空间直角坐标系中具有六个自由度，具有六个自由度，p4如图如图1-1所示，沿所示，沿X、Y、Z三个坐标轴的移动自由度和绕三个坐标轴的移动自由度和绕X、Y、Z三个三个坐标轴的转动自由度。即坐标轴的转动自由度。即 分别表示沿分别表示沿X 轴、轴、Y 轴、轴、Z 轴的移动自由度和轴的移动自由度和轴的转动自由度。当工件的六个自由度未加限轴的转动自由度。当工件的六个自由度未加限制时，它在空间的位置是不确定的。要使工件制时，它在空间的位置是不确定的。要使工件的位置按照一定的要求确定下

9、来，就必须将它的位置按照一定的要求确定下来，就必须将它的某些自由度或全部自由度加以限制。所谓工的某些自由度或全部自由度加以限制。所谓工件的定位，就是指工件在夹具中的位置按照一件的定位，就是指工件在夹具中的位置按照一定的要求确定下来，将必须限制的自由度一一定的要求确定下来，将必须限制的自由度一一予以限制。予以限制。 , , ,x y zx y z 及二、六点定位原理的合理应用二、六点定位原理的合理应用 应用六点定位原理分析工件在夹具中的定位问题时，应用六点定位原理分析工件在夹具中的定位问题时，不能认为未夹紧前工件还可以相对定位元件反方向运不能认为未夹紧前工件还可以相对定位元件反方向运动而判断其自

10、由度未被限制。在分析支承点起定位作动而判断其自由度未被限制。在分析支承点起定位作用时，不应考虑力的影响，因为我们说工件在某个方用时，不应考虑力的影响，因为我们说工件在某个方向上的自由度被限制，是指工件在该方向上有了确定向上的自由度被限制，是指工件在该方向上有了确定的位置，并不是指工件在受到使它脱离支承点的外力的位置，并不是指工件在受到使它脱离支承点的外力时也不运动，使工件在外力作用下也不运动的是夹紧时也不运动，使工件在外力作用下也不运动的是夹紧的结果，定位和夹紧是两个概念，不能混淆。的结果，定位和夹紧是两个概念，不能混淆。1 全定位与准定位全定位与准定位 全定位：工件的六个自由度全部被限制而在

11、夹具中全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置，这种定位方式称为全定位或完占有完全确定的位置，这种定位方式称为全定位或完全定位。全定位。 2. 过定位与欠定位过定位与欠定位 过定位：过定位： 两个或两个或两个以上定位支两个以上定位支承点重复限制同承点重复限制同一个自由度，这一个自由度，这种定位方式称为种定位方式称为重复定位或过定重复定位或过定位。位。实例实例1：p5图图1-5 。以以A、B两端面为两端面为定位基准，过定定位基准，过定位使工件定位精位使工件定位精度度 受影响，定位受影响，定位不确定或使定位不确定或使定位件产生变形，一件产生变形，一般情况应避免。般情况应避免。