（中職）焊接結(jié)構(gòu)與制造第7章教學(xué)課件

1、YCF正版可修改PPT（中職）焊接結(jié)構(gòu)與制造第7章教學(xué)課件第7章 裝配焊接工藝裝備7.1 概述7.2 焊接工裝夾具7.3 焊接變位機(jī)械7.4 其他裝置與設(shè)備復(fù)習(xí)思考題下一頁(yè)返回第7章 裝配焊接工藝裝備 焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)與裝配一焊接工藝裝備之間的關(guān)系十分緊密。本章著重介紹焊接工裝夾具的種類和組成、定位及夾緊機(jī)構(gòu)，焊接變位機(jī)械裝置與設(shè)備的分類、作用和特點(diǎn)等方面內(nèi)容。上一頁(yè)返回7.1 概述 裝配一焊接工藝裝備是焊接結(jié)構(gòu)裝配與焊接生產(chǎn)過程中起配合及輔助作用的工裝夾具、機(jī)械裝置或設(shè)備的總稱。焊接工裝的應(yīng)用對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、減輕焊接工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、加速焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化進(jìn)程等方面起著非常重要的作用。7

2、.11 焊接工裝的地位與作用 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中，純焊接工作所需要的作業(yè)工時(shí)僅占構(gòu)件裝配與焊接工時(shí)的25%30%，其余作業(yè)工時(shí)則用于備料、裝配及其他輔助工作。隨著高效率焊接方法的應(yīng)用，這種工時(shí)比的差異更為突出。因此，積極推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的焊接工裝，是解決工時(shí)比差異的最佳途徑。 焊接工裝的作用主要表現(xiàn)在如下幾方面。下一頁(yè)返回7.1 概述 (1)定位準(zhǔn)確、夾緊可靠，可部分或全部取代下料和裝配時(shí)的劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高零件的精度和互換性。 (2)防止和減小焊接變形，降低焊接后的矯正工作量，達(dá)到提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的。 (3)能夠保證最佳的施焊位置，焊縫的成型性優(yōu)良，工藝缺陷明

3、顯降低，可獲得滿意的焊接接頭。 (4)采用機(jī)械裝置進(jìn)行零部件裝配的定位、夾緊及焊件翻轉(zhuǎn)等繁重的工作，可改善工人的勞動(dòng)條件。 (5)可以擴(kuò)大先進(jìn)工藝方法和設(shè)備的使用范圍，促進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的綜合發(fā)展。7.1.2焊接工裝的分類及應(yīng)用 焊接工裝的形式多種多樣，以適應(yīng)品種繁多、工藝性復(fù)雜、形狀尺寸各異的焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的需要。焊接工裝可按其功能、適用范圍或動(dòng)力源等進(jìn)行分類。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (1)裝配一焊接夾具主要是對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確定位和可靠夾緊作用。功能單一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多由定位元件、夾緊元件和夾具組成。手動(dòng)夾具便于攜帶和挪動(dòng)，適于現(xiàn)場(chǎng)安裝或大型金屬結(jié)構(gòu)的裝配和焊接生產(chǎn)使用。 (2)

4、焊件變位機(jī)又稱焊接變位器。焊件被夾持在可變位的臺(tái)(架)上，該變位臺(tái)(架)由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使其在空間變換位置，適于結(jié)構(gòu)比較緊湊、焊縫短而分布不規(guī)則的焊件裝配焊接時(shí)使用。 (3)焊機(jī)變位機(jī)又稱焊接操作機(jī)。焊機(jī)或焊接機(jī)頭通過該機(jī)械實(shí)現(xiàn)平移、升降等運(yùn)動(dòng)，使之到達(dá)施焊位置并完成焊接。可以和焊件變位機(jī)配合使用，完成焊件變位有困難的大型金屬結(jié)構(gòu)的焊接。 (4)焊工變位機(jī)又稱焊工升降臺(tái)。由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升降，將焊工送至施焊位置。適用于高大焊接產(chǎn)品的裝配、焊接和檢驗(yàn)等工作。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (5)焊接輔助裝置或設(shè)備是一般不與焊件直接接觸，但又密切為焊接服務(wù)的各種裝置，如焊絲處理、焊劑回收、焊劑墊等裝

5、置以及各類吊具、地面運(yùn)輸設(shè)備、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等。 (6)專用工裝是指只適于一種焊件的裝配和焊接。多用于有特殊要求或大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。 (7)通用工裝又稱萬能工裝。一般不需調(diào)整即能適用于各種焊件的裝配或焊接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如定位器、夾緊器等。 (8)半通用工裝介于專用與通用工裝之間，適用于同一系列但不同規(guī)格產(chǎn)品的裝配或焊接，使用前需作適當(dāng)調(diào)整。 (9)組合式工裝具有萬能性質(zhì)，但必須在使用前將各夾具元件重新組合才能適用于另一種產(chǎn)品的裝配與焊接。 (10)手動(dòng)工裝靠工人手臂之力去推動(dòng)各種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)焊件的定位、夾緊或運(yùn)動(dòng)，適于夾緊不大、小件、單件或小批量生產(chǎn)場(chǎng)合。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (11)氣動(dòng)

6、工裝利用壓縮空氣作動(dòng)力源，氣壓一般在1 MPa以內(nèi)，傳動(dòng)力不大，適用于快夾緊和變位場(chǎng)合。 (12)液動(dòng)工裝是用液體壓力作動(dòng)力源，傳動(dòng)力大且平穩(wěn)，但速度較慢，成本高，適用于傳動(dòng)精度高、工作要求平穩(wěn)、尺寸緊湊的場(chǎng)合。 (13)電磁工裝是利用電磁鐵產(chǎn)生的磁力作動(dòng)力源來夾緊焊件，用于夾緊力要求小的場(chǎng)合。 (14)電動(dòng)機(jī)工裝是利用電動(dòng)機(jī)的扭矩作動(dòng)力去驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作，效率高、省力、易于自動(dòng)化，適于批量生產(chǎn)。7.1.3 焊接工裝的特點(diǎn) 焊接工裝的使用與焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(如產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本等)有著密切的聯(lián)系。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 1.焊接工裝與備料加工的關(guān)系 焊接結(jié)

7、構(gòu)零件加工具有工序多(如矯正、劃線、下料、邊緣加工、彎曲成型等)與工作量大的特點(diǎn)。采用工裝進(jìn)行備料加工，要與零件幾何形狀、尺寸偏差和位置精度的要求相匹配，盡可能使零件具有互換性，提高坡口的加工質(zhì)量以及減小彎曲成型的缺陷。 2.焊接工裝與裝配工藝的關(guān)系 利用定位器和夾緊器等裝置進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的裝配，其定位基準(zhǔn)和定位點(diǎn)的選擇與零件的裝配順序、零件尺寸精度和表面粗糙度有關(guān)。例如:尺寸精度高，表面粗糙度低的零件，裝配時(shí)應(yīng)選用具有剛性固定的定位元件，快速而夾緊力不太大的夾緊元件:對(duì)于尺寸精度較差、表面粗糙度較高的零件，所選用的定位元件應(yīng)具有足夠的耐磨性并可及時(shí)拆換和調(diào)整:當(dāng)零件表面不平時(shí)，可選用夾緊力較大

8、的夾緊器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 3.焊接工裝與焊接工藝的關(guān)系 不同的焊接方法對(duì)焊接工裝的結(jié)構(gòu)和性能要求也不盡相同。采用自動(dòng)焊生產(chǎn)時(shí)，一般對(duì)焊接機(jī)頭的定位有較高的精度要求，以保證工作時(shí)的穩(wěn)定性，并可以在較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)焊接速度。當(dāng)采用手工焊接時(shí)，則對(duì)工裝的運(yùn)動(dòng)速度要求不太嚴(yán)格。 4.焊接工裝與生產(chǎn)規(guī)模的關(guān)系 焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)規(guī)模和批量，對(duì)工裝的專用化程度、完善性、效率及構(gòu)造具有一定的影響。單件生產(chǎn)時(shí)，一般選用通用的工裝夾具，這類夾具無需調(diào)整或稍加調(diào)整就能適于不同焊接結(jié)構(gòu)的裝配或焊接工作。成批量生產(chǎn)某種產(chǎn)品時(shí)，通常是選用較為專用的工裝夾具，也可以利用通用的、標(biāo)準(zhǔn)夾具的零件或組件，使用時(shí)只需將

9、這些零件或組件加以不同的組合即可。對(duì)于專業(yè)化大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，每道裝配、焊接工序都應(yīng)采用專門的裝備來完成，例如采用氣壓、液壓、電磁式等快動(dòng)夾具和電動(dòng)機(jī)械化、自動(dòng)化裝置以及焊接機(jī)床生產(chǎn)，形成專門生產(chǎn)線。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述7. 1. 4 焊接工裝的組成及選用原則 1.焊接工裝的組成 焊接工裝的構(gòu)造是由其用途及可實(shí)現(xiàn)的功能所決定的。 裝配一焊接夾具一般是由定位元件、夾緊元件和夾具體組成。夾具起連接各定位元件和夾緊元件的作用，有時(shí)還起支撐焊件的作用。 接變位機(jī)、焊接操作機(jī)基本由原動(dòng)機(jī)(力源裝配)、傳動(dòng)裝置(中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu))和工機(jī)(夾緊元件)=個(gè)基本部分組成，并通過機(jī)體把它們連接成整體。 圖7

10、一1所示是一種典型的夾具裝置，力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，通常是指機(jī)械夾緊時(shí)所用的氣壓、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置;中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)起著傳遞夾緊力的作用，工作時(shí)可以通過它改變夾緊作用力的方向和大小，并保證夾緊機(jī)構(gòu)在自鎖狀態(tài)下安全可靠;夾緊元件是夾緊機(jī)構(gòu)的最終執(zhí)行元件，通過它和焊件受壓表面直接接觸完成夾緊。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 2.焊接工裝選用的基本原則 焊接工裝的選用與焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)要求及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著密切的聯(lián)系。其一，焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)類型，在很大程度上決定了選用工藝裝備的經(jīng)濟(jì)性、專用化程度、完善性、生產(chǎn)效率及構(gòu)造類型。其二，產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀尺寸、結(jié)構(gòu)特征以及產(chǎn)品的技術(shù)等級(jí)、重

11、要性等也是選擇工藝裝備的重要依據(jù)。其三，在產(chǎn)品生產(chǎn)工藝規(guī)程中對(duì)工藝裝備的選用有著較明確的要求和說明(零部件有效定位、夾緊、反變形、定位焊、施焊等)，這些內(nèi)容對(duì)選擇工藝裝備有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。除上述之外，還有以下幾點(diǎn)原則。 (1)工藝裝備的可靠性。工藝裝備的可靠性主要包括承載能力、結(jié)構(gòu)剛性、夾緊力大小、機(jī)構(gòu)的自鎖性、安全防護(hù)與制動(dòng)、結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性以及負(fù)載條件下的穩(wěn)固性等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (2)對(duì)焊件的適應(yīng)性。對(duì)焊件的適應(yīng)性主要包括焊件裝卸的方便性、待焊焊縫的可達(dá)性、可觀察性、對(duì)焊件表面質(zhì)量的破壞性以及焊接飛濺對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷等。 (3)焊接方法對(duì)夾具的特殊要求。例如，閃光對(duì)焊時(shí)，夾具兼作

12、導(dǎo)電體;釬焊時(shí)，夾具兼作散熱體。因此，要求夾具本身具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。 (4)安裝、調(diào)試、維護(hù)的可行性。安裝、調(diào)試、維護(hù)的可行性主要涉及生產(chǎn)車間的安裝空間、起重能力、力源配備、主要易損件的備件提供方式、車間維護(hù)能力、操作者技術(shù)水平等。 (5)盡量選用已通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備。這樣，可減少投資成本并縮短開發(fā)周期。 除了焊接工裝選擇的基本原則外，還應(yīng)處理好以下一些問題。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (1)在焊接過程中，往往會(huì)有熔融金屬的飛濺，這些金屬小顆粒如果落在裝備的定位和安裝基面上，就會(huì)影響焊件的裝配精度;落在裝備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，就會(huì)加速傳動(dòng)零件的磨損;如果飛濺積累過多，還會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

13、的失效。另外，焊接工藝裝備如果密閉性不好，焊件鐵銹等贓物以及焊劑、焊渣也容易進(jìn)人裝備內(nèi)部而引起機(jī)件的磨損。因此設(shè)計(jì)裝備時(shí)，應(yīng)使整個(gè)設(shè)備具有較好的密閉性，特別是定位基面、滑道、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等應(yīng)有可靠的防護(hù)。一些定位和安裝基面無法密封時(shí)，應(yīng)布置在飛濺區(qū)之外或者在施焊部位采取遮擋措施。 (2)焊接機(jī)械裝備往往是焊接電源二次回路的組成部分，因此施焊時(shí)，裝備上各傳動(dòng)機(jī)件的嚙合處容易起弧，特別是當(dāng)焊接機(jī)械裝備邊運(yùn)轉(zhuǎn)邊施焊時(shí)，起弧現(xiàn)象更易發(fā)生。為了避免因起弧而發(fā)生工作表面的燒損，應(yīng)設(shè)法使二次回路的一端從離焊件最近的地方引起，避免焊接電流從裝備周身流過。對(duì)于要求邊施焊邊運(yùn)轉(zhuǎn)的焊接機(jī)械裝備還應(yīng)設(shè)置專用的導(dǎo)電裝置。上

14、一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (3)在焊接機(jī)械裝備的傳動(dòng)系統(tǒng)中，應(yīng)具有反行程自鎖性能，也就是當(dāng)驅(qū)動(dòng)力取消后，裝備的傳動(dòng)系統(tǒng)不因焊件自重或裝備機(jī)件自重的作用而倒轉(zhuǎn)或因夾緊反力的作用而松夾。因此，在焊接工裝夾具、焊接變位機(jī)械、焊件輸送裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)中必須設(shè)有一級(jí)具有自鎖性能的傳動(dòng)。這樣不僅有利于安全操作，而且有利于裝備的定位和節(jié)能。 (4)焊接過程也是焊件局部受熱的過程，為了減少裝備因受熱而引起的變形，裝備本身應(yīng)具有較好的傳熱性能，應(yīng)能將焊件上的熱量盡快地傳遞出去。對(duì)于大型的焊接機(jī)械裝備，因其工作臺(tái)面較大，散熱條件較好，只要增加焊件和工作臺(tái)面的接觸，就有利于將焊件上的熱量通過工作臺(tái)面散走。對(duì)于小型的

15、焊接機(jī)械裝備，由于工作臺(tái)面不大，散熱面積小，不僅不利于傳熱，而且本身會(huì)因過熱而變形。在這種情況下，應(yīng)采用水冷措施或者用導(dǎo)熱性能較好的材料來制作工作臺(tái)面。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7.1 概述 (5)焊接裝備不能影響施焊工藝的實(shí)施，要保證焊接機(jī)頭具有良好的焊接可達(dá)性。 (6)焊接機(jī)械裝備上的夾緊機(jī)構(gòu)，不能由于焊接變形產(chǎn)生的阻力使夾緊機(jī)構(gòu)松夾時(shí)不能恢復(fù)到原位。 (7)當(dāng)設(shè)計(jì)用于厚大件的焊接裝備時(shí)，為了避免起弧處產(chǎn)生末焊透，收弧處出現(xiàn)氣孔、收縮裂紋等缺陷，應(yīng)注意在焊縫始末端分別設(shè)置引弧板和收弧板。 (8)設(shè)計(jì)焊接機(jī)械裝備的控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)處理好焊件啟動(dòng)、停止與焊機(jī)引弧、收弧的順序關(guān)系。若設(shè)計(jì)用于多個(gè)焊接機(jī)頭作業(yè)

16、的焊接裝備時(shí)，除應(yīng)處理好上述關(guān)系外，還應(yīng)注意處理好焊槍之間的工作同步性和協(xié)調(diào)性。 由于焊接工裝包括的范圍相當(dāng)廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題很多。這些問題對(duì)每種裝備來說也不盡相同，以上注意事項(xiàng)，僅是設(shè)計(jì)大多數(shù)焊接工裝時(shí)應(yīng)注意的共性問題。上一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中經(jīng)常采用的夾具有裝配定位焊夾具、焊接夾具、矯正夾具等。一個(gè)完整的工裝夾具，一般由定位器、夾緊機(jī)構(gòu)和夾具三部分組成。夾具起著連接定位和夾緊兀器件的作用，有時(shí)還用于對(duì)焊件的支撐。其中，定位是夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，定位方案一旦確定，則其他組成部分的總體配置也基本隨之而定。7. 2. 1零件在夾具中的定位 1.定位原理 在裝焊

17、作業(yè)中，使焊件按圖樣或工藝要求在夾具中得到確定位置的過程稱為定位。焊件能否在夾具中獲得準(zhǔn)確而快速的定位，關(guān)鍵在于科學(xué)地運(yùn)用定位原理和恰當(dāng)選擇工藝基準(zhǔn)。下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿Ox、Oy、Oz三個(gè)軸向的相對(duì)移動(dòng)和三個(gè)繞軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。要使工件在夾具中具有準(zhǔn)確和固定不變的位置，則必須限制這六個(gè)自由度。每限制一個(gè)自由度，工件就需要與夾具上的一個(gè)定位點(diǎn)相接觸，這種以六點(diǎn)限制工件六個(gè)自由度的方法稱為“六點(diǎn)定規(guī)則”。如圖7-2 (a)所示，在xOy面設(shè)置了三個(gè)定位點(diǎn)，可以限制工件沿Oy軸方向的移動(dòng)和繞Oz軸、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度;在yOz上有兩個(gè)定位點(diǎn)，

18、可以限制工件沿Ox軸方向的移動(dòng)和繞Oy軸的轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度;在xOy面上設(shè)置一定位點(diǎn)，用以限制工件沿Oz軸向的移動(dòng)一個(gè)自由度。 若將坐標(biāo)平面看做是夾具平面，承點(diǎn)圖7-2 (b)中的小圓塊視為定位點(diǎn)，依靠夾緊力F1、F2、F3來保證零件與夾具支撐點(diǎn)間的緊密接觸，則可得到零件在夾具中完全定位的典型方式。利用零件上具體表面夾具定位元件表面接觸，達(dá)到消除零件自由度的目的，從而確定了零件在夾具上的位置。件上這些具體表面在裝配過程中叫做定位基準(zhǔn)。根據(jù)圖7-2可做如下分析。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (1)表面A上的三個(gè)支撐點(diǎn)限制了零件的三個(gè)自由度，這個(gè)表面叫做主要定位基準(zhǔn)。連接三個(gè)支撐點(diǎn)所得到的

19、三角形面積越大，零件的定位越穩(wěn)定，也越能保持零件間的位置精確度，所以通常是選擇零件上最大表面作為主要定位基準(zhǔn)。 (2)表面B上的兩個(gè)支撐點(diǎn)限制了零件的兩個(gè)自由度，這個(gè)表面叫做導(dǎo)向定位基準(zhǔn)。表面越長(zhǎng)，這兩個(gè)支撐點(diǎn)間的距離越遠(yuǎn)，而零件對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)平面的位置就越準(zhǔn)確、可靠。所以通常選取零件上最長(zhǎng)的表面作為導(dǎo)向定位基準(zhǔn)。 (3)表面C上有一個(gè)支撐點(diǎn)，可靠以限制零件最后一個(gè)自由度，這個(gè)表面叫做止推定位基準(zhǔn)或定程定位基準(zhǔn)。通常是選擇零件上最短、最窄的表面作為止推定位基準(zhǔn)。 (4)工件的六個(gè)自由度均被限制的定位稱為完全定位;工件被限制的自由度少于六個(gè)，仍能保證加工要求的定位稱為不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)整

20、和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力與變形，有些自由度是不宜限制的，故可采用不完全定位的方法;在夾具設(shè)計(jì)中，按加工上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 要求應(yīng)限制的自由度而沒有被限制是不允許的，這種定位稱為欠定位。選用兩個(gè)更多的支撐點(diǎn)限制一個(gè)自由度的方法稱為過定位，過定位容易使位置變動(dòng)，夾緊時(shí)造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，因此一般不宜采用。 2.定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是定位器設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。零件進(jìn)行裝配或焊接時(shí)的定位基準(zhǔn)，是由工藝人員在編制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝規(guī)程時(shí)確定的。夾具設(shè)計(jì)人員進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，也是以工藝規(guī)程中所規(guī)定的定位基準(zhǔn)作為研究和確定零件定位方案的依據(jù)。若工藝規(guī)程

21、確定的定位基準(zhǔn)對(duì)夾具結(jié)構(gòu)制造和應(yīng)用有不利影響時(shí)，夾具設(shè)計(jì)人員應(yīng)以減少定位誤差和簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)為目的再另行選擇定位基準(zhǔn)。 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)需著重考慮以下幾點(diǎn)。 (1)基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與焊件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以便消除由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，零件上的這些尺寸具有配合要求時(shí)，如孔中心距、支撐點(diǎn)間距等，通?？蛇x取這些地方作為定位基準(zhǔn)，以保證配合尺寸的尺寸公差。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (2)應(yīng)選用零件上平整、光潔的表面作為定位基準(zhǔn)。當(dāng)定位基準(zhǔn)面上有焊接飛濺物、焊渣等不平整時(shí)，不官采用大基準(zhǔn)平面或整面與零件相接觸的定位方式，而應(yīng)采取一些突出的位塊以較小的點(diǎn)、線、面與零件接觸的定位方式，有利于對(duì)基準(zhǔn)

22、點(diǎn)的調(diào)整和修配，減小定位誤差。 (3)定位基準(zhǔn)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近焊縫區(qū)。其目的是使零件在加工過程中受夾緊力或焊接熱應(yīng)力等作用所產(chǎn)生的變形最小。 (4)可根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的布置、裝配順序等綜合因索來考慮。當(dāng)焊件由多個(gè)零件組成時(shí)，這些零件可以利用已裝配好的零件進(jìn)行定位。 (5)應(yīng)盡可能使夾具的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣，便于組織生產(chǎn)和有利于夾具的設(shè)計(jì)與制造。尤其是產(chǎn)品的批量大，所應(yīng)用的工裝夾具較多時(shí)，更應(yīng)注意定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具7. 2. 2 定位器 定位器可作為一種獨(dú)立的工藝裝置，也可以是復(fù)雜夾具中的一個(gè)基本元件，它的基本任務(wù)是確定所裝配零部件的正確位置。定位器具有

23、多種結(jié)構(gòu)形式，使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)被定位焊件結(jié)構(gòu)形式及定位要求進(jìn)行布置和選擇。 1.定位器的構(gòu)造及應(yīng)用 (1)擋鐵。擋鐵是一種應(yīng)用較廣且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的定位元件。常見的形式有以下幾種。 固定式擋鐵。其結(jié)構(gòu)如圖7-3 (a)所示，它用來在水平面或垂直平面上定位零件，也可用焊接方法將其固定在夾具上。它適用于單一產(chǎn)品且批量較大的焊接生產(chǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 可拆式擋鐵。如圖7-3(b)所示，可拆式擋鐵用螺栓固定在平臺(tái)上或直接插入夾具體或裝配平臺(tái)的錐孔中。它適用于單件或多品種焊件的裝配。 永磁式擋鐵。如圖7-3(c)所示，為了方便拆卸工件，擋鐵在拔去插銷和移動(dòng)之后，工件即可方便地取走。 可退出

24、式擋鐵。如圖7-3 (d)所示，擋鐵可繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，靠插銷固定。這樣工件裝配成體之后，拔去插銷，即可方便地取下工件。 (2)支撐釘(板)。 固定式支撐釘。如圖7-4(a)所示，平頭支撐釘用來支撐已加工過的表面;球頭支撐釘用來支撐末經(jīng)加工的粗糙不平的毛坯表面或焊件窄小表面的定位;帶齒紋頭的支撐釘多用在焊件側(cè)面，以增大摩擦系數(shù)，防止焊件滑動(dòng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 可調(diào)式支撐釘。如圖7一4(b)所示，可調(diào)式支撐釘用于焊件表面末經(jīng)加工或表面精度相差較大的情況。采用螺母旋合的方式按需要調(diào)整高度，適當(dāng)補(bǔ)償焊件的尺寸誤差。它多用于裝配形狀相同而規(guī)格不同的焊件。 支撐板。如圖74(c)所示，支

25、撐板一般用螺釘緊固在夾具體上，可進(jìn)行側(cè)面、頂面和底面定位，適用于焊件經(jīng)切削加工的平面或較大平面。 (3)定位銷釘。利用零件上的裝配孔、螺釘孔或螺栓孔及專業(yè)定位孔等內(nèi)表面作為定位基準(zhǔn)時(shí)多采用定位銷定位。常見的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種。 固定式定位銷。如圖7-5(a)所示，其末端配合于夾具體上，伸出部分定位工件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 可換式定位銷。如圖7-5 (b)所示，它是通過螺紋與夾具體相連接的。大批量生產(chǎn)時(shí)，為保證精度須定期維修和更換定位銷。 可拆式定位銷。其又稱為插銷，其結(jié)構(gòu)如圖7-5 (c)所示。焊件之間依靠孔進(jìn)行定位，一般經(jīng)定位焊后拆除該定位銷才能進(jìn)行焊接。 可退式定位銷。

26、如圖7-5 (d)所示，采用鉸鏈形式使圓錐形定位銷應(yīng)用后可及時(shí)退出，便于焊件的裝上或卸下。 (4) V形塊。V形塊是一種外圓表面定位器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有兩個(gè)成一定角度的斜面，在外力的作用下，圓柱形物體會(huì)自動(dòng)貼緊兩表面，從而確定其位置。V形塊上兩斜面的角一般有600, 900, 1200三種，焊接夾具中V形塊兩斜面夾角多為900。常見的V形塊形式如下。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 固定式V形塊。如圖7-6 (a)所示，在裝配鉆孔前，用螺釘讓其先定位到胎模上，之后鉆裝配孔。 可調(diào)節(jié)式V形塊。如圖7-6 (b)所示，其用于同一類型但尺寸有變化的焊件，或用于可調(diào)式夾具中。 圖7-6 (c)是

27、V形塊與螺旋夾緊器配合使用的工作狀態(tài)。 (5)定位樣板。定位樣板是一種高效的定位器具，在實(shí)施定位操作時(shí)，只要預(yù)先把定樣板定位并固定，則零件的定位就非常方便、快捷。定位樣板的高效體現(xiàn)在一個(gè)樣板可以對(duì)多個(gè)零件進(jìn)行定位，并可以對(duì)一些特殊位置的零件進(jìn)行定位。有時(shí)，一個(gè)樣板像一個(gè)簡(jiǎn)化了的裝配胎具，但其制作很簡(jiǎn)單，往往現(xiàn)場(chǎng)工人就可制作出一些簡(jiǎn)單的定位樣板。如圖7-7所示是定位樣板的例子。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 2.定位器布置的注意事項(xiàng) 定位器一般不應(yīng)作為受力元件，以免損壞它的精度，若必須同時(shí)作為受力元件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加它的強(qiáng)度和剛度;定位器不應(yīng)設(shè)置在有礙工人操作的位置，同時(shí)還應(yīng)考慮到制品在裝

28、配或焊接后便于從工藝裝備中取出;定位器的工作表面應(yīng)具有良好的耐磨性，以便較長(zhǎng)時(shí)期地保持定位精度;定位器在磨損損壞時(shí)應(yīng)是容易修復(fù)或更換的。制品中經(jīng)過機(jī)械加工的面、孔等原則上都可以作為定位基準(zhǔn)，但它應(yīng)符合定位要求。 定位器通常不單獨(dú)使用，它們將工件定位，為了使工件在裝配與焊接過程中不發(fā)生移動(dòng)，常用夾具施力以使工件固定。因此，在胎模上定位器總與夾緊器聯(lián)合作用以確定工件的位置。布置定位器時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。 (1)應(yīng)有足夠的定位點(diǎn)數(shù)目，但不宜超定位。定位器及其所能限制的自由度數(shù)如表7一1所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (2)胎模上的定位面應(yīng)適合工件的定位基準(zhǔn)。定位面的支撐應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定。在工件自

29、重、壓夾力及焊接收縮力的作用下應(yīng)不發(fā)生移動(dòng)或變形。 (3)支撐的設(shè)置應(yīng)便于操作和取放工件，應(yīng)考慮給焊件以自由伸縮的余地。 (4)支撐的安置應(yīng)便于調(diào)整或修換。7. 2. 3 夾緊器 焊接結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)，不僅要注意定位，而且要考慮用什么方式夾緊。定位與夾緊兩者有密切的聯(lián)系，不能截然分開，否則就會(huì)直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。 1.對(duì)夾緊器的要求 (1)施力夾緊后不應(yīng)破壞定位后工件的正確位置。 (2)在保證工件不發(fā)生移動(dòng)的情況下，盡量減少夾緊力，以免使工件變形或損傷其表面。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (3)夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于裝配基準(zhǔn)，且著力點(diǎn)應(yīng)在支撐點(diǎn)上或由支撐點(diǎn)所組成的平面內(nèi)。 (4)夾緊

30、器的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、操作方便、動(dòng)作迅速、安全可靠、省力、容易維修，移動(dòng)式的還應(yīng)盡量輕便。 2.夾緊器的構(gòu)造 (1)機(jī)械式夾緊器。 楔形夾緊器。楔形夾緊器的結(jié)構(gòu)如圖7-8所示，主要通過斜面移動(dòng)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件。用楔條進(jìn)行裝配，方便靈活速度快。為了確保壓緊工件，楔條應(yīng)能自鎖，因此對(duì)楔條斜面角度有一定要求。手動(dòng)夾緊時(shí)一般取6080;氣動(dòng)或液壓夾緊時(shí)，斜楔升角可擴(kuò)大至150300，為非自鎖式。 螺旋夾緊器。螺旋夾緊器的結(jié)構(gòu)如圖7一9所示，一般由螺桿、螺母和主體三部分組成，通過螺桿與螺母的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到夾緊工件的目的。為避免螺桿直接壓緊工件而造成工件表面的壓傷和產(chǎn)生位移，通常在螺桿的端部裝有可以擺動(dòng)的壓

31、塊。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 螺旋夾緊器的種類很多，它在胎模上可裝置成固定式、可拆式、可退讓式或可轉(zhuǎn)動(dòng)式的。這種夾緊器的特點(diǎn)是制造方便，行程長(zhǎng)，自鎖性好，夾緊可靠，但施力過程較慢。為了克服這一缺點(diǎn)，采用旋轉(zhuǎn)式或退讓式的結(jié)構(gòu)較好，如圖710所示。 偏心輪夾緊器。偏心輪是指繞一個(gè)與自身幾何中心相對(duì)偏移一定距離的回轉(zhuǎn)中心旋零件。偏心輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在某一方向上，回叫轉(zhuǎn)中心與輪邊緣的距離會(huì)發(fā)生變化，利用這一變化來夾緊和松開零件。旋轉(zhuǎn)一次手柄即可壓緊工件，是快速作用式夾緊器。一般情況下，應(yīng)保證偏心輪具有自鎖性，以便施力結(jié)束后能保持壓力。如圖7-11所示是偏心輪夾緊器的例子。 杠桿夾緊器。如圖7-

32、12所示是一個(gè)典型的杠桿夾緊器。當(dāng)向右拉動(dòng)手柄時(shí)，間隙、減小，焊件被夾緊;當(dāng)向左推動(dòng)手柄時(shí)，焊件被松開。杠桿夾緊器多與其他夾緊器聯(lián)合使用，形式很多。其特點(diǎn)是夾緊動(dòng)作迅速，可起到增力的作用，適用于大批生產(chǎn)中。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及防滑鎖緊裝置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 彈簧夾緊器。其結(jié)構(gòu)如圖7-13所示。彈簧夾緊器可分板簧與圓柱簧兩種，它也是快作用式夾具。板簧很適用于薄板件的裝配，厚度為48 mm。 (2)氣壓及液壓式夾緊器。氣壓夾緊器是以壓縮空氣為傳力介質(zhì)，推動(dòng)汽缸活塞與連桿動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊件的夾緊作用。氣壓傳動(dòng)用的氣體工作壓力一般為0. 40. 6 MPa。氣壓夾緊器具有夾緊動(dòng)

33、作迅速，夾緊力比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不污染環(huán)境及有利于實(shí)現(xiàn)程序控制等優(yōu)點(diǎn)。 液壓夾緊器是以壓力油為傳力介質(zhì)，推動(dòng)液壓缸活塞與連桿產(chǎn)生動(dòng)作實(shí)現(xiàn)夾緊的。液壓傳動(dòng)用的液體工作壓力一般為38 MPa，在輸出力相同的情況下液壓缸尺寸較小，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊。液體有不可壓縮性，故液壓夾緊器夾緊剛度較高且工作平穩(wěn)，夾緊力大，有較好的抗過載能力。液體油有吸振能力，便于頻繁換向。但液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本較高，控制部分復(fù)雜，不適合遠(yuǎn)距離操縱。 這類夾緊器除汽缸(或油缸)外，多與連桿、杠桿等組合，如圖7-14所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (3)組合夾具。組合式夾具，是由一些規(guī)格

34、化的夾具元件，按照產(chǎn)品加工的要求拼裝而成的可拆式夾具。它適用于品種多、變化快、批量少、生產(chǎn)周期短的生產(chǎn)場(chǎng)合。在車間生產(chǎn)中可以是固定的、移動(dòng)的或是可以啟閉的。 組合夾具按元件功能不同可以分為基礎(chǔ)件、支撐件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、合成件以及輔助件等。 (4)磁力夾具。磁力夾具是借助磁力吸引鐵磁性材料的焊件來實(shí)現(xiàn)夾緊的裝置。按磁力的來源可分為永磁式和電磁式兩種，如圖7-15所示為電磁式夾緊器。磁力夾具的特點(diǎn)是作用迅速，可以多點(diǎn)位同時(shí)作用，但其投資較高，而且不適用于厚板及非鐵磁性材料的夾緊。 3.使用夾緊器時(shí)的注意事項(xiàng) (1)選用的夾緊器要簡(jiǎn)單可靠，便于操作，勞動(dòng)量小。 (2)夾緊動(dòng)作快、生

35、產(chǎn)效率高。 (3)對(duì)精度要求較高的工件，作用點(diǎn)應(yīng)在工件中心線下方，不能影響工藝順序及操作。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (4)對(duì)同一胎夾具，夾緊器元件的類型越少越好。 (5)帶有手柄的夾緊器，手柄的運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)是:從上往下朝自己，從右往左用力。7. 2. 4 拉緊及推撐夾具 (1)千斤頂。千斤頂是最常見的裝配工具，其典型結(jié)構(gòu)如圖7-16所示。圖7-16(a)是機(jī)械式千斤頂，它靠螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)而上升或下降，其支撐座口1固定，也可鉸接或口1拆式地安裝在胎具上。起重力一般為5100 kN，工作效率不高。圖7-16 (b)為液壓式千斤頂，依靠液壓傳動(dòng)上升或下降，起重力較大，常用的為50500 kN。

36、千斤頂?shù)淖饔檬?作為支撐，其端面要求加工，調(diào)節(jié)方便，作為夾緊器向工件施力。 千斤頂?shù)穆菁y要求自鎖，螺桿用25鋼，端部硬度為4025 HRC，為了使其快速作用，可將螺桿做成反向雙頭螺紋。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .2 焊接工裝夾具 (2)拉緊器。拉緊器用于裝配時(shí)拉緊工件。常用的拉緊器多數(shù)是機(jī)械式的，其中經(jīng)常使用的省力的螺栓式拉緊器如圖7-17和圖7-18所示。它通常由螺栓和杠桿組成。為了快速作用，常用反向雙頭螺桿，它也可由偏心輪一杠桿組成，但行程不大。拉緊器通常適用于鋼板組成的各類結(jié)構(gòu)(如梁、圓筒等)的裝配。 (3)推撐器。推撐器的作用與拉緊器相反，因此有些拉緊器只要能保證剛性，稍作改、動(dòng)或加上某些附

37、件，即可作為推撐器。如圖7-19所示是由六根螺桿及支撐環(huán)組成的推撐器。在裝配焊接圓筒形工件時(shí)，用于對(duì)齊邊緣、張開工件和矯正工件的橢圓變形。 此外，還有用氣壓、液壓作為動(dòng)力所組成的推撐器。上一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 焊接變位機(jī)械的主要作用是改變焊件、焊機(jī)、焊工的操作位置，以達(dá)到和保持最佳施焊條件，同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化焊接生產(chǎn)。各種焊接變位機(jī)械既可單獨(dú)使用，又可相互配套使用。7. 3. 1焊件變位機(jī)械 焊件變位機(jī)械有焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)、焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)、焊接滾輪架及焊件變位機(jī)等，其作用是支撐焊件并使焊件進(jìn)行回轉(zhuǎn)和傾斜，使焊縫處于水平或船形等易于施焊的位置。 1.焊接回轉(zhuǎn)臺(tái) 焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)是將工件繞垂直

38、軸或傾斜軸回轉(zhuǎn)的焊件變位機(jī)械。其工作臺(tái)一般處于水平或某一固定傾角?；剞D(zhuǎn)臺(tái)多采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)能保證以焊接速度回轉(zhuǎn)，且均勻可調(diào)。它主要用于回轉(zhuǎn)體焊件的焊接、堆焊與切割。如圖720所示為幾種常見的焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)。下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 2.焊接翻轉(zhuǎn)機(jī) 焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)是使工件繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)或使之處于傾斜位置的焊件變位機(jī)械。其形式主要有以下幾種。 (1)頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖721所示，它由提供動(dòng)力的主動(dòng)頭架1和從動(dòng)的尾架臺(tái)車6組成，在頭架和尾架上分別有一個(gè)卡盤3，用于夾緊焊件。主動(dòng)頭架可以按焊接速度轉(zhuǎn)動(dòng)或自鎖于任意位置。 從動(dòng)的尾架小車可以沿軌道移動(dòng)，以適應(yīng)焊件的長(zhǎng)度。調(diào)節(jié)裝置5可以小范圍

39、調(diào)節(jié)頭、尾架卡盤的距離，鎖緊裝置生防止尾架主軸回轉(zhuǎn)，制動(dòng)裝置7防止小車在工作過程中移動(dòng)。當(dāng)焊件長(zhǎng)度較短時(shí)，可以單獨(dú)用頭架夾緊，不使用尾架。它適用于軸類及筒形和橢圓形焊件的環(huán)縫焊接以及表面堆焊時(shí)的旋轉(zhuǎn)變位。 (2)框架式翻轉(zhuǎn)機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖722所示，回轉(zhuǎn)框架2的回轉(zhuǎn)軸安裝在兩端的支架上，可在支架上做上下移動(dòng)。4、5、6, 7兩套動(dòng)力系統(tǒng)分別提供工作臺(tái)回轉(zhuǎn)和升降的動(dòng)力。適用于板結(jié)構(gòu)、析架結(jié)構(gòu)等較長(zhǎng)焊件的傾斜變位，工作臺(tái)上還可進(jìn)行裝配作業(yè)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 (3)轉(zhuǎn)環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖7-23所示，將焊件固定在由兩個(gè)半圓環(huán)組成的支撐環(huán)，并將環(huán)安裝在支撐滾輪上，依靠摩擦力或齒輪

40、傳動(dòng)方式使環(huán)翻轉(zhuǎn)。它適用于裝配定位后自身剛度很強(qiáng)的梁柱類構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)變位，多用于大型構(gòu)件的組對(duì)與焊接。 (4)鏈條式翻轉(zhuǎn)機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖724所示，工作時(shí)主動(dòng)鏈輪帶動(dòng)鏈條使鏈輪上的焊件翻轉(zhuǎn)變位，從動(dòng)輪上安裝有制動(dòng)器，以防止焊件因自重而產(chǎn)生的滑動(dòng)。下部的無齒鏈輪用來拉緊鏈條，防止焊件下沉。鏈條式翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件不用固定，裝卸迅速，適用于裝配定位后自身剛度很強(qiáng)的梁柱類構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)變位。 (5)液壓雙面推拉式翻轉(zhuǎn)機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖725所示，工作臺(tái)1可向兩面傾斜并可停留在任意位置。當(dāng)工作臺(tái)傾斜時(shí)，先由四個(gè)輔助液壓缸帶動(dòng)四個(gè)推拉式銷軸生動(dòng)作，兩個(gè)拉，兩個(gè)送進(jìn)。然后向舉升液壓缸供油，推動(dòng)工作臺(tái)繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜。

41、使用時(shí)為防止焊件傾倒，焊件應(yīng)緊固在工作臺(tái)面上。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 3.焊接滾輪架 滾輪架是借助焊件與主動(dòng)滾輪間的摩擦力來帶動(dòng)圓筒形焊件旋轉(zhuǎn)，從而改變焊縫與焊機(jī)相對(duì)位置的焊件變位機(jī)械。它主要應(yīng)用于鍋爐、壓力容器簡(jiǎn)體的裝配和焊接。適當(dāng)調(diào)整主、從動(dòng)力滾輪間的高度，還可進(jìn)行錐體、分段不等徑回轉(zhuǎn)體的焊接。 (1)長(zhǎng)軸式滾輪架。如圖7-26所示的長(zhǎng)軸式滾輪架，主動(dòng)滾輪6由一長(zhǎng)軸相連，由電動(dòng)機(jī)1減速后驅(qū)動(dòng)。為適應(yīng)不同直徑筒體的焊接，從動(dòng)滾輪與主動(dòng)滾輪之間的距離可以調(diào)節(jié)。由于支撐滾輪較多，適用于較長(zhǎng)的薄壁筒體，能方便地對(duì)準(zhǔn)兩節(jié) 筒體的環(huán)形焊縫。 (2)組合式滾輪架。如圖7-27所示的組合式

42、滾輪架，其主動(dòng)滾輪生與從動(dòng)滾輪2是分開的，每組滾輪都是相對(duì)獨(dú)立地安裝在各自的底座上，且每組滾輪的輪距是可調(diào)的。滾輪組的多少可以根據(jù)焊件的重量和長(zhǎng)度來確定。若焊件上有孔洞和突出物，可以通過調(diào)整滾輪位置將其避開，因此對(duì)焊件適應(yīng)性強(qiáng)，使用靈活方便，是目前焊接生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種形式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 (3)自調(diào)式滾輪架。如圖7-28所示的自調(diào)式滾輪架，其特點(diǎn)是可以根據(jù)焊件直徑大小來自動(dòng)調(diào)節(jié)滾輪的中心距，使其在不調(diào)整滾輪支座的情況下，適應(yīng)較大范圍變化的焊件直徑。 (4)履帶式滾輪架。如圖7-29所示的履帶式滾輪架，這種設(shè)計(jì)可使履帶大面積與焊件接觸，減少了滾輪對(duì)焊件的壓力。適合

43、于輕型、薄壁大直徑焊件及非鐵金屬構(gòu)件的焊接。 4.焊件變位機(jī) 焊件變位機(jī)是集翻轉(zhuǎn)(或傾斜)和回轉(zhuǎn)功能于一身的變位機(jī)械。翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)分別由兩軸驅(qū)動(dòng)，夾持焊件的工作臺(tái)除能繞自身軸線回轉(zhuǎn)外，還能繞另一根軸傾斜或翻轉(zhuǎn)。因此，可將焊件上各種位置的焊縫調(diào)整到水平或船形易施焊位置。 (1)伸臂式焊件變位機(jī)。如圖7-30所示的伸臂式焊件變位機(jī)，主要用于1t以下中小焊件的翻轉(zhuǎn)變位?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)1的轉(zhuǎn)動(dòng)可按照回轉(zhuǎn)速度規(guī)范調(diào)整;旋轉(zhuǎn)伸臂2旋轉(zhuǎn)時(shí)，其空間軌跡為圓錐面，因此，在改變焊件傾斜位置的同時(shí)將伴隨著焊件的升高或下降，以使焊件獲得最佳施焊位置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 (2)座式焊件變位機(jī)。圖731是一

44、種常用的座式焊件變位機(jī)的結(jié)構(gòu)形式?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)連同回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支撐在兩邊的傾斜軸2上，工作臺(tái)以焊接速度回轉(zhuǎn)，通過扇形齒輪或液壓油缸使傾斜軸能在1400范圍內(nèi)恒速傾斜。此種變位機(jī)對(duì)焊接生產(chǎn)的適應(yīng)性較強(qiáng)，在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。 (3)雙座式焊件變位機(jī)。如圖7-32所示，此類焊件變位機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是工作臺(tái)1坐落在U形架2上，U形架坐落在兩側(cè)機(jī)座3上，工作臺(tái)以恒速或以焊接速度繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。雙座式焊件變位機(jī)是為了獲得較高的穩(wěn)定性和較大的承載能力而設(shè)計(jì)制造的，特別適用于大型重型焊件的焊接變位。7.3.2 焊機(jī)變位機(jī)械 這類機(jī)械裝置以改變焊機(jī)所處位置為主要任務(wù)。為了適應(yīng)在各種情況下的焊接需要，其類型與結(jié)構(gòu)也

45、是多種多樣的。但其共同特征是:具有可以升降和水平伸縮的橫臂或平臺(tái)、立柱回轉(zhuǎn)、臺(tái)車可以移動(dòng)等，也有不帶臺(tái)車而僅使平臺(tái)或橫臂繞立柱回轉(zhuǎn)并沿之升降的特點(diǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 1.焊接操作機(jī) (1)平臺(tái)式操作機(jī)。平臺(tái)式操作機(jī)的結(jié)構(gòu)形式如圖7-33所示。焊接機(jī)頭1可在操作平臺(tái)2的專用軌道上作水平移動(dòng);操作平臺(tái)2安裝在立架3上且可以沿立架升降，以適應(yīng)不同直徑筒體的焊接;立架坐落在臺(tái)車6上，臺(tái)車沿地軌移動(dòng)，以調(diào)整平臺(tái)與焊件之間的位置。平臺(tái)式操作機(jī)有單軌式和雙軌式兩種，主要用于筒形容器的外縱縫和外環(huán)縫的焊接。 (2)懸臂式操作機(jī)。懸臂式操作機(jī)的結(jié)構(gòu)形式如圖7-34所示。它一般是利用懸臂的伸

46、出長(zhǎng)度來焊接容器的內(nèi)縱縫和內(nèi)環(huán)縫。懸臂3上安裝有專用軌道，焊機(jī)在上行走可焊內(nèi)縱縫，若焊機(jī)固定，而讓容器回轉(zhuǎn)則可焊接內(nèi)環(huán)縫。 (3)伸縮臂式操作機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖7-35所示。該機(jī)具有可以隨臺(tái)車11移動(dòng)，繞立柱回轉(zhuǎn)，伸縮臂5水平伸縮與垂直升降四個(gè)運(yùn)動(dòng);并且伸縮臂能以焊接速度運(yùn)行，與變位機(jī)、滾輪架配合，完成各種工位上內(nèi)外環(huán)縫和內(nèi)外縱縫的焊接;在伸縮臂的一端還可安裝割炬、磨頭、探頭等工作機(jī)頭，完成切割、打磨和探傷等作業(yè)，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，作業(yè)范圍大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 (2)門橋式操作機(jī)。門橋式操作機(jī)是將焊機(jī)或焊接機(jī)頭安裝在門橋的橫梁上，焊件置于橫梁下面，門橋跨越整個(gè)焊件。門橋操作機(jī)可以完成

47、三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，門橋自身沿軌道的運(yùn)動(dòng)、橫梁的升降運(yùn)動(dòng)和焊機(jī)沿橫梁的移動(dòng)。圖7-36是一種焊接容器用的門橋式操作機(jī)，它與焊接滾輪架配合可以完成容器外縱縫、外環(huán)縫的焊接。門橋式操作機(jī)的幾何尺寸大，占用車間面積多，因此使用不夠廣泛，主要適用于批量生產(chǎn)的專業(yè)車間。 2.電渣焊立架 電渣焊立架是將電渣焊機(jī)頭按焊接速度進(jìn)行提升的裝置，主要用于直縫電渣焊，也可與滾輪架相配合完成環(huán)縫電渣焊。整個(gè)立架放在可行走的臺(tái)車2上，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣性，通常需要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式與尺寸，實(shí)際配備一套專用的電渣焊立架，在立架上安裝標(biāo)準(zhǔn)的電渣焊機(jī)頭進(jìn)行焊接。如圖7-37所示為一臺(tái)焊接小直徑筒體縱縫的電渣焊立架。上一頁(yè)下一頁(yè)返

48、回7 .3 焊接變位機(jī)械7. 3. 3 焊工變位機(jī)械 這是改變操作工人工作位置的機(jī)械裝置，設(shè)計(jì)和使用時(shí)安全至關(guān)重要，移動(dòng)要平穩(wěn)，工作時(shí)應(yīng)逐漸或突然改變?cè)ㄎ恢茫硗膺€應(yīng)靈活、調(diào)節(jié)方便、準(zhǔn)確，并有足夠的承載能力。圖7-38是移動(dòng)式液壓焊工升降臺(tái)。使用時(shí)，手搖液壓泵2可驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)升降，還可以移動(dòng)小車的停放位置，并通過支撐裝置1固定;圖7一39所示是焊工升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)工作臺(tái)升至所需要高度后活動(dòng)平臺(tái)可一水平移出，便于焊工接近工件。另外，有的工廠有自制的焊工操作架等裝置。設(shè)計(jì)和使用時(shí)安全問題至關(guān)重要。7. 3. 4 變位機(jī)械的組合應(yīng)用 在大批量的焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，各類機(jī)械裝備采用了多種多樣的組合運(yùn)用

49、的形式，這不僅可滿足某種單一產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，同時(shí)也能為具有同一焊縫形式的不同產(chǎn)品服務(wù)。通過組合，更加充分發(fā)揮焊接機(jī)械裝備的作用，提高裝配焊接機(jī)械化水平，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)。在前面介紹的內(nèi)容中，已多次提到這種組合形式應(yīng)用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .3 焊接變位機(jī)械 圖740是利用平臺(tái)式操作機(jī)和焊接滾輪架相組合進(jìn)行筒體外環(huán)縫焊接的生產(chǎn)實(shí)例。若在操作機(jī)上安裝割炬后，還可以完成筒節(jié)端部的切割任務(wù)。 圖741是采用兩臺(tái)伸縮臂式焊接操作機(jī)與滾輪架相組合生產(chǎn)的實(shí)例。每臺(tái)伸縮臂操作機(jī)上安裝了兩套焊接機(jī)頭裝置，完成筒體內(nèi)外環(huán)縫的焊接。因此這種組合可以同時(shí)完成四道環(huán)縫的焊接任務(wù)，使生產(chǎn)效率成倍地增長(zhǎng)。上一頁(yè)返回

50、7 .4 其他裝置與設(shè)備7. 4. 1裝焊吊具 在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，各種板材、型材以及焊接構(gòu)件在各工位之間時(shí)常要往返吊運(yùn)，有時(shí)還要按照工藝要求進(jìn)行零部件的翻轉(zhuǎn)、就位、分散或集中等作業(yè)。生產(chǎn)準(zhǔn)備中的吊裝工作量很大，吊裝過程中若采用與工件截面形狀相應(yīng)的吊具，對(duì)提高輸送效率、節(jié)省工時(shí)、減輕捆掛作業(yè)強(qiáng)度及安全生產(chǎn)都起著重要作用。 裝焊吊具按其作用原理不同，可分為機(jī)械吊具、磁力吊具和真空吊具三類。 1.機(jī)械吊具 圖7-42是一種主要用于板材水平吊裝的吊具。吊具成對(duì)使用，按照不同的規(guī)格，每對(duì)吊具的起重量為1 0008 000 kg不等，整體吊具由吊爪、壓板、銷軸及吊耳等組成。使用時(shí)，若將四個(gè)吊具通過鏈條兩兩

51、并排安裝在縱向起吊梁上時(shí)，既可用于較長(zhǎng)、較薄板材的吊裝，又可用于筒節(jié)、箱體等結(jié)構(gòu)件的吊裝。為了保證吊具的使用安全，吊下一頁(yè)返回7 .4 其他裝置與設(shè)備 具在使用前應(yīng)進(jìn)行超載試驗(yàn)。超載量規(guī)定為額定載荷的25%，并持續(xù)10 min,卸載后吊具不得有殘余變形、微裂或開裂等缺陷，方可使用。表7-2是該吊具的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。 圖743是一種自重為20 kg的梁用吊具，吊裝起重量為2 000 kg。此種吊具多用于工字梁、T形梁及箱形梁的吊裝工作。其主要特點(diǎn)是卡爪在吊鉤自重的作用下能自動(dòng)開啟和閉合，可方便地抓取和卸下工件，使起吊作業(yè)更加簡(jiǎn)化。 2.磁力吊具 在磁力吊具中，有永磁式、電磁式及永磁一電磁式吊具。永

52、磁一電磁式吊具是由永久磁鐵和電磁鐵兩部分組成，利用永久磁鐵吸附工件，而采用電磁鐵改變極性以增強(qiáng)和削弱磁力。圖7-44為幾種永磁式電磁吊具型號(hào)的結(jié)構(gòu)形式。永磁一電磁吊具的工作原理是:當(dāng)?shù)蹙吲c工件接觸的初期，給電磁鐵通電并使電磁鐵極性與永久磁鐵的極性相同，以增加吸附力，使工件牢牢吸附在吊具上，然后關(guān)斷電流，轉(zhuǎn)為僅依靠永久磁鐵吸附工件;當(dāng)需要卸料時(shí)，反向給電磁鐵通人電流，使其極性與永久磁鐵的極性相反，抵消永久磁鐵的磁力，達(dá)到迅速卸料的目的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .4 其他裝置與設(shè)備 這類吊具的優(yōu)點(diǎn)如下。 安全可靠，無需擔(dān)心因停電和其他電器故障而發(fā)生工件墜落造成人身和設(shè)備事故; 省電，通電時(shí)間短，耗電量

53、少，是一種節(jié)能型的安全吊具。應(yīng)注意磁力吊具僅限于對(duì)導(dǎo)磁材料的吊運(yùn)，而不能用來吊運(yùn)銅、鋁、不銹鋼等非導(dǎo)磁材料。 3.真空吊具 圖745是一種真空吊具。工作時(shí)，依靠真空泵將吸盤內(nèi)抽真空吸附工件7。由于吸力有限，因而主要用于吊運(yùn)表面平整、重量不大的薄型板材。 除上述裝焊吊具外，焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)車間必不可少的還有一些起重運(yùn)輸設(shè)備，比如:地面運(yùn)輸設(shè)備，包括叉車、電動(dòng)搬運(yùn)車、手動(dòng)叉式搬運(yùn)車、電動(dòng)平板車以及氣墊裝置等;起重機(jī)械類，包括橋式起重機(jī)、門架式起重機(jī)、搖臂起重機(jī)以及懸掛式起重機(jī)等;在大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)中，常需要輸送機(jī)能有節(jié)奏地進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)。輸送機(jī)的形式有上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .4 其他裝置與設(shè)備 懸掛式、

54、輥?zhàn)邮健⑴_(tái)車式、步進(jìn)式、皮帶式、小車式及板式等多種。圖7一46是單軌懸掛式起重機(jī)簡(jiǎn)圖。此種起重機(jī)的軌道9固定在廠房的屋架上，起重行走輪對(duì)稱地布置在工字梁下翼緣的兩肢上，行程距離小于20 m時(shí)一般采用軟電纜供電，起重機(jī)由工人在面操縱控制器2運(yùn)行。焊接車間起重運(yùn)輸設(shè)備的選擇，取決于運(yùn)輸量、運(yùn)輸距離及路線、運(yùn)輸速度及自動(dòng)化程度、單件和結(jié)構(gòu)件的重量、傳動(dòng)方式以及設(shè)備生產(chǎn)率等因索。7. 4. 2 起重運(yùn)輸設(shè)備 僅僅靠吊具還不能使物體改變空間位置，真正使其改變位置的還應(yīng)是起重運(yùn)輸設(shè)備。焊接車間中使用最廣泛的起重運(yùn)輸設(shè)備是橋式起重機(jī)，它兼有起重和運(yùn)輸?shù)墓δ堋?另外還有在露天使用的門式起重機(jī)(如圖7-47所示

55、)，小范圍內(nèi)使用的搖臂式起重機(jī)、手動(dòng)和電動(dòng)葫蘆等起重運(yùn)輸設(shè)備。 若要在車間的不同跨間搬運(yùn)物品，則要用到地面運(yùn)輸設(shè)備。常用的地面運(yùn)輸設(shè)備有叉車、電動(dòng)搬運(yùn)車、手動(dòng)和電動(dòng)平板車等。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .4 其他裝置與設(shè)備 在大批量生產(chǎn)時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，還有采用輸送機(jī)進(jìn)行搬運(yùn)的方式，輸送機(jī)的形式有懸掛式、輥?zhàn)邮?、臺(tái)車式和皮帶式等多種。7. 4. 3 焊接機(jī)器人 焊接機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人的一種，是能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的焊接操作機(jī)。目前，在焊接生產(chǎn)中使用的主要是點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、切割機(jī)器人和噴涂機(jī)器人，另外還有正在研制中的各種專用焊接機(jī)器人。 1.焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用意義

56、采用焊接機(jī)器人代替手工操作或一般機(jī)械操作已成為現(xiàn)代焊接生產(chǎn)的一個(gè)發(fā)展方向，它具有如下優(yōu)點(diǎn)。 (1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均一性。 (2)提高生產(chǎn)率，一天可24h連續(xù)生產(chǎn)。 (3)改善工人的勞動(dòng)條件，可在有害環(huán)境下長(zhǎng)期工作。 (4)降低對(duì)工人操作技術(shù)的要求。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .4 其他裝置與設(shè)備 (5)縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資。 (6)可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品焊接自動(dòng)化。 (7)為焊接柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ)。 應(yīng)用焊接機(jī)器人是焊接自動(dòng)化的革命性進(jìn)步，它突破了焊接剛性自動(dòng)化傳統(tǒng)方式，開拓了一種柔性自動(dòng)化新方式。 2.焊接機(jī)器人的組成 焊接機(jī)器人一般由四部分組成。 (1)執(zhí)行部分

57、。執(zhí)行部分也稱為機(jī)器人本體部分，是機(jī)器人為完成焊接任務(wù)而傳遞力或力矩并執(zhí)行具體動(dòng)作的機(jī)械結(jié)構(gòu)。它主要包括機(jī)器人的機(jī)身、臂、腕、手(焊槍)等。 (2)控制部分。負(fù)責(zé)控制機(jī)械結(jié)構(gòu)按所規(guī)定的程序和所要求的軌跡，在規(guī)定的位置(點(diǎn))之間完成焊接作業(yè)的電子、電氣元件和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回7 .4 其他裝置與設(shè)備 (3)動(dòng)力源及傳遞部分。它可為執(zhí)行部分提供和傳遞機(jī)械能的部件與裝置，其動(dòng)力源多為電動(dòng)或液壓。 (4)工藝保障部分。工藝保障部分主要包括焊接電源、送絲、送氣裝置等。 圖7-48是一臺(tái)電弧焊機(jī)器人的組成及與焊件變位機(jī)相配合工作示意圖，焊接機(jī)頭可準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)工件上的待焊位置。其精度可控制在士0. 1 mm以內(nèi)，甚至可靠達(dá)到0