汽车装配焊接工艺装备.doc

装配焊接工艺装备

本章针对焊接工装夹具的种类和组成、定位及夹紧机构；焊接变位机械的分类、作用和特点等方面作以介绍。

第一节概述

装配焊接夹具也称焊接工装夹具，它与焊接变位机械装备在焊接结构生产中总称为工艺装备。其中工装夹具包括定位器、夹紧器、推拉装置等；变位机械装备主要包括各种焊件、焊机、焊工变位机械等机械装置。

一、工艺装备在焊接生产中的地位和作用

主要作用：

①准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和装配时的划线工作。

②有效地防止和减小焊接变形，从而减轻了焊接后的矫正工作量，达到减少工时消耗和提高劳动生产率的目的。

③能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降低，焊接速度提高，可获得满意的焊接接头。

④采用工艺装备，实现以机械装置取代装配零部件的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。

⑤可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机械化和自动化的综合发展。

二、焊接工艺装备的分类

1．焊接工装夹具

焊接工装夹具是将工件进行准确定位和可靠夹紧，便于零部件进行装配和焊接的工艺装置、装备或工具等。

2．焊接变位机械装备

焊接变位机械装备是通过改变焊件、焊机或焊工位置来实现机械化、自动化焊接的各种机械装置。焊件移动装置包括焊接变位机械、滚轮架、回转台和翻转机等；焊机移动装置包括焊接操作机、电渣焊立架等；焊工升降台是改变工人操作位置的机械装置。

3．辅助装置

此类装置包括焊丝处理、焊剂回收、焊剂垫以及各类吊具、地面运输设备、起重机、运输机等。

三、工艺装备的特点

1．工艺装备与备料加工的关系

采用工艺装备进行备料加工，要与零件几何形状、尺寸偏差和位置精度的要求相匹配，尽可能使零件具有互换性，提高坡口的加工质量以及减小弯曲成形的缺陷

2．工艺装备与装配工艺的关系

利用定位器和夹紧器等装置进行焊接结构的装配，其定位基准和定位点的选择与零件的装配顺序、零件尺寸精度和表面粗糙度有关。

3．工艺装备与焊接工艺的关系

采用自动焊时，一般对焊接机头的定位有较高的精度要求，以保证工作时稳定性，并可以在较宽的范围内调节焊接速度。当采用手工焊接时，则对工艺装备的运动速度要求不太严格。

4．工艺装备与生产规模的关系

单件生产时，一般选用通用的工装夹具；

成批量生产某种产品时，通常是选用较为专用的工装夹具，也可以利用通用的、标准的夹具的零件或组件；

对于专业化大量生产的结构产品，采用专门的装备来完成，形成专业生产线。

第二节焊接工装夹具

一个完整的工装夹具，一般由定位器、夹紧机构和夹具体三部分组成。

一、零件的定位及定位器

1．定位原理

六点定位规则：自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿Ox、Oy、Oz三个轴向的相对移动和三个绕轴的相对转动。要使工件在夹具中具有准确和确定不变的位置，则必须限制这六个自由度，每限制一个自由度，工件就需与夹具上的一个定位点相接触，这种以六点限制工件六个自由度的方法称为“六点定位规则”。

1）主要定位基准：有三个支承点，限制了零件的三个自由度，通常选择零件上最大表面作为主要定位基准。

2）导向定位基准：有二个支承点，限制了零件的二个自由度，通常选择零件上最长的表面作为导向定位基准。

3）止推定位基准：有一个支承点，限制零件最后一个自由度，通常选择零件上最短、最窄的表面作为止推定位基准。

完全定位：工件的六个自由度均被限制的定位方法。

不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但仍能保证加工要求的定位。

过定位：选用两个或更多的支承点限制一个自由度的定位方法。

欠定位：在夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的定位方法。

2．定位在准的选择

定位基准的选择是定位器设计中的一个关键问题，选择定位器时应注意以下几点：

①定位基准应尽可能与焊件起始基准重合，以便消除由于基准不重合造成的误差。

②应选用零件上平整、光洁的表面作为定位基准。

③定位基准夹紧力的作用点应尽量靠近焊缝区。

④可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素考虑。

⑤应尽可能使夹具的定位基准统一。

3．定位器及其应用

定位器在使用时，可根据工件的结构形式和定位要求进行选择，大致分类如下：

（1）平面定位用定位器

1）挡铁是一种应用较广且结构简单的定位元件。除平面定位外，也常利用挡铁对板焊结构或型钢结构的端部进行边缘定位。

形式：①固定式挡铁；②可拆式挡铁；③永磁式挡铁；④可退出式挡铁

2）支承钉和支承板主要用于平面定位。

①固定式支承钉，又分为平头支承钉、球头支承钉、带花纹头的支承钉。

②可调式支承钉，用于零件表面未经加工或表面精度相差较大，而又需以此平面做定位基准时选用。

③支承板定位，适用于零