焊接工装设计3(四五章)(1)资料

第五章焊接工艺装备实例第一节装配定位焊夹具装配定位焊夹具主要起定位与夹紧的作用，通常由定位元件、夹紧机构和夹具体组成。用于定位焊、点焊、钎焊。一斜撑杆的定位焊夹具P189图5-l。夹具体采用槽钢焊接结构。平面钩型夹紧器可选用。四零件：二园管—采用钩型夹紧器定位夹紧。右端耳子—由定位销。左端衬套—由削边销二锥形段与凸缘的装配定位焊夹具P190图5-2相当于专用点焊机锥形段与凸缘的装配定位焊夹具1—上电极；2—螺母；3—导向衬套；4—上圆盘；5—凸缘6—中心杆；7—锥形段；8—下圆盘；9—下电极三支承罩6与内锥体组件7的连续点焊夹具。把P190图5—3相当于专用点焊机支承罩与内锥体组件的连续点焊夹具1—微调螺钉；2—螺钉；3—支座；4—下电极；5—上电极；6—支承罩；7—内锥体组件；8—螺母；9—芯轴；10—底盘；11—卡爪；12—压力弹簧四换热器芯体的装配钎焊夹具P191图5-45-5换热器芯体与钎焊原理：芯体由翅片、隔板、长短封条组成。隔板覆盖钎料,盐浴钎焊。装配、焊接夹具：焊接夹具放在装配夹具中，钎焊时留下装配夹具。夹紧机构：不能只用螺旋夹紧，原因为钎料的溶化及夹具的不锈钢与芯体的铝合金的膨胀系数不同，采用螺柱上装弹簧。焊接夹具体：井字形骨架第二节焊接变位机械定义：焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械装置。分类：焊接变位机械可分为三大类，如下图示。焊接变位机（positioner）：是将工件回转、倾斜，使工件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变位机械。用于机架、机座、法兰、封头等非长形工件的翻转变位和焊接，也可用于装配、切割、检验等。焊接滚轮架（turningrolls）：是借助主动滚轮与工件之间的摩擦力带动筒形工件旋转的焊件变位机械。用于筒形工件的装配与焊接。焊接回转台（weldingturntable）：是一种简化的变位机，它将工件绕垂直轴回转或者固定某一角度倾斜回转。主要用于回转体工件的焊接、堆焊与切割。焊接翻转机（weldingtilter）：是将工件绕水平轴转动或倾斜，使之处于有利装焊位置的焊件变位机械。主要适用于梁柱、框架、椭圆容器等的焊接。焊接操作机（manipulator）：是将焊机机头准确地送到并保持在待焊位置，或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机机头。一、焊接变位机1.结构形式焊接变位机按结构形式可分为三种：(1)伸臂式焊接变位机p192图5-7回转工作台安装在伸臂一端，绕自身轴线回转。伸臂则绕倾斜轴翻转，适用于1t以下的中小型工件焊接变位。(2)座式焊接变位机P192图5-8工作台连同回转传动装置，通过扇形齿轮支承在支座上，用于1～50t的工件翻转变位，常与焊接操作机或机器人联机使用。座式焊接变位机1—回转工作台；2—倾斜轴；3—扇形齿轮；4—机座(3)双座式焊接变位机P193图5-9工作台连同回转机构一起安装在一个元宝形梁上，适于50t以上工件变位。双座式焊接变位机1—工作台；2—回转机构；3—元宝形梁；4—机座；5—倾斜机构派生机构：p193图5-102.驱动机构焊接变位机一般可实现两种基本动作：(1)工作台带动工件绕工作台的旋转轴作正、反360°的旋转。(2)工作台面的倾斜。有的中型焊接变位机工作台还有升降运动。回转运动：多采用直流电动机驱动，无级变速，也可采用交流电动机变频调速。也可采用液压马达及人力驱动。倾斜运动：有两种驱动方式，一是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜，另一种是采用液压油缸推动工作台倾斜。升降运动：一般采用液压驱动与焊接机器人配套使用的变位机：一般为数控式，采用步进电动机驱动，有很高的定位精度(0.5—1mm)，传动链中多采用谐波减速器、滚珠丝杆、精密齿轮副等传动元件。运动控制：在工作台回转、倾斜传动系统中，常设有一级蜗轮蜗杆传动，使其具有自锁功能。有的为了精确定位，还设有制动装置。另外，在驱动系统的控制回路中应设行程保护、过载保护、断电保护等。实例：1.5t座式焊接变位机P194图5-11P195图5-12：载重图P195图5-13：传动简图3.导电装置焊接变位机多用于电弧焊，此时转台和工件作为焊接电源两次回路的一个组成部分，必须设有导电装置。形式：导电装置有电刷的、铜盘的、水银的等各种各样的形式，目前主要采用电刷式导电装置。电刷式导电装置：它主要由电刷、电刷盒、刷架组成，结构形式多样。如p196图5-14所示。P195表5-1。要求：工件或机头转动时不缠绕电缆，同时要避免传动部分的啮合件(轴承、齿轮)打弧烧坏。实例p196图5-15液化石油气钢瓶埋弧焊转台。导电回路为：电焊机输出电流负极一机座—轴承座一轴承外套—滚动体—轴承内套一主轴一工件一埋弧焊导电嘴一电焊机输出电流正极。问题：工作时轴承发热严重，温度达200～250℃，时常被电弧打伤，导致轴承失效。解决方案：(1)碳刷－铜盘式导电装置在钢瓶接触的卡盘处设计成铜盘，工作时焊接电流通过碳刷、铜盘传给工件，使用效果不好，碳刷发红，导电装置易失效。(2)铜电刷式导电装置在主轴上安装一个固定的导电环，工作时焊接电流通过紫铜电刷、导电环、主轴传给工件。使用效果明显好转，共缺点是导电环的运行时间仍较短，工作一段时间后其表面仍被电弧严重打伤，结构复杂，维修不方便。(3)轴瓦式导电装置该导电装置是由上、下轴瓦，导电板，压紧弹簧，螺栓，螺母等组成。轴瓦式导电装置的示意图见p197图5-16。4.选用变位机时注意事项行业标准：p198表5-2焊接变位机应符合行业标准(JBJ33002—90)中规定的载重量的数值系列和有关技术要求。型号中字母“HB”表示焊接变位机的名称，数字表示最大负荷值。焊接变位机行业标准中规定的主要技术要求如下：(1)回转驱动应实现无级调速，并可逆转。(2)倾斜驱动应平稳，在最大负荷下不抖动，整机不得倾覆。最大负荷Q（变位机所允许承载的工件最大质量）超过25kg的，应具有自动功能。倾斜机构要具有自锁功能，在最大负荷下不滑动，安全可靠。应设有限位装置，控制倾斜角度，并有角度指示标志。(3)变位机应设有导电装置，以免焊接电流通过轴承、齿轮等传动部位。(4)最大负荷与偏心距及重心距之间的关系应在变位机使用说明书中说明。选用焊接变位机时应注意以下几点。(1)应根据工件的质量、重心距和偏心距来选择适当吨位的变位机。(2)要在变位机上焊接圆环形焊缝时，应根据工件直径与焊接速度计算出工作台的回转速度。(3)工作台的倾斜速度一般是不能调节的,如在倾斜时要进行焊接操作,应对变位机提出特殊要求。(4)批量生产定型产品时，可选用具有程序控制功能的变位机。二焊接滚轮架1.滚轮架分类焊接滚轮架按结构形式分为两大类。第一类是长轴式滚轮架。其轴向一排为主动机，另一排为从动轮，主要用于细长筒体工件的装配和焊接。P199图5-17。第二类是组合式滚轮架。由两个滚轮支承在同一个基座上组成一个独立的滚轮架。按传动方式不同可分为：双主动滚轮架、从动滚轮架、单主动滚轮架。P199图5-18。按组合滚轮类别：分为基本式滚轮架、交换式滚轮架、自调式滚轮架、可调中心高滚轮架和可偏转轴线滚轮架。应用：当装焊壁厚较小而长度很长的筒形工件时，宜用几台单主动滚轮架组合。当装焊壁厚较大、刚性较好的筒形工件时，常采用双主滚轮架和从动滚轮架组合。长轴式焊接滚轮架组合式滚轮架1—电动机；2—联轴器；3—减速器；4—齿轮对；(a)双主动滚轮架(b)从动滚轮架5—轴承；6—主动滚轮；7—公共轴；8—从动轮(c)单主动滚轮架2.中心距的调节工件中心与两个支承滚轮中心的连线之间的夹角一般可在50°～110°范围内选用。太小筒体不稳,太大转距大。滚轮座移动式：见p200图5-19从动滚轮交换式：见p200图5—20自调式：p201图5—213.滚轮结构焊接滚轮架的滚轮结构主要有钢轮、橡胶轮、组合轮和履带轮四种类型。P201图5-22P200表5-34.焊接滚轮架的主要技术要求焊接滚轮架的行业标准(ZBJ33003—90)中规定了焊接滚轮架的技术要求。(1)主动滚轮应采用直流电动机或交流宽调速电动机通过变速箱驱动。(2)主动滚轮圆周速度应满足焊接工艺的要求，在6～60m/h范围内无级调速；速度波动量按不同焊接工艺要求划分为A级（≤±5％）和B级（≤±10％），滚轮转速应平稳、均匀，不允许有爬行现象。(3)焊接滚轮架的制造和装配精度应符合国标中的8级精度要求。滚轮架应采用优质钢制造，如用焊接结构的基座，焊后必须进行消除应力热处理。(4)滚轮架必须配备可靠的导电装置，不允许焊接电流流经滚轮架的轴承。(5)滚轮直径、滚轮架的额定载重量以及筒体类工件的最大、最小许用直径应符合p202表5-4的规定。不同额定载重量下的驱动电机最小功率见第三章表3-34。如果筒体类工件在防轴向窜动滚轮架上焊接时，在整个焊接过程中工件的轴向窜动量应≤±3mm。p142表3-33(6)焊接滚轮架每对滚轮的中心距必须能根据筒体类工件的直径作相应的调整，保证两滚轮对筒体的包角大于45°，小于110°。第三节汽车装焊夹具一、汽车装焊夹具的特点(1)汽车装焊构件是一个具有外形复杂的空间曲面结构件，其刚性小、易变形，对定位元件要求高。(2)汽车构件的窗口、洞口和孔较多，因而常选用这些部位作为组合定位面。(3)汽车生产批量大，分散装配程度高，为了保证互换性，要求保证同一构件的组合件、部件直至总成的装配定位基准的一致性，并与设计基准(空间坐标网格线)尽量重合。(4)多采用快速夹紧器，如手动铰链-杠杆夹紧器、气动夹紧器和气动杠杆夹紧器等。(5)汽车装焊夹具以专用夹具为主，随行夹具与生产线相匹配。(6)汽车车身焊接一般采用电阻点焊和CO2气体保护焊，装焊夹具要与焊接方法相适应，保证焊接的可达性及夹具的开敞性。外观要求时：其点焊表面不允许有凹陷，采用固定点焊机上完成焊接。采用折边胶代替点焊工艺如p203图5—23所示。最后加热固化。点焊密封胶工艺。如p203图5—24所示。可密封缝隙,防焊缝锈蚀。二、车门装焊夹具其结构形式：可分为整体式和框架式两种整体式车门：p204如图5-255-26（1）型面定位,采用8个定位支架进行空间型面定位和两个定位销(其中一个是削边销)进行对孔定位，这是种过定位的形式。（2）定位支架的分布依零件而定，定位面积要小。（3）夹具体,框架式为槽钢加低碳钢板；骨架式为纵横梁。（4）安装,依样件进行。加垫片。（5）骨架与底座采用转动式结构。（6）夹紧机构,气动杠杆。三、车身装焊夹具六大部件：车架(或地板)、前围、后围、左侧围、右侧围以及顶盖。装焊夹具的开敞性要求高：适于电阻点焊与CO2气体保护焊。可分为：一次性定位与多次性定位。一次性定位与随行夹具概念。1．车身总成结构及装焊过程P206如图5-27所示部件：电阻点焊。总成：固定式装焊夹具，CO2气焊成骨架，进入下一工位。。2．车身总成装焊夹具的定位及定位件原则：装焊定位基准及其工装设计基准应与车身的设计基准保持一致。车身总成及其零部件的设计基准均以x、y、z轴为坐标系间距为200mm的网格线作基准线。装焊夹具的设计基准：在x、z轴方向，与车身设计基准完全一致。但该车的车架在生产中z轴方向的定位基准是以车架前后钢板弹簧其中4个吊耳孔进行定位制造的,与设计基准不一致。车架的定位：以4个吊耳孔作为定位基准，采用定位销进行定位。前吊耳孔采用削边销定位，后吊耳孔采用圆柱销定位。P207如图5-28所示。左、右侧围在总成装焊夹具上的定位：p207如图5-29所示。前后围的定位：P207图5-30,六定位件。3.车身装焊胎具夹紧件的选用夹紧机构：快速螺旋夹紧器，气缸夹紧。夹紧器：通过螺栓与骨架连接，布置与定位件布置一致,压头适应工件表面形状P208图5-314车身总成装焊夹具骨架形式结构：夹具骨架结构主要取决于工件的形状、尺寸以及定位件和夹紧件的布置等。左右侧围骨架：p208图5-32（也为平面结合垫板安装）。5．车身总成装焊夹具导向系统导向系统：车架的导向，左右侧围的导向。分为：平移式，铰链式。平移式车身总成装焊夹具：p20