焊接工裝設(shè)計基礎(chǔ)(陳煥明)課件-四、五章課件

1、第四章 焊接工藝裝備實例第一節(jié) 裝配定位焊夾具 裝配定位焊夾具主要起定位與夾緊的作用，通常由定位元件、夾緊機構(gòu)和夾具體組成。 用于定位焊、點焊、釬焊。一 斜撐桿的定位焊夾具 P189圖5-l。夾具體采用槽鋼焊接結(jié)構(gòu)。平面鉤型夾緊器可選用。 四零件：二園管采用鉤型夾緊器定位夾緊。右端耳子由定位銷。左端襯套由削邊銷二 錐形段與凸緣的裝配定位焊夾具P190圖5-2 相當(dāng)于專用點焊機錐形段與凸緣的裝配定位焊夾具1上電極；2螺母；3導(dǎo)向襯套；4上圓盤；5凸緣6中心桿；7錐形段；8下圓盤；9下電極三 支承罩6與內(nèi)錐體組件7的連續(xù)點焊夾具。把P190圖53相當(dāng)于專用點焊機支承罩與內(nèi)錐體組件的連續(xù)點焊夾具1微

2、調(diào)螺釘；2螺釘；3支座；4下電極；5上電極；6支承罩；7內(nèi)錐體組件；8螺母；9芯軸；10底盤；11卡爪；12壓力彈簧第二節(jié) 焊接變位機械定義：焊接變位機械是改變焊件、焊機或焊工位置來完成機械化、自動化焊接的各種機械裝置。分類：焊接變位機械可分為三大類，如以下圖示。 焊接變位機positioner：是將工件回轉(zhuǎn)、傾斜，使工件上的焊縫置于有利施焊位置的焊件變位機械。用于機架、機座、法蘭、封頭等非長形工件的翻轉(zhuǎn)變位和焊接，也可用于裝配、切割、檢驗等。焊接滾輪架turning rolls：是借助主動滾輪與工件之間的摩擦力帶動筒形工件旋轉(zhuǎn)的焊件變位機械。用于筒形工件的裝配與焊接。焊接回轉(zhuǎn)臺welding

3、 turntable：是一種簡化的變位機，它將工件繞垂直軸回轉(zhuǎn)或者固定某一角度傾斜回轉(zhuǎn)。主要用于回轉(zhuǎn)體工件的焊接、堆焊與切割。焊接翻轉(zhuǎn)機welding tilter：是將工件繞水平軸轉(zhuǎn)動或傾斜，使之處于有利裝焊位置的焊件變位機械。主要適用于梁柱、框架、橢圓容器等的焊接。焊接操作機manipulator：是將焊機機頭準確地送到并保持在待焊位置，或以選定的焊接速度沿規(guī)定的軌跡移動焊機機頭。 一、焊接變位機1. 結(jié)構(gòu)形式 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 p192圖5-7 回轉(zhuǎn)工作臺安裝在伸臂一端，繞自身軸線回轉(zhuǎn)。伸臂那么繞傾斜軸翻轉(zhuǎn)，適用于1t以下的中小型工件焊接變位。(

4、2) 座式焊接變位機 P192圖5-8工作臺連同回轉(zhuǎn)傳動裝置，通過扇形齒輪支承在支座上，用于150t的工件翻轉(zhuǎn)變位，常與焊接操作機或機器人聯(lián)機使用。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 (3) 雙座式焊接變位機 P193圖5-9 工作臺連同回轉(zhuǎn)機構(gòu)一起安裝在一個元寶形梁上，適于 50t以上工件變位。雙座式焊接變位機1工作臺；2回轉(zhuǎn)機構(gòu)；3元寶形梁；4機座；5傾斜機構(gòu) 派生機構(gòu)：p193圖5-102. 驅(qū)動機構(gòu) 焊接變位機一般可實現(xiàn)兩種根本動作： (1) 工作臺帶開工件繞工作臺的旋轉(zhuǎn)軸作正、反360的旋轉(zhuǎn)。 (2) 工作臺面的傾斜。有的中型焊接變位機工作臺還有升降運動?；剞D(zhuǎn)

5、運動：多采用直流電動機驅(qū)動，無級變速，也可采用交流電動機變頻調(diào)速。 也可采用液壓馬達及人力驅(qū)動。傾斜運動：有兩種驅(qū)動方式， 一是電動機經(jīng)減速器減速后通過扇形齒輪帶開工作臺傾斜，另一種是采用液壓油缸推開工作臺傾斜。升降運動：一般采用液壓驅(qū)動與焊接機器人配套使用的變位機：一般為數(shù)控式，采用步進電動機驅(qū)動，有很高的定位精 度(0.51mm)，傳動鏈中多采用諧波減速器、滾珠絲桿、精密齒輪副等傳動元件。運動控制：在工作臺回轉(zhuǎn)、傾斜傳動系統(tǒng)中，常設(shè)有一級蝸輪蝸桿傳動，使其具有自鎖功能。有的為了精確定位，還設(shè)有制動裝置。另外，在驅(qū)動系統(tǒng)的控制回路中應(yīng)設(shè)行程保護、過載保護、斷電保護等。實例：座式焊接變位機 P

6、194圖5-11 P195圖5-12 ：載重圖 P195圖5-13：傳動簡圖3. 導(dǎo)電裝置 焊接變位機多用于電弧焊，此時轉(zhuǎn)臺和工件作為焊接電源兩次回路的一個組成局部，必須設(shè)有導(dǎo)電裝置。形式：導(dǎo)電裝置有電刷的、銅盤的、水銀的等各種各樣的形式，目前主要采用電刷式導(dǎo)電裝置。電刷式導(dǎo)電裝置：它主要由電刷、電刷盒、刷架組成，結(jié)構(gòu)形式多樣。 如p196圖5-14所示。P195表5-1。要求：工件或機頭轉(zhuǎn)動時不纏繞電纜，同時要防止傳動局部的嚙合件(軸承、齒輪)打弧燒壞。 實例p196圖5-15液化石油氣鋼瓶埋弧焊轉(zhuǎn)臺。導(dǎo)電回路為：電焊機輸出電流負極一機座軸承座一軸承外套滾動體軸承內(nèi)套一主軸一工件一埋弧焊導(dǎo)電

7、嘴一電焊機輸出電流正極。問題：工作時軸承發(fā)熱嚴重，溫度達200250，時常被電弧打傷，導(dǎo)致軸承失效。解決方案： (1)碳刷銅盤式導(dǎo)電裝置 在鋼瓶接觸的卡盤處設(shè)計成銅盤，工作時焊接電流通過碳刷、銅盤傳給工件，使用效 果不好，碳刷發(fā)紅，導(dǎo)電裝置易失效。(2)銅電刷式導(dǎo)電裝置 在主軸上安裝一個固定的導(dǎo)電環(huán)，工作時焊接電流通過紫銅電刷、導(dǎo)電環(huán)、主軸傳給工件。使用效果明顯好轉(zhuǎn)，共缺點是導(dǎo)電環(huán)的運行時間仍較短，工作一段時間后其外表仍被電弧嚴重打傷，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不方便。(3)軸瓦式導(dǎo)電裝置 該導(dǎo)電裝置是由上、下軸瓦，導(dǎo)電板，壓緊彈簧，螺栓，螺母等組成。軸瓦式導(dǎo)電裝置的示意圖見p197圖5-16。4. 選用

8、變位機時本卷須知行業(yè)標(biāo)準：p198表5-2焊接變位機應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(JBJ3300290)中規(guī)定的載重量的數(shù)值系列和有關(guān)技術(shù)要求。型號中字母“HB表示焊接變位機的名稱，數(shù)字表示最大負荷值。焊接變位機行業(yè)標(biāo)準中規(guī)定的主要技術(shù)要求如下：(1)回轉(zhuǎn)驅(qū)動應(yīng)實現(xiàn)無級調(diào)速，并可逆轉(zhuǎn)。 (2)傾斜驅(qū)動應(yīng)平穩(wěn)，在最大負荷下不抖動，整機不得傾覆。最大負荷Q變位機所允許承載的工件最大質(zhì)量超過25 kg的，應(yīng)具有自動功能。傾斜機構(gòu)要具有自鎖功能，在最大負荷下不滑動，平安可靠。應(yīng)設(shè)有限位裝置，控制傾斜角度，并有角度指示標(biāo)志。(3)變位機應(yīng)設(shè)有導(dǎo)電裝置，以免焊接電流通過軸承、齒輪等傳動部位。 (4) 最大負荷與偏心距及

9、重心距之間的關(guān)系應(yīng)在變位機使用說明書中說明。選用焊接變位機時應(yīng)注意以下幾點。 (1) 應(yīng)根據(jù)工件的質(zhì)量、重心距和偏心距來選擇適當(dāng)噸位的變位機。 (2) 要在變位機上焊接圓環(huán)形焊縫時，應(yīng)根據(jù)工件直徑與焊接速度計算出工作臺的回轉(zhuǎn)速度。 (3) 工作臺的傾斜速度一般是不能調(diào)節(jié)的,如在傾斜時要進行焊接操作,應(yīng)對變位機提出特殊要求。 (4) 批量生產(chǎn)定型產(chǎn)品時，可選用具有程序控制功能的變位機。 二 焊接滾輪架1. 滾輪架分類 焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩大類。 第一類是長軸式滾輪架。其軸向一排為主動機，另一排為從動輪，主要用于細長筒體工件的裝配和焊接。P199圖5-17。 第二類是組合式滾輪架。由兩個滾輪

10、支承在同一個基座上組成一個獨立的滾輪架。按傳動方式不同可分為：雙主動滾輪架、從動滾輪架、單主動滾輪架。P199圖5-18。 按組合滾輪類別：分為根本式滾輪架、交換式滾輪架、自調(diào)式滾輪架、可調(diào)中心高滾輪架和可偏轉(zhuǎn)軸線滾輪架。應(yīng)用：當(dāng)裝焊壁厚較小而長度很長的筒形工件時，宜用幾臺單主動滾輪架組合。 當(dāng)裝焊壁厚較大、剛性較好的筒形工件時，常采用雙主滾輪架和從動滾輪架組合。 長軸式焊接滾輪架 組合式滾輪架 1電動機；2聯(lián)軸器；3減速器；4齒輪對； (a)雙主動滾輪架 (b)從 動滾輪架 5軸承；6主動滾輪；7公共軸；8從動輪 (c)單主動滾輪架 2. 中心距的調(diào)節(jié) 工件中心與兩個支承滾輪中心的連線之間的

11、夾角一般可在50 110范圍內(nèi)選用。 太小筒體不穩(wěn),太大轉(zhuǎn)距大。滾輪座移動式：見p200圖5-19從動滾輪交換式：見p200圖520自調(diào)式：p201圖5213. 滾輪結(jié)構(gòu) 焊接滾輪架的滾輪結(jié)構(gòu)主要有鋼輪、橡膠輪、組合輪和履帶輪四種類型。 P201圖 5-22 P200 表5-34. 焊接滾輪架的主要技術(shù)要求 焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(ZBJ3300390)中規(guī)定了焊接滾輪架的技術(shù)要求。(1) 主動滾輪應(yīng)采用直流電動機或交流寬調(diào)速電動機通過變速箱驅(qū)動。(2) 主動滾輪圓周速度應(yīng)滿足焊接工藝的要求，在660 m/h范圍內(nèi)無級調(diào)速；速度波動量按不同焊接工藝要求劃分為A級5和B級10，滾輪轉(zhuǎn)速應(yīng)平穩(wěn)、均勻

12、，不允許有爬行現(xiàn)象。(3) 焊接滾輪架的制造和裝配精度應(yīng)符合國標(biāo)中的8級精度要求。滾輪架應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)鋼制造，如用焊接結(jié)構(gòu)的基座，焊后必須進行消除應(yīng)力熱處理。(4) 滾輪架必須配備可靠的導(dǎo)電裝置，不允許焊接電流流經(jīng)滾輪架的軸承。(5) 滾輪直徑、滾輪架的額定載重量以及筒體類工件的最大、最小許用直徑應(yīng)符合p202表5-4的規(guī)定。不同額定載重量下的驅(qū)動電機最小功率見第三章表3-34。如果筒體類工件在防軸向竄動滾輪架上焊接時，在整個焊接過程中工件的軸向竄動量應(yīng)3 mm。p142表3-33(6) 焊接滾輪架每對滾輪的中心距必須能根據(jù)筒體類工件的直徑作相應(yīng)的調(diào)整，保證兩滾輪對筒體的包角大于45，小于110。

13、第三節(jié) 汽車裝焊夾具一、汽車裝焊夾具的特點(1)汽車裝焊構(gòu)件是一個具有外形復(fù)雜的空間曲面結(jié)構(gòu)件，其剛性小、易變形，對定位元件要求高。(2)汽車構(gòu)件的窗口、洞口和孔較多，因而常選用這些部位作為組合定位面。(3)汽車生產(chǎn)批量大，分散裝配程度高，為了保證互換性，要求保證同一構(gòu)件的組合件、部件直至總成的裝配定位基準的一致性，并與設(shè)計基準(空間坐標(biāo)網(wǎng)格線)盡量重合。(4)多采用快速夾緊器，如手動鉸鏈-杠桿夾緊器、氣動夾緊器和氣動杠桿夾緊器等。(5)汽車裝焊夾具以專用夾具為主，隨行夾具與生產(chǎn)線相匹配。(6)汽車車身焊接一般采用電阻點焊和CO2氣體保護焊，裝焊夾具要與焊接方法相適應(yīng)，保證焊接的可達性及夾具的

14、開敞性。 外觀要求時：其點焊外表不允許有凹陷，采用 固定點焊機上完成焊接。 采用折邊膠代替點焊工藝如p203圖523所示。最后加熱固化。 點焊密封膠工藝。如p203圖524所示?？擅芊饪p隙,防焊縫銹蝕。二、車門裝焊夾具其結(jié)構(gòu)形式：可分為整體式和框架式兩種整體式車門：p204如圖5-25 5-261型面定位, 采用8個定位支架進行空間型面定位和兩個定位銷(其中一個是削邊銷)進行對孔定位，這是種過定位的形式。2定位支架的分布依零件而定，定位面積要小。3夾具體,框架式為槽鋼加低碳鋼板； 骨架式為縱橫梁。4安裝,依樣件進行。加墊片。5骨架與底座采用轉(zhuǎn)動式結(jié)構(gòu)。6夾緊機構(gòu),氣動杠桿。三、車身裝焊夾具六大

15、部件：車架(或地板)、前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍以及頂蓋。裝焊夾具的開敞性要求高：適于電阻點焊與CO2氣體保護焊?？煞譃椋阂淮涡远ㄎ慌c屢次性定位。 一次性定位與隨行夾具概念。1車身總成結(jié)構(gòu)及裝焊過程P206如圖5-27所示部件：電阻點焊。總成：固定式裝焊夾具，CO2氣焊成骨架， 進入下一工位。2車身總成裝焊夾具的定位及定位件原那么：裝焊定位基準及其工裝設(shè)計基準應(yīng)與車身的設(shè)計基準保持一致。車身總成及其零部件的設(shè)計基準均以x、y、z軸為坐標(biāo)系間距為200mm的網(wǎng)格線作基準線。裝焊夾具的設(shè)計基準：在x、z軸方向，與車身設(shè)計基準完全一致。但該車的車架在生產(chǎn)中z軸方向的定位基準是以車架前后鋼板彈簧其中4

16、個吊耳孔進行定位制造的,與設(shè)計基準不一致。車架的定位：以4個吊耳孔作為定位基準，采用定位銷進行定位。前吊耳孔采用削邊銷定位，后吊耳孔采用圓柱銷定位。P207如圖5-28所示。左、右側(cè)圍在總成裝焊夾具上的定位：p207如圖5-29所示。前后圍的定位：P207圖5-30,六定位件。3.車身裝焊胎具夾緊件的選用夾緊機構(gòu)：快速螺旋夾緊器，氣缸夾緊。夾緊器：通過螺栓與骨架連接，布置與定位件布置一致, 壓頭適應(yīng)工件外表形狀 P208圖5-31 4 車身總成裝焊夾具骨架形式結(jié)構(gòu)：夾具骨架結(jié)構(gòu)主要取決于工件的形狀、尺寸以及定位件和夾緊件的布置等。左右側(cè)圍骨架：p208圖5-32也為平面結(jié)合墊板安裝。5車身總成

17、裝焊夾具導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)：車架的導(dǎo)向，左右側(cè)圍的導(dǎo)向。分為：平移式，鉸鏈式。平移式車身總成裝焊夾具：p209圖5-33所示; 車架由工藝車，到氣缸將二吊耳軸頂起，定位, P209圖5-34，車架的定位,采用v型塊與平面防過定位; 夾具骨架上已定位夾緊的車身左右側(cè)圍,導(dǎo)向-裝配-焊接,圖5-33鉸鏈式車身總成裝焊夾具：p210圖5-35所示第四節(jié) 自動化焊接裝備一、ZR-4全自動焊管機 ZR-4全自動焊管機是南昌航空工業(yè)學(xué)院為核燃料組件中鋯4合金管焊接而研制的專用設(shè)備。 該機采用可編程控制器programmable controller，簡稱PC對焊接過程進行全自動控制，配備精密的晶體管型脈沖T

18、IG焊電源,能進行直徑916 mm、長度7004200 mm管材的環(huán)縫焊接，焊接轉(zhuǎn)速220 r/min，生產(chǎn)能力每小時焊30個接頭。 鋯管的焊接性差。P210圖5-36。 該設(shè)備采用充氬TIG焊，替代了真空電子束焊，在國內(nèi)首次成功地焊接了燃料棒和導(dǎo)向管，滿足了產(chǎn)品的質(zhì)量要求。 1. 設(shè)備組成 p211圖5-37 設(shè)備由焊倉、工件傳動機構(gòu)、送料架、氣路系統(tǒng)、焊接電流波形顯示及打印系統(tǒng)、焊接電源和PC控制系統(tǒng)等幾局部組成。特別：氣囊夾持系統(tǒng)。 焊機根本結(jié)構(gòu)示意圖 2. 焊接電源 焊接電源為模擬式晶體管電源，輸出恒流特性，用高頻振動器引弧，可進行直流或脈沖TIG焊。 參數(shù)見p211表5-5 該電源設(shè)

19、置了輸出短路截流保護，其引弧電流可調(diào)，脈沖電流4個參數(shù)峰值、基值、頻率、占空比均可獨立調(diào)節(jié)，具有獨特的焊接電流衰減功能。 P211圖5-383. 焊接工藝過程 p212圖5-39焊接方式：為工件旋轉(zhuǎn)，焊槍固定，充氬焊接。通過試驗，擬定的自動焊接工藝過程如以下圖所示。 過程：進倉 充氬抽氣焊接冷卻完成焊接 自動焊接工藝過程 4PC的接口設(shè)計p213表5-6 5-7 輸入端：手動、單步、單件、連續(xù)、復(fù)位 輸出端：繼電器型5PC的程序設(shè)計 p214如圖5-40，控制系統(tǒng)梯形圖總體結(jié)構(gòu)。整個程序由手動、自動和復(fù)位程序組成。 符號為電子元器件。(1)采用步進指令編制自動程序，將整個焊接工藝過程，從上料到

20、推料分成11步，這 樣調(diào)試修改程序很方便。P214如圖5-41(2)在焊接程序中，通過設(shè)計可保證焊接重疊量，程序中保證了電弧不熄滅，工件不停轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)弧坑和燒穿現(xiàn)象。(3)設(shè)置了自動復(fù)位程序。二、可編程控制全位置自動管焊機P215圖5-42 在鍋爐、化工和電站設(shè)備的安裝制造過程中，管道對接和管板接頭環(huán)縫常常需要全位置焊接(orbital welding) 。工件不動，焊槍轉(zhuǎn)動，采用脈沖TIG焊及可編程控制器。 1. 系統(tǒng)組成 設(shè)備主要由晶體管脈沖TIG焊電源、焊接機頭、送絲機、機頭位置傳感器和PC組成。 P215圖5-43圖543(1)晶體管脈沖TIG焊電源 焊接電源，p215如圖5-44。

21、采用高頻振動器HF引弧。 輸出焊接電流5250A，脈沖頻率，峰值電流、基值電流、脈沖頻率和脈沖寬度4個參數(shù)分別獨立可調(diào)。(2)焊接機頭 可選配管-管對接或管-板焊專用機頭，可焊管徑2560mm，采用微型永磁直流電動機驅(qū)動。(3)送絲機 管壁厚度較大時填充焊絲，送絲速度2001400mm/min。(4)機頭位置傳感器 采用霍爾傳感器檢測機頭旋轉(zhuǎn)位置，亦即焊槍位置，將位置檢測信號輸入PC，檢測精 度為070。 P216如圖5-45所示。(5)可編程控制器 采用日本歐姆龍公司C40P型可編程控制器，IO點數(shù)共40點，輸入24點，輸出16 點，對全位置焊接過程實行控制。2. 控制要求 環(huán)縫區(qū)間劃分：p

22、217圖5-46 焊接處于垂直平面位置的環(huán)縫時，1區(qū)相當(dāng)于平焊，2區(qū)相當(dāng)于向下立焊，3區(qū)相當(dāng)于仰焊，4區(qū)相當(dāng)于向上立焊。焊一圈：p217圖5-47 程序控制的根本要求是焊接脈沖峰值和基值電流也按4個區(qū)間相應(yīng)切換，全位置自動焊程序循環(huán)圖如下圖。送氣、引弧、電流循環(huán)、送絲循環(huán)(不同的是焊接脈沖峰值基值) 。環(huán)縫區(qū)間劃分 全位置自動焊程序循環(huán)圖 3. PC的接口設(shè)計 輸入端：左輸出端：右P217圖5-484. 軟件設(shè)計 控制軟件分為：通用手工TIG焊程序和全位置自動焊程序兩大局部。 全位置自動焊程序包括：圈數(shù)設(shè)定、區(qū)間控制、主控自動程序和調(diào)試程序，其中調(diào)試程序用于焊前調(diào)整機頭和焊絲位置。主控程序滿足

23、圖5-47所示控制要求。(1)圈數(shù)設(shè)定p218圖5-49(2)圈數(shù)區(qū)分 右圖(3)區(qū)間控制 右圖5. 管管焊接機頭設(shè)計(1)機頭傳動方案確實定 P219如圖5-50減速方案：NN型行星齒輪進行主減速，再加定軸輪系減速的傳動方案，傳動系統(tǒng)簡圖如p220圖5-51所示。功率確實定： 選取微型永磁直流電動機減速比的分配：(2)行星減速傳動齒輪主要參數(shù)確實定 材料： 參數(shù)： 傳動比：3定軸系傳動齒輪主要參數(shù) 材料： 參數(shù)： 傳動比：6. 管板焊接機頭設(shè)計1機頭傳動方案確實定P221圖5-52P222圖5-53 電動機轉(zhuǎn)速經(jīng)定軸輪系減速,再經(jīng)諧波齒輪減速(2)諧波齒輪傳動的主要幾何參數(shù) 諧波齒輪傳動機構(gòu)

24、：波發(fā)生器、剛輪(一般為內(nèi)齒輪)和柔輪(一般是具有彈性的薄壁外齒輪)，如p222圖 5-53所示。漸開線諧波齒輪傳動的主要嚙合參數(shù)：模數(shù)m、柔輪齒數(shù)ZF、剛輪齒數(shù)ZH、變位系數(shù)xf、xh、基準齒形角0等。 (3)柔輪的設(shè)計 分類：柔輪的結(jié)構(gòu)形式可分為圓柱形和鐘形，連接方式分為整體式、螺釘連接、齒式連接、徑向銷連接等。見p223圖5-54。柔輪材料：制造柔輪的材料應(yīng)具有較高的機械強度、高的彈性和足夠的沖擊韌性，一般選用的材料為高性能合金鋼，如30CrMnSiA，20cr2Ni4A，18Cr2Ni4wA，4MrNiMoA等。 熱處理：提高硬度和耐磨性。 參數(shù)： P224表5-8(4)柔輪的制造p2

25、24表5-97. 應(yīng)用實例實例1：冷凝管的管板焊接 P225圖5-56 表5-10 脹管機實例2：鈦制換熱器的管板焊接1鈦及合金焊接特點 噴嘴保護外,還借助托罩的局部、整體保護，否那么焊縫吸氧、吸氫、吸氮。2焊接設(shè)備 在普通管板焊接接頭的根底上對氣體保護、送絲、水冷、定位改動。 密封透明氣罩：p226圖5-57 送絲：TC4時,送絲輪不改動; TA2,送絲輪改成凹輪。 p226圖5-58。水冷紫銅芯杠定位器代替彈性套：冷卻,隔離空氣。 p226圖5-59。3焊接標(biāo)準：p226表5-11 三、摩托車消聲器自動焊接裝置 1. 摩托車消聲器結(jié)構(gòu)形式 各種摩托車上都采用不同結(jié)構(gòu)與形式的消聲器。消聲器筒

26、體一般為1.0 mm薄板結(jié)構(gòu)，筒體上的縱縫為卷邊或?qū)咏宇^形式，大多采用TIG焊或氣焊連接，筒體兩端為搭接環(huán)縫，大多采用CO2焊或MAG焊連接。 消聲器體二縱縫：TIG焊和氣焊。消聲器體與隔板、連接套：二環(huán)縫 CO2,MAG焊 p227圖5-60。2. 摩托車消聲器自動焊接裝置 p227圖5-61 二環(huán)縫 圖為80型摩托車消聲器自動焊接裝置的示意圖，該裝置由主機、電控裝置、兩臺CO2/MAG焊接電源和兩套條形電抗器及引弧裝置構(gòu)成。 啟動：氣缸30使二焊槍到位,氣缸11卡緊工件,托架14下移,啟開工件旋轉(zhuǎn),焊槍引弧,焊接。焊完：焊接工藝：p228表5-121導(dǎo)電裝置；2主軸箱；3直流電機；4錐狀

27、模具；5工件；6照明燈；7柱狀模具；8散熱片；9啟動按鈕；10尾座；11卡緊氣缸；12焊槍支座13焊槍；14工件定位托架；15弧光擋板；16送絲機；17面板；18床身；19電控箱；20托架升起限位開關(guān)；21托架升降氣缸；22連桿架；23旋轉(zhuǎn)軸杠；24托架導(dǎo)向套；25托架落下限位開關(guān)；26導(dǎo)向柱；27氣閥座板；28主軸轉(zhuǎn)動記圈開關(guān)；29主動轉(zhuǎn)動凸輪；30擺動氣缸；31急停開關(guān)；32焊接電源；33條形電抗器 四、特殊環(huán)縫電阻縫焊設(shè)備 P228 圖5-62：筒體鍛件底部焊一低碳鋼護片1. 專用縫焊設(shè)備及其控制 專用縫焊機設(shè)計可以采取下述三種方案： (1)雙面縫焊方案，上面一個滾盤主動旋轉(zhuǎn)，下面工件被

28、動旋轉(zhuǎn)，也可以工件主動、滾盤被動，或兩者均主動的方法。 (2)單面縫焊方案，下面工件主動旋轉(zhuǎn)，上面兩個滾盤并排，兩個滾盤分別接到焊接變壓器的輸出端。 (3)行星滾盤方案，工件不動，環(huán)形的上電極滾盤在工件上滾動。由于滾盤直徑小于被焊圓片直徑，因此滾盤既公轉(zhuǎn)又要自轉(zhuǎn)。 行星滾盤方案：p228圖5-62 工件不動,滾盤公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)。 上電極為環(huán)形,既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn),下電極為半圓柱形,配杠桿、螺旋夾緊器的側(cè)面夾緊。 公轉(zhuǎn)軸由電動機減速和萬向軸接頭傳動,無級調(diào)速。該方案焊機的控制局部：(1)恒流閉環(huán)控制(2)可以克服鐵磁物質(zhì)進入二次回路對焊接電流的影響。(3)具有縫焊和點焊雙重功能，可以在同一臺焊機上進行定位點

29、焊和縫焊兩用，提高勞動生產(chǎn)率。(4)有雙脈沖加熱循環(huán)，以滿足定位點焊時焊后回火的需要。(5)在焊接過程中，能自動地使電流在指定位置增加到某個較大值，或減少直到零值。前者用于當(dāng)焊到分流較大部位時將電流相應(yīng)增大，以克服分流的影響。后者用在焊縫收尾處，逐漸減小電流，以防止焊縫收尾處核心縮孔。這也是控制焊接質(zhì)量的一個關(guān)鍵點。(6)控制箱操作方便，便于檢查和維修。(7)具有六位顯示器，可以顯示焊接電流和通電時間的周波數(shù)。(8)具有多種自診斷功能，能在誤操作時或焊機出現(xiàn)故障時，自動停機并報警，顯示故障性質(zhì)或損壞芯片的編號。從而有效地防止質(zhì)量事故，方便檢修工作。 2. 工藝試驗 電阻縫焊不同厚度的工件時，由

30、于在接合面兩側(cè)產(chǎn)生的熱量和散失的熱量不同，會形成熔化核心的偏移。工件厚度不同,性能不同：p229表5-13 5-14 產(chǎn)生工件的加熱不平衡,熔核心偏移。解決方案：采用大接觸面的下電極，以減少厚件一側(cè)的電流密度。薄件一側(cè)采用由鉻鋯銅制成的環(huán)形電極，以增加電阻，減少散熱。不形成熔核的現(xiàn)象：薄板中嚴重分流。標(biāo)準參數(shù)與實驗檢驗：五、波紋管直縫焊機 該機是南昌航空工業(yè)學(xué)院研制的波紋管直縫焊接專用設(shè)備，采用氣動琴鍵式夾具，搖臂擺動式銅墊芯軸，裝卸工件方便，裝夾力度可調(diào)，生產(chǎn)效率高，適用于厚度0.5 mm、直徑48 200 mm的不銹鋼薄壁圓筒的焊接。1. 組成及結(jié)構(gòu)p231圖5-63波紋管直縫焊機組成：1

31、琴鍵夾具：琴鍵夾具為前后對稱的兩套，可分別對縱縫的兩邊施加壓力。2銅墊芯軸：與琴鍵式壓塊一起對焊件進行夾緊固定。3支撐托架、機架：可以凋節(jié)芯軸與壓塊之間的垂直間距。4傳動機構(gòu)：直流伺服電動機、聯(lián)軸器、絲杠、光桿滑塊組成。5十字滑架：對焊槍水平垂直位置粗調(diào)。6焊槍支架：微調(diào)。7氣路系統(tǒng)8焊接電源9控制系統(tǒng)等局部組成其組成結(jié)構(gòu)如下圖： 機架焊接電源傳動機構(gòu)支撐托架銅墊芯軸控制盒十字滑架焊槍支架琴鍵夾具波紋管直縫焊機的組成2. 技術(shù)參數(shù)輸入電源電壓 AC 220 V最大焊接長度 800 mm工件直徑 48 200 mm焊接速度 0 1100 mm/min壓縮空氣最大壓力 0.6 MPa 外形尺寸長寬

32、高 1500 mm 600 mm 1100 mm3. 技術(shù)要點(1) 波紋管材料及其焊接要求材料為 ： p232表5-15 金屬波紋管metal bellows常采用300系列奧氏體不銹鋼，選用時應(yīng)根據(jù)其工作介質(zhì)、外部環(huán)境和工作溫度等條件而定。工藝焊接性為： p232表5-16含C S P Mo使用焊接性為： 波紋管在腐蝕環(huán)境中工作時，由于在波峰處介質(zhì)流動不暢，易引起介質(zhì)的濃縮，故應(yīng)考慮焊接接頭的耐蝕性問題。 晶間腐蝕，奧氏體不銹鋼在450850溫度范圍進行敏化處理時，由于過飽和的C向晶粒界面的擴散要比Cr擴散快，在晶界附近，C和Cr結(jié)合成碳化物Cr23C6或(CrFe)23C6，并在晶界沉淀

33、析出，形成晶粒邊界附近的貧Cr區(qū)，當(dāng)該區(qū)的Cr含量降低到鈍化所需的極限(Cr的質(zhì)量分數(shù))以下時，就會加速該區(qū)的腐蝕而發(fā)生晶間腐蝕。反復(fù)屢次的補焊會加劇焊縫及熱影響區(qū)的敏化。 可加Ti Nb，降低C含量 。 刀狀腐蝕，穩(wěn)定化奧氏體,不銹鋼1200時產(chǎn)生刀狀腐蝕. 可降低C含量。 為防止奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕和刀狀腐蝕，可以采取如下措施：盡量選用超低碳不銹鋼，或穩(wěn)定化不銹鋼；嚴格控制焊接工藝的各個環(huán)節(jié)，快速冷卻，縮短在敏化區(qū)的停留時間，使焊接接頭保持一次穩(wěn)定狀態(tài)，焊后對焊件進行酸洗、鈍化或拋光處理等措施；對于某些特殊要求的焊件，可以采用焊后熱處理，即10101150的固溶處理或850900的穩(wěn)定

34、化處理，使其進入二次穩(wěn)定化狀態(tài)。 應(yīng)力腐蝕斷裂，拉應(yīng)力和電化學(xué)介質(zhì)是產(chǎn)生原因。 變形也是焊接問題之一。 ?金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)?p233圖5-64。(2) 琴鍵式氣動夾具 波紋管直縫焊機的關(guān)鍵是琴鍵式氣動夾具，其設(shè)計總原那么是如何保證在整個焊縫長度范圍內(nèi)均勻壓緊工件。結(jié)構(gòu)形式：p234圖5-65 5-66。特點：琴鍵分兩排布置，每個琴鍵都能單獨動作。 琴鍵不宜太寬，壓塊與琴鍵分開. 琴鍵與紫銅墊、琴鍵之間距離可調(diào).(3) 焊接方法 波紋管的焊接屬于薄壁零件的焊接，采用對接接頭，不加填充焊絲。焊接電源具有恒流外特性，在小電流時能穩(wěn)定，能自動補償電網(wǎng)電壓的波動。焊接電源可選用逆變電源、晶體管電

35、源和晶閘管整流電源。 不銹鋼薄板焊接的方法有直流鎢極氬弧焊、直流脈沖鎢極氬弧焊、微束等離子弧焊和激光焊接，較經(jīng)濟的焊接方法是直流鎢極氬弧焊，直流正接。 P235表5-17 5-18。 對接接頭,不加填充焊絲。六、異形零件焊接專機 環(huán)形焊縫的焊接方案有兩種，其一是工件旋轉(zhuǎn)，焊槍固定不動；其二是焊槍旋轉(zhuǎn)，工件固定不動。 圖5-67：焊槍旋轉(zhuǎn)環(huán)縫焊機 ；用氣缸夾緊,焊槍焊接 ,用PC控制。焊件范例圖5-68：異形雙頭環(huán)縫焊機 以工件的孔定位,采用氣動彈性夾頭快速夾緊工件,可焊單面、雙面環(huán)縫。 環(huán)縫焊件范例異形雙頭環(huán)縫焊機 圖5-69：數(shù)控曲線自動焊接機床 焊槍以一定軌跡運動,完成平面焊縫, 性能有1

36、可焊平面內(nèi)任意曲線焊縫。2行走機構(gòu)采用直流伺服電動機,滾珠絲杠,直線導(dǎo)向,焊速無級可調(diào)。3氣動裝夾工件,焊槍夾持機構(gòu)三維可調(diào)。4焊縫反面通氬保護,單面焊雙面成型七、弧焊機器人焊接工裝夾具1. 概述 焊接機器人welding robot是一種高度自動化的焊接設(shè)備，采用機器人代替手工焊接作業(yè)是焊接制造業(yè)的開展趨勢，是提高焊接質(zhì)量、降低本錢、改善工作環(huán)境的重要手段。常規(guī)的弧焊機器人系統(tǒng)由以下5局部組成：(1) 機器人本體;一般是伺服電動機驅(qū)動六軸關(guān)節(jié)式操作機, 由驅(qū)動器、傳動機構(gòu)、機械手臂、關(guān)節(jié)、傳感器組成(2) 機器人控制柜;由計算機軟硬件和專用的控制電路(3) 焊接電源系統(tǒng);由焊接電源、專用焊機

37、、點焊鉗(4) 焊接傳感器及系統(tǒng)平安保護設(shè)施;(5) 焊接工裝夾具。 “多品種,小批量的生產(chǎn)適于機器人2. 弧焊機器人焊接工裝夾具的設(shè)計原那么 弧焊機器人系統(tǒng)前4局部實際上是相對通用和成熟的系統(tǒng)。目前我國獨立自主的機器人產(chǎn)業(yè)尚處在形成階段，但國內(nèi)的中外合資企業(yè)的主要機型以及從國外進口的機器人都是穩(wěn)定和成熟的產(chǎn)品。弧焊機器人焊接工裝設(shè)計原那么：1對產(chǎn)品進行焊接工藝分析;規(guī)那么焊縫用焊接專機,不規(guī)那么焊縫用機器人焊接。2機器人焊接工裝采用雙工位 圖5-72。3對相近產(chǎn)品采用模塊化通用化夾具 圖5-734對產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)采用組合夾具 圖5-745設(shè)計夾具時,盡量保證裝配卸料時間與機器人焊接時間

38、匹配。6焊接工裝夾具應(yīng)動作迅速,操作方便,平安。7機器人焊接工裝應(yīng)考慮焊槍的可達性。8盡量滿足焊接工藝對夾具在導(dǎo)熱、導(dǎo)電、隔磁、絕緣等方面的要求。機器人的選用原那么： 主要依據(jù)被焊產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸特點，選用相應(yīng)作業(yè)半徑的機器人和配套相應(yīng)焊接方法的焊接電源、焊槍等。 實例1：圖5-75 機器人焊接重型卡車鋁合金油箱實例2：圖5-76 機器人焊接高檔汽車油箱習(xí)題與思考題1.焊接轉(zhuǎn)臺夾持不銹鋼工件旋轉(zhuǎn)，進行環(huán)縫TIG焊，試設(shè)計轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)電裝置。2.采用焊槍旋轉(zhuǎn)、工件固定不動的方案焊接環(huán)縫，需要解決保護氣體的導(dǎo)氣問題，試設(shè)計導(dǎo)氣回轉(zhuǎn)接頭。3.縱縫自動焊接專機常采用焊槍行走機構(gòu)，現(xiàn)要求焊接有效長度600mm

39、，采用TIG焊,試設(shè)計焊槍行走轉(zhuǎn)動機構(gòu)。4.從焊接工藝角度來看，設(shè)計CO2氣體保護焊工裝應(yīng)注意哪些問題?5.從焊接工藝角度來看，設(shè)計電阻焊工裝應(yīng)注意哪些問題?6.從焊接工藝角度來看，設(shè)計爐中釬焊工裝應(yīng)注意哪些問題? 7.汽車裝焊夾具設(shè)計有哪些根本要求和特殊要求? 8.自動焊專機常采用可編程控制器控制，結(jié)合實例，表達其特點。 9.圖5-67所示焊槍旋轉(zhuǎn)環(huán)縫焊機，采用可編程控制器控制，試設(shè)計其控制程序。 10異形零件的焊接除采用仿形方案外，還可以采用哪些方案? 11.為充分發(fā)揮焊接機器人的作用，設(shè)計焊接工裝時應(yīng)遵循哪些根本原那么? 12數(shù)控技術(shù)、機器人技術(shù)和可編程控制器技術(shù)被譽為工業(yè)自動化三大技術(shù)

40、支柱，談我國焊接自動化的現(xiàn)狀。第五章 焊接工裝設(shè)計方法 第一節(jié) 焊接工裝設(shè)計的根本原那么 和要求 焊接工裝設(shè)計是焊接生產(chǎn)準備工作的重要內(nèi)容之一。工裝設(shè)計的質(zhì)量，對生產(chǎn)效率、加工本錢、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)平安等有直接的影響，為此，設(shè)計焊接工裝時必須考慮以下幾方面的根本原那么和要求： 一.實用性原那么 二.經(jīng)濟性原那么 三.可靠性原那么 四.藝術(shù)性原那么 一、實用性原那么 實用是指工裝的使用功能，它既表現(xiàn)為技術(shù)性能好，能滿足裝配焊接工藝要求，同時也表現(xiàn)為整個工裝系統(tǒng)與人體相適應(yīng)，操作舒展方便，平安省力，符合人體的生理和心理特征，使人機系統(tǒng)的工作效能到達最正確狀態(tài)。 (1)要考慮裝配和焊接的順序。(2)

41、焊接是局部加熱過程，不可防止產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，在設(shè)置定位器和夾緊器時要充分考慮焊接應(yīng)力和變形的方向。(3)焊接方法不同，對工裝的結(jié)構(gòu)和性能要求也不同。(4)對于手動夾具和移動式工裝，在保證足夠剛度的前提下，盡量減輕重量。(5)盡量使焊縫處于平焊位置，因為平焊較其他位置的焊接更容易獲得高質(zhì)量焊縫，同時可省時省力。盡可能在夾具上焊接全部的焊縫或焊點，同時被焊工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)要少。(6)工裝的功能設(shè)計和造型設(shè)計必須依從人機工程學(xué)的觀點，考慮人的各種因素(生理的和心理的)，來確定適合人體結(jié)構(gòu)特點的設(shè)備系統(tǒng)。二、經(jīng)濟性原那么 定義：經(jīng)濟性原那么就是力求用最少的人力、物力和財力來獲得最大的成效。通常重大的

42、工藝裝備設(shè)計制造必須進行經(jīng)濟分析。經(jīng)濟性分析： 是否采用工裝，采用何種類型的工裝還取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)(年產(chǎn)量)和生產(chǎn)類型(單件生產(chǎn)、大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn))。三、可靠性原那么 工裝在使用期內(nèi)絕對平安可靠，但凡受力構(gòu)件都應(yīng)具有足夠的強度和剛度，足以承受焊件重力和因限制焊接變形而引起的各個方向的拘束力等。 另一方面，工裝具有防過失功能，防止操作者出現(xiàn)錯裝、漏焊或者錯焊零件等制造過失。防過失實例神龍：1左右對稱零件防過失定位的設(shè)計原那么 左右夾具不同 p148圖4-12小件與大件組合防漏放的設(shè)計原那么 增加小零件的控制功能3不對稱邊零件定位的防過失設(shè)計原那么 設(shè)計為唯一放置狀態(tài)。四、藝術(shù)性原那么 要求工裝設(shè)

43、計造型美觀，在滿足功能使用和經(jīng)濟許可的條件下，使操作者在生理上、心理上感到舒展，給人以美的享受。 形式美、結(jié)構(gòu)美、工藝美、材質(zhì)美第二節(jié) 焊接工裝設(shè)計的內(nèi)容與步驟 一、焊接工裝設(shè)計的步騾1 .明確設(shè)計任務(wù)，收集設(shè)計資料 工裝設(shè)計的第一步是在生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，認真研究設(shè)計任務(wù)書中提出的設(shè)計要求，明確設(shè)計任務(wù)并收集以下資料： (1) 產(chǎn)品的圖樣、焊接組件圖及技術(shù)要求。 (2) 該產(chǎn)品的裝配和焊接工藝文件。 (3) 工裝設(shè)計任務(wù)書。 (4) 了解本廠制造、使用工裝情況和車間生產(chǎn)條件。 (5) 收集有關(guān)夾具零部件標(biāo)準國家標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準、企業(yè)標(biāo)準，典型結(jié)構(gòu)圖冊和夾具設(shè)計手冊等。 2. 擬定工裝方案、繪制結(jié)

44、構(gòu)草圖 方案構(gòu)思： (1)用專用、通用。(2)定位、夾緊方式和機構(gòu) ，焊件變位，焊接機頭的平移或升降等動作，應(yīng)選擇何種傳動方式和何種動力源。(3)工裝的根本構(gòu)成和總體布局，夾具體和主要零部件的根本結(jié)構(gòu)形式。(4)主機或主要機構(gòu)的根本參數(shù)和技術(shù)性能的初步確定，如功率、承載、速度、行程或調(diào)節(jié)幅度、外形尺寸等。步驟：根據(jù)上述設(shè)計資料和工藝分析，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，即可著手擬定工裝的設(shè)計方案。工裝結(jié)構(gòu)草圖的繪制過程可按以下步驟進行： (1) 布置圖面。畫出工件位置，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。主視圖面對操作者的工作位置。(2) 設(shè)計定位元件。根據(jù)選定的定位方案和定位元件類型尺寸和具體結(jié)構(gòu)繪在相應(yīng)的視圖上，與工件的定

45、位基準形狀和精度相適應(yīng)。 (3) 設(shè)計夾緊裝置。將夾緊裝置的具體結(jié)構(gòu)繪在相應(yīng)的視圖上，表示出工件處于夾緊狀態(tài)。 (4) 進行傳動裝置、夾具體和連接件等的繪制，形成一張完整的工裝結(jié)構(gòu)草圖。 3. 進行必要的分析計算 在結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計過程中，要進行必要的分析計算，如幾何關(guān)系計算、定位誤差分析、夾緊力的估算、傳動計算、受力元件的強度與剛度計算等。4. 繪制總裝配圖 草圖繪制后，須經(jīng)審查修改后才繪制正式總裝配圖?？倛D的繪制過程與上述草圖繪制過程根本相同。 1標(biāo)注尺寸、公差及配合2制定工裝的技術(shù)要求3零件編號及明細表5. 繪制工裝零件圖 主要繪制工裝中非標(biāo)準零件的工作圖。每個零件必須單獨繪制在一張標(biāo)準圖紙

46、上，盡量用11比例，按國家制圖標(biāo)準繪制。零件圖的名稱和編號要與總裝圖一致，零件圖中的尺寸、公差及技術(shù)要求應(yīng)符合總裝圖的要求。 6. 編寫設(shè)計說明書和使用說明書二、焊接結(jié)構(gòu)裝配方案確實定1結(jié)構(gòu)別離面(1)設(shè)計別離面。 由于設(shè)計構(gòu)造上和使用功能上的需要，將產(chǎn)品分解為部件和組合件等可單獨進行裝配的單元。如汽車傳動局部中的發(fā)動機、離合器、變速器，車身中的車門、座椅和油箱等，這種裝配單元之間的結(jié)合面稱為設(shè)計別離面。設(shè)計別離面一般采用可拆卸的連接，以便在使用和維修過程中迅速拆卸和重新安裝，而不損壞機體。 P151如圖4-2所示。(2)工藝別離面。在生產(chǎn)過程中，為了滿足工藝上的要求，將部件進一步分解為假設(shè)干

47、個生產(chǎn)上可獨立裝配的單元，這種裝配單元之間的別離面稱為工藝別離面。工藝別離間的連接一般為不可拆卸的連接方法，如焊接，鉚接等。P152如圖4-3所示。2確定工藝別離面的原那么(1)盡量保證部件和組合件構(gòu)造上的完整性，便于各部件間最后的總裝。(2)受部件和組合件的結(jié)構(gòu)形式限制，不能一次裝配，這種情況必須合理選擇工藝別離面。(3)復(fù)雜的組合件，一次裝配焊接完成時會產(chǎn)生較多的缺陷或焊接變形，此必須合理選擇工藝別離面。(4)部件的結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過兩個或兩個以上工種才能完成，應(yīng)合理選擇工藝別離面。(5)別離面對總成尺寸的影響盡量小，以減少總體尺寸的積累誤差。(6)工藝上和經(jīng)濟上的合理性。3裝配方法的分類(1)

48、劃線定位裝配。定位焊(2)安裝孔裝配。(3)工裝定位裝配。(4)互換法(5)選配法(6)修配法(7)隨裝隨焊法。裝配焊接交替進行，適用于單件小批量生產(chǎn)。(8)整裝整焊法。裝配和焊接在各自的工位上進行。(9)部件組裝法。零件裝焊成部件，部件裝焊成結(jié)構(gòu)件、產(chǎn)品。4 裝配方案的選擇集中裝配原那么：分散裝配原那么：分散裝配的優(yōu)點：(1)提高勞動生產(chǎn)率和裝配焊接質(zhì)量。(2)縮短裝配焊接生產(chǎn)周期。(3)可以廣泛采用自動化設(shè)備，為獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量創(chuàng)造了條件。(4)分散裝配焊接，可以分別進行矯正和熱處理，這時組合件剛性小，矯正工作容易進行，分別矯正，變形分步消除，以免總裝時積累變形大且不易進行矯正，有利于減

49、小焊接應(yīng)力和焊接變形。分散裝配的不利因素：(1)由于采用較多的專用工裝，生產(chǎn)準備周期長，也增加了工裝的制造費用。(2)工裝之間的協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜化。(3)容易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，甚至焊接裂紋。擬定裝配方案時應(yīng)考慮： (1)結(jié)構(gòu)別離面的劃分利劃分的數(shù)量。(2)產(chǎn)品批量的大小。只有在產(chǎn)量較大時，分散裝配才是合理的。(3)工廠的生產(chǎn)條件。三 . 裝配焊接工藝規(guī)程設(shè)計 工藝分析、工藝方案設(shè)計形成了裝配焊接工藝流程，根據(jù)標(biāo)準進行焊接試驗或焊接工藝評定，在此根底上進行生產(chǎn)工藝規(guī)程設(shè)計，編制各種工藝規(guī)程文件。包括裝焊工藝規(guī)程1指令性工藝規(guī)程特點：指令性工藝規(guī)程對裝配過程中的主要問題，作出原那么性規(guī)定，如產(chǎn)品劃分

50、為幾個裝配單元，其裝配順序如何。采用何種裝配方法，裝配基準，以及需要何種設(shè)備和裝備等。步驟：(1)編制和確定結(jié)構(gòu)分解為各個裝配單元的裝配系統(tǒng)圖。(2)協(xié)助設(shè)計人員確定設(shè)計別離面和工藝別離面的連接方法。(3)確定部件的裝配方法以及主要零件和組合件的定位基準。(4)確定保證零部件互換性的方法及設(shè)備。(5)確定所需要的工藝裝備種類、數(shù)量及技術(shù)條件。(6)確定裝配件的檢驗或試驗方法及所用設(shè)備。應(yīng)用：指令性工藝規(guī)程必須在產(chǎn)品的草圖設(shè)計過程中同時進行編制。由工藝工程師和設(shè)計工程師共同研究編制。 2裝配系統(tǒng)圖定義：按部件的設(shè)計別離面和工藝別離面，將部件劃分成假設(shè)干可獨立進行裝配的單元，并將所有裝配單元按裝配

51、順序排列，用以說明產(chǎn)品零、部件之間相互裝配關(guān)系和裝配流程。實例：p156圖4-4 4-5燃燒室分解成三個組件說明問題：(1)部件的指令性裝配順序。(2)可分散和平行裝焊的工作地點數(shù)量。(3)主要工藝裝備的種類和數(shù)量。(4)供裝配用的夾具和待裝配零件的供給順序。3工作工藝規(guī)程定義：是指令性工藝規(guī)程中每一工序內(nèi)容的具體說明。 裝配和焊接工藝規(guī)程：規(guī)定安裝順序、定位、焊接方法標(biāo)準。 包括工藝過程卡片(工藝路線單) 和工序卡片。4設(shè)計工藝規(guī)程的根本要求(1)工藝規(guī)程是直接指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)操作的重要技術(shù)文件，應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一、清晰。(2)盡可能采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和經(jīng)驗。(3)在保證產(chǎn)品質(zhì)量根底上，

52、盡可能提高生產(chǎn)率和降低消耗。(4)必須考慮生產(chǎn)平安和工業(yè)衛(wèi)生(環(huán)境保護)，采取相應(yīng)措施。(5)結(jié)構(gòu)和工藝特征相近的零部件應(yīng)盡量設(shè)計典型工藝規(guī)程。(6)各專業(yè)工藝規(guī)程在設(shè)計過程中應(yīng)協(xié)調(diào)一致，不得相互矛盾。(7)工藝規(guī)程中所用的術(shù)語、符號、代號要符合相應(yīng)標(biāo)準的規(guī)定。 5焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的根本工序(1)備料及裝配工序零件的準備工作包括：零件的尺寸精度和物理機械性能、焊縫坡口的制備和零件外表酌清理。裝配：零件裝配定位時可按夾具定位或劃線定位，使零件間保持相互正確的位置和焊接間隙。(2)定位焊工序定位焊：將裝配定位好的工件增加一些剛性固定點，協(xié)同夾具的定位夾緊裝置，以更牢靠地固定零件的相互位置和保證零件間具

53、有均勾的焊接間隙。定位焊工藝規(guī)程：應(yīng)該考慮定位焊點的位置和間距，還有定位焊順序等。 P158圖4-6(3)焊接工序減少焊接應(yīng)力和變形：合理安排焊接順序，采用夾具剛性固定，反變形法，預(yù)留裝配余量等。P159圖4-7(4)矯正工序 在定位焊、焊接和熱處理之后均要進行矯正，以消除這些工序引起的變形。(5)熱處理工序預(yù)熱：后熱：焊后熱處理：(6)整修工序精加工包括：鉆孔、鉸孔和銑削等機械加工工作， 焊縫外表的整修等。(7)檢驗工序 外觀檢驗、機械性能試驗、無損探傷、氣密性試驗、金相檢驗等。四 夾具體設(shè)計鑄鍛焊1、對夾具體的根本要求 夾具體是夾具的根底件，它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體

54、，而且還要考慮工件裝卸的方便。在設(shè)計夾具體時應(yīng)滿足以下根本要求。 (1) 具有足夠的剛度和強度。(2) 力求結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。(3) 安裝穩(wěn)定可靠。 (4) 結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造、裝配和檢驗。(5) 尺寸要穩(wěn)定。(6) 清理方便。2、夾具體毛坯制造方法 在選擇夾具體毛坯制造方法時，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標(biāo)準化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。實際生產(chǎn)中常用的夾具毛坯制造方法有以下幾種。 1鑄造夾具體 鑄造夾具體是常用的一種制造方法，其優(yōu)點是能鑄出各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，且抗壓強度、剛度和抗振性能好，但制造周期長，且需經(jīng)時效處理，單件生產(chǎn)本錢高。 2 焊接夾具體 特點：焊接結(jié)構(gòu)與

55、鑄造結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)點在于制造容易，生產(chǎn)周期短、本錢低；由于采用鋼板、型材等焊接而成，故重量較輕。缺點是焊接變形大，焊后需經(jīng)退火處理。如果精度要求高，工作振動大時，宜選用鑄造結(jié)構(gòu)；除此之外，應(yīng)盡量采用焊接結(jié)構(gòu)。 實例：p161圖4-8 4-9 4-10 3 裝配式夾具體 為了克服鑄件制造周期長，單件生產(chǎn)本錢高的缺點，開展了選用標(biāo)準毛坯件和標(biāo)準零部件組裝成所需要的夾具體結(jié)構(gòu) 。但未標(biāo)準化系列化。 這種制造方法不僅可以大為縮短夾具體的制造周期，而且可以組織專門工廠進行專業(yè)化生產(chǎn)，有利于降低本錢、提高效益，這是很有開展前途的一種制造方法。 3、夾具體的外形尺寸 夾具體設(shè)計一般不作復(fù)雜的計算，通常參照類似

56、結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法估計確定。實際上在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其他輔助機構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設(shè)計，再根據(jù)強度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。(1)鑄造夾具體的壁厚一般取825。(2)焊接夾具體的壁厚一般取616。五、夾具元件的安裝方法夾具組成：夾具體、定位件、夾緊件、導(dǎo)向支架、支承件和墊板等夾具體支承件和墊板為一體中間墊板：為了保證夾具的精度和減少夾具體的機械加工外表，夾具體通過中間墊板與定位件、導(dǎo)向件連接。墊板一般采用1015mm焊的低碳鋼板制成。尺寸大小依據(jù)定位件、導(dǎo)向件和夾緊件連接外表的大小而定。先將墊板焊在夾具體而后對

57、墊板外表進行機加工。連接：螺栓、焊接和鉚接連接，在特殊情況下采用易熔合金、快下水泥和膠接。1按劃線安裝 P163圖4-112根據(jù)樣板或樣件安裝 按樣板安裝夾具，經(jīng)常要與劃線配合進行，故其精度也受到一定的限制。但比劃線進了一步，夾具復(fù)制仍未解決。這時應(yīng)采用樣件安裝夾具實物，可解決復(fù)制問題。 P163圖4-12第三節(jié) 尺寸鏈及其在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用 在機器的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，除了對機構(gòu)的運動、零件的強度和剛度等進行分析計算外，還需要應(yīng)用尺寸鏈來分析結(jié)構(gòu)的合理性，由此合理地確定零件的尺寸公差和形位公差，并制定機器零部件的技術(shù)要求。一、尺寸鏈的根本概念 1. 尺寸鏈的定義 定義：在機器裝配或零件加工過程中

58、,互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合,稱為尺寸鏈。 零件尺寸鏈：如p165圖4-13(a)裝配尺寸鏈：如p165圖4-14零件尺寸鏈三環(huán)尺寸鏈 裝配尺寸鏈四環(huán)尺寸鏈 2 尺寸鏈的特點(1)關(guān)聯(lián)性。即尺寸鏈中某一尺寸的變化將影響其他尺寸的變化。(2)封閉件。尺寸鏈中間接獲得的尺寸與直接得到的尺寸之間構(gòu)成了封閉的尺寸組合。3 尺寸鏈的組成 我們把組成尺寸鏈的各個尺寸稱為環(huán)。環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)，組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。(1) 封閉環(huán) 尺寸鏈中間接得到的尺寸稱為封閉環(huán)。封閉環(huán)常用字母N表示。每個尺寸鏈只能有一個封閉環(huán)。(2) 組成環(huán) 尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他尺寸稱為組成環(huán)。組成環(huán)本身的誤差

59、是由其本身的制造條件獨立產(chǎn)生而存在的，不受其他環(huán)的影響。增環(huán)：組成環(huán)的增大，致封閉環(huán)增大，那么該組成環(huán)稱為增環(huán)。減環(huán)：假設(shè)某一組成環(huán)的增大反而使封閉環(huán)減小，那么這個組成環(huán)稱為減環(huán)。(3) 組成環(huán)的判別 對于環(huán)數(shù)較少的尺寸鏈，可以用增、減環(huán)的定義來判別組成環(huán)的增減性質(zhì)。但對于環(huán)數(shù)較多的尺寸鏈，用定義來判別增、減環(huán)就很費時且易弄錯。為了能迅速判別增、減環(huán)，可在繪制尺寸鏈圖時，用首尾相接的單向箭頭順序來表示各環(huán)。方法如圖。 4. 尺寸鏈的分類 (1) 按應(yīng)用場合，可分為零件尺寸鏈、裝配尺寸鏈、結(jié)構(gòu)尺寸鏈和 工序尺寸鏈。結(jié)構(gòu)尺寸鏈：在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，由結(jié)構(gòu)中部件或零件的尺寸組成的尺寸鏈叫做結(jié)構(gòu)尺寸鏈。工序

60、尺寸鏈：是指在零件加工過程中，各個工序的工序尺寸之間形成的尺寸鏈關(guān)系。(2) 按空間位置，可分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。(3) 按幾何特征，可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。 (4) 按尺寸鏈之間的聯(lián)系方式，可分為并聯(lián)尺寸鏈、串聯(lián)尺寸鏈和混合尺寸鏈。 二、尺寸鏈的根本計算公式 尺寸鏈的計算方法有極值法和概率法兩種。概率法：是根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計學(xué)原理對尺寸誤差進行綜合分析。當(dāng)零件加工生產(chǎn)量屬于大批大量生產(chǎn)或應(yīng)用自動獲得尺寸加工時，一個尺寸鏈中各尺寸都可看成獨立的隨機變量，并且尺寸誤差符合正態(tài)分布。由概率論原理可得封閉環(huán)公差T N與各組成環(huán)公差T i之間關(guān)系為：極值法：又稱完全互換法，是根據(jù)各環(huán)