焊接工藝工裝課程設計

1、焊接工藝工裝課程設計焊接工藝工裝課程設計指導老師指導老師:彭道衡彭道衡王金鳳王金鳳課程設計概述 焊接工藝工裝課程設計焊接工藝工裝課程設計是焊接專業(yè)課程是焊接專業(yè)課程學習中的一個重要環(huán)節(jié)，是焊接工藝設計、學習中的一個重要環(huán)節(jié)，是焊接工藝設計、生產(chǎn)設計、焊接夾具設計及焊接輔助機構(gòu)設生產(chǎn)設計、焊接夾具設計及焊接輔助機構(gòu)設計的綜合學習課程。通過該課程設計學生不計的綜合學習課程。通過該課程設計學生不僅加深對焊接專業(yè)課理論學習的理解，而且僅加深對焊接專業(yè)課理論學習的理解，而且可以更好地鞏固和了解焊接結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)應力可以更好地鞏固和了解焊接結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)應力和變形的產(chǎn)生及預防的方法，同時學習焊接和變形的產(chǎn)生及預防

2、的方法，同時學習焊接夾具及焊接輔助機構(gòu)設計的基本方法，學會夾具及焊接輔助機構(gòu)設計的基本方法，學會機械制圖在機構(gòu)設計中應用的基本技能。機械制圖在機構(gòu)設計中應用的基本技能。 通過本課程設計主要鍛煉學生確定焊接工藝方案通過本課程設計主要鍛煉學生確定焊接工藝方案及獨立思考的能力，掌握焊接輔助設備設計的基及獨立思考的能力，掌握焊接輔助設備設計的基本要求和方法，進一步掌握機械設計中尺寸標注、本要求和方法，進一步掌握機械設計中尺寸標注、公差配合、形位公差、粗糙度等選擇的基本要求公差配合、形位公差、粗糙度等選擇的基本要求以及掌握焊接夾具與焊接機構(gòu)設計中零件材料的以及掌握焊接夾具與焊接機構(gòu)設計中零件材料的選擇與

3、熱處理方式選擇的基本要求與方選擇與熱處理方式選擇的基本要求與方法。 通過這次課程設計，鍛煉自己的自學能力，自己通過這次課程設計，鍛煉自己的自學能力，自己查閱機械手冊、焊接手冊、夾具設計圖冊、金屬查閱機械手冊、焊接手冊、夾具設計圖冊、金屬材料手冊等設計資料與工具書的能力。學會利用材料手冊等設計資料與工具書的能力。學會利用設計手冊選擇所需的標準件和標準機構(gòu)以及查閱設計手冊選擇所需的標準件和標準機構(gòu)以及查閱和選擇公差配合進行零件的強度校核等，為畢業(yè)和選擇公差配合進行零件的強度校核等，為畢業(yè)奔赴焊接工作崗位提高利用所學知識用于實際生奔赴焊接工作崗位提高利用所學知識用于實際生產(chǎn)的能力。產(chǎn)的能力。一、焊接

4、機械裝備的分類和組成一、焊接機械裝備的分類和組成二、焊接機械裝備在焊接生產(chǎn)中的作用二、焊接機械裝備在焊接生產(chǎn)中的作用 1）采用焊接工裝夾具，零件能得到準確的裝配位置，保證）采用焊接工裝夾具，零件能得到準確的裝配位置，保證裝配精度，加快裝配作業(yè)的進程；減輕工人的體力勞動；裝配精度，加快裝配作業(yè)的進程；減輕工人的體力勞動；提高裝配效率。提高裝配效率。 2 ） 控制或消除焊接變形。控制或消除焊接變形。 3 ） 可提高焊件的互換性能；焊件上的配合孔、配合槽等可提高焊件的互換性能；焊件上的配合孔、配合槽等機械加工要素可由原來的先焊接后加工改為先加工后焊接，機械加工要素可由原來的先焊接后加工改為先加工后焊

5、接，從而避免了大型焊件焊后加工所帶來的困難，有利于縮短從而避免了大型焊件焊后加工所帶來的困難，有利于縮短焊件的生產(chǎn)周期。焊件的生產(chǎn)周期。 4 ） 可縮短裝配和施焊過程中焊件翻轉(zhuǎn)變位的時間，減少可縮短裝配和施焊過程中焊件翻轉(zhuǎn)變位的時間，減少了輔助工時，提高了焊機利用率和焊接生產(chǎn)率。了輔助工時，提高了焊機利用率和焊接生產(chǎn)率。 5 ） 可使焊件處于最有利的施焊位置，可加大焊接工藝規(guī)可使焊件處于最有利的施焊位置，可加大焊接工藝規(guī)范，充分發(fā)揮焊接方法的效能。范，充分發(fā)揮焊接方法的效能。 6 ） 可擴大焊機的焊接范圍?？蓴U大焊機的焊接范圍。 7 ） 可使手工操作變?yōu)闄C械操作?？墒故止げ僮髯?yōu)闄C械操作。 8

6、 ） 可使裝配和焊接集中在一個工位上完成，可減少工序可使裝配和焊接集中在一個工位上完成，可減少工序數(shù)量，節(jié)約車間使用面積。數(shù)量，節(jié)約車間使用面積。三、焊接變位機械三、焊接變位機械 焊接變位機械是改變焊件、焊機或焊工空間位置來焊接變位機械是改變焊件、焊機或焊工空間位置來完成機械化、自動化焊接的各種機械裝備。完成機械化、自動化焊接的各種機械裝備。 使用焊接變位機械可縮短焊接輔助時間，提高勞動使用焊接變位機械可縮短焊接輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人勞動強度，保證和改善焊接質(zhì)量，生產(chǎn)率，減輕工人勞動強度，保證和改善焊接質(zhì)量，并可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能。并可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能。焊接變位機

7、械的分類焊接變位機械的分類焊件變位機械焊件變位機械是在焊接過程中改變焊件空間位置，使是在焊接過程中改變焊件空間位置，使其有利于焊接作業(yè)的各種機械裝備。根據(jù)焊件變位機其有利于焊接作業(yè)的各種機械裝備。根據(jù)焊件變位機械的功能不同，可分為械的功能不同，可分為焊接回轉(zhuǎn)臺焊接回轉(zhuǎn)臺、焊接翻轉(zhuǎn)機焊接翻轉(zhuǎn)機、焊焊接變位機接變位機和和焊接滾輪架焊接滾輪架等四類。等四類。 它們各自的變位特點是有差異的，應注意選擇。此它們各自的變位特點是有差異的，應注意選擇。此外，還要注意各自的承重能力、驅(qū)動方式及驅(qū)動功率外，還要注意各自的承重能力、驅(qū)動方式及驅(qū)動功率和制動、自鎖能力等。和制動、自鎖能力等。1. 焊接回轉(zhuǎn)臺焊接回轉(zhuǎn)

8、臺焊接回轉(zhuǎn)臺是將工件繞垂直軸或傾斜軸回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)的焊件變位機械，主要用于回轉(zhuǎn)體工件的焊接、堆焊或切割。下圖是幾種常用回轉(zhuǎn)臺的具體結(jié)構(gòu)形式。 幾種常用的焊接回轉(zhuǎn)臺a)固定式回轉(zhuǎn)臺 b)移動式回轉(zhuǎn)臺 c)傾角可調(diào)式回轉(zhuǎn)臺中空式回轉(zhuǎn)臺a)工作臺傾斜 b)工作臺水平1工件 2回轉(zhuǎn)臺 3支架2. 焊接翻轉(zhuǎn)機焊接翻轉(zhuǎn)機 焊接翻轉(zhuǎn)機是將工件繞水平軸轉(zhuǎn)動水平軸轉(zhuǎn)動或傾傾斜斜，從而使之處于有利于裝焊位置的焊件變位機械，主要用于梁梁、柱柱、框架框架等結(jié)構(gòu)的焊接。焊接翻轉(zhuǎn)機的種類較多，常見的有頭尾架式、框架式、轉(zhuǎn)環(huán)式、鏈條式、推拉式等，如圖。 焊接翻轉(zhuǎn)機a)框架式 b)頭尾架式 c)鏈條式 d)轉(zhuǎn)環(huán)式 e)推拉式l一頭

9、架 2翻轉(zhuǎn)工作臺 3尾架 4驅(qū)動裝置 5主動鏈輪 6工件 7鏈條8一托輪 9支承環(huán) 10鈍齒輪 11一推拉式軸銷 12一舉升液壓缸（）頭尾架式翻轉(zhuǎn)機 結(jié)構(gòu)形式與車床類似，其頭架為驅(qū)動端，可單獨使用，利用安裝在頭架卡盤上的夾具，可為短小的工件翻轉(zhuǎn)變位。為適應不同長度的系列產(chǎn)品生產(chǎn)需要，尾架可模仿車床上的尾座，做成可移動式如圖 。 頭架單獨使用和尾架移動式的翻轉(zhuǎn)機a)頭架單獨使用的翻轉(zhuǎn)機 b)尾架移動式的翻轉(zhuǎn)機1工作臺 2工件 （）框架式焊接翻轉(zhuǎn)機（）鏈條式翻轉(zhuǎn)機 鏈條式翻轉(zhuǎn)機是利用電動機驅(qū)動鏈輪帶動環(huán)形鏈條翻轉(zhuǎn)焊件的一種變位機械，如圖所示。一種專用于梁柱構(gòu)件自動焊接的鏈式翻轉(zhuǎn)機1鏈輪2鏈條3工字

10、梁 4軸承座 5驅(qū)動機構(gòu) 6制動輪（）圓環(huán)式翻轉(zhuǎn)機 形狀較特殊的型鋼及桁架結(jié)構(gòu)采用上述鏈條式翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)變位比較困難，這些構(gòu)件可以采用圓環(huán)式翻轉(zhuǎn)機，如圖所示。 圓環(huán)形翻轉(zhuǎn)機結(jié)構(gòu)外形圖1下環(huán) 2上環(huán) 3夾緊器 4頂緊螺栓 5焊件（）推舉式翻轉(zhuǎn)機（）推舉式翻轉(zhuǎn)機 推舉式翻轉(zhuǎn)機是利用液壓缸和杠桿機構(gòu)，將焊件翻轉(zhuǎn)到預定位置的一種變位機構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、動作快捷和操作方便的特點。經(jīng)常用于梁柱焊接生產(chǎn)線中配合自動焊接裝置，將焊件翻轉(zhuǎn)到船形位置施焊。右圖示出推舉式翻轉(zhuǎn)機與懸臂式自動焊裝置組合使用的示意圖。推舉式翻轉(zhuǎn)機與懸臂式自動焊裝置的組合使用3. 焊接變位機焊接變位機（）功能及結(jié)構(gòu)形式 焊接變位機，是在焊

11、接作業(yè)中將焊件回轉(zhuǎn)并傾斜，使焊件上的焊縫置于有利施焊位置的焊件變位機械。焊接變位機主要用于機架、機座、機殼、法蘭、封頭等非長形焊件的翻轉(zhuǎn)變位。 焊接變位機按結(jié)構(gòu)形式可分為三種：1) 伸臂式焊接變位機如下圖所示，其回轉(zhuǎn)工作臺繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并安裝在伸臂的一端，伸臂一般相對于某一轉(zhuǎn)軸成角度回轉(zhuǎn)，而此轉(zhuǎn)軸的位置多是固定的，但有的也可在小于100的范圍內(nèi)上下傾斜。 伸臂式焊接變位機1回轉(zhuǎn)工作臺2伸臂3傾斜軸 4轉(zhuǎn)軸 5機座2) 座式焊接變位機 如下圖所示，其工作臺連同回轉(zhuǎn)機構(gòu)通過傾斜軸支承在機座上，工作臺以焊速回轉(zhuǎn)，傾斜軸通過扇形齒輪或液壓缸，多在110140的范圍內(nèi)恒速或變速傾斜。 該機穩(wěn)定性好，一般不

12、用固定在地基上，搬移方便，適用于0.550t焊件的翻轉(zhuǎn)變位。 座式焊接變位機1回轉(zhuǎn)工作臺 2傾斜軸 3扇形齒輪 4機座 焊接變位機的基本結(jié)構(gòu)形式雖只有上述三種，但其派生形式很多，有些變位機的工作臺還具有升降功能，如下圖所示。 焊接變位機的派生形式1工作臺 2軸承 3機座 4推舉液壓缸 5伸臂3) 雙座式焊接變位機 如圖所示，工作臺安裝在“ ”形架上，以所需的焊接速度回轉(zhuǎn)；“ ”形架座在兩側(cè)的機座上，多以恒速或所需的焊接速度繞水平軸線轉(zhuǎn)動。 該機不僅穩(wěn)定性好，而且如果設計得當，可使焊件安放在工作臺上后，隨“ ”形架傾斜的綜合重心位于或接近傾斜機構(gòu)的軸線，從而使傾斜驅(qū)動力矩大大減小。因此，重型焊接

13、變位機多采用這種結(jié)構(gòu)。 下圖是焊接變位機的基本操作狀態(tài)示意圖。該圖中工件上方的箭頭用來示意焊嘴的位置和方向。變位機操作示意a)工作臺水平 b)工作臺傾斜45 c)工作臺傾斜90 d)工作臺傾斜135頭尾架式焊接變位機 傾翻式變位機傾翻式變位機 升降傾翻式變位機升降傾翻式變位機 單回轉(zhuǎn)（頭尾式）變位機單回轉(zhuǎn)（頭尾式）變位機 升降單回轉(zhuǎn)變位機升降單回轉(zhuǎn)變位機 4.焊接滾輪架焊接滾輪架（）滾輪架功能及結(jié)構(gòu)形式（）滾輪架功能及結(jié)構(gòu)形式 焊接滾輪架是借助主動滾輪焊接滾輪架是借助主動滾輪與焊件之間的摩擦力，帶動焊件旋轉(zhuǎn)的變位機械。與焊件之間的摩擦力，帶動焊件旋轉(zhuǎn)的變位機械。 焊接滾輪架主要用于焊接滾輪架主

14、要用于筒形筒形焊件的裝配與焊接。若對主、焊件的裝配與焊接。若對主、從動滾輪的從動滾輪的高度作適當調(diào)整高度作適當調(diào)整，也可進行，也可進行錐體錐體、分段不等徑回分段不等徑回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)體的裝配與焊接。的裝配與焊接。 對于一些非圓長形焊件，若將其裝卡在特制的環(huán)形卡箍對于一些非圓長形焊件，若將其裝卡在特制的環(huán)形卡箍內(nèi)，也可在焊接滾輪架上進行裝焊作業(yè)。內(nèi)，也可在焊接滾輪架上進行裝焊作業(yè)。焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩類：焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩類：第一類是長軸式滾輪架。第一類是長軸式滾輪架。 滾輪沿兩平行軸排列，與驅(qū)動裝置相聯(lián)的一排為主動滾輪，另一排為從動滾輪，也有兩排均為主動滾輪的，主要用于細長薄形焊件的組對

15、與焊接。長軸式焊接滾輪架1從動滾輪 2主動滾輪 3驅(qū)動裝置滾柱式焊接滾輪架L主動滾柱 2驅(qū)動裝置 3從動滾柱有的長軸式滾輪架其滾輪為一長形滾柱，直徑0.30.4、長度15。筒體置于其上不易軸向變形，適用于薄壁、小直徑、多筒節(jié)焊件的組對和環(huán)縫的焊接。 第二類是組合式滾輪架第二類是組合式滾輪架因此，使用方便靈活，對焊件的適應性很強，是目前應用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。 組合式焊接滾輪架a)主動滾輪架 b)從動滾輪架 c)混合式滾輪架 焊接滾輪架的滾輪間距應能調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)方式有兩種：調(diào)節(jié)方式有兩種： 一種是自調(diào)式的； 一種是非自調(diào)式的。 自調(diào)式的可根據(jù)焊件的直徑自動調(diào)整滾輪的間距；非自調(diào)式的是靠移動支架上的

16、滾輪座來調(diào)節(jié)滾輪的間距。 自調(diào)試焊接滾輪架 非自調(diào)式焊接滾輪架 ：工作原理是人工調(diào)正滾輪架的中心以適應不同直徑焊接體的焊接 焊接滾輪架 自調(diào)式焊接滾輪架 焊接滾輪架 可調(diào)式焊接滾輪架 焊接滾輪架 30T可調(diào)滾輪架焊接滾輪架 300T滾輪架焊接滾輪架 500T滾輪架焊接滾輪架 傾斜自調(diào)式滾輪架焊接滾輪架 不銹鋼桶體滾輪架 橢圓工件滾輪架250噸滾輪架 防軸向位移滾輪架防軸向位移滾輪架 自調(diào)式滾輪架系列 技術(shù)參數(shù) 規(guī)格型號 載重 中心距 滾輪直徑 滾輪寬度 焊件直徑 高度 寬度 總長 T mm mm mm mm mm mm mm ZT-5t 5 1030 260 120 300-2500 790

17、700 1770 ZT-10t 10 1070 308 170 350-3000 800 750 1800 ZT-20t 20 1160 308 200 400-3500 920 910 2050 ZT-30t 30 1270 308 220 500-4000 950 990 2180 ZT-40t 40 1600 425 220 600-4500 1060 1130 2500 ZT-50t 50 1700 425 220 700-5000 1200 1180 2800 50噸滾輪架噸滾輪架 100噸滾輪架噸滾輪架 技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號 載重 滾輪直徑 滾輪寬度 焊件直徑 高度 寬度 總長 T m

18、m mm mm mm mm mm KT-5 5 260 170 250-2500 600 650 2200 KT-10 10 310 220 300-3000 700 800 2600 KT-20 20 310 220 300-4000 720 820 2600 KT-30 30 425 220 300-4500 750 850 2800 KT-40 40 425 220 300-4500 800 900 2800 KT-60 60 425 220 500-5000 850 1200 3000 KT-80 80 500 260 800-7000 1400 1900 4000 KT-100 100 500 260 800-8000 1450 2100 4200 KT雙驅(qū)動可調(diào)式焊接滾輪架雙驅(qū)動可調(diào)式焊接滾輪架 焊接操作機 HC系列焊接操作機可實現(xiàn)鍋爐、壓力容器、管道等內(nèi)外縱環(huán)縫的自動焊接，客戶根據(jù)實際使用情況可選擇全位置式、固定式、固定回轉(zhuǎn)式的操作機。 焊接操作機：配自動焊接翻轉(zhuǎn)臺和焊接變位機，用于圓形筒體的內(nèi)外環(huán)縫或金屬結(jié)構(gòu)件的自動焊接。焊接操作機坡口斷面加工設備型號LCL1H1H2D1D2C1C2BL2L3tn-d3d1d2HKS-