焊接工装夹具及变位机械

焊接工装夹具及变位机械复习题-1-8171、焊接机械装备：⑴焊接工装夹具：①手动夹具；②气动夹具；③液压夹具；④磁力夹具；⑤电动夹具；⑥真空夹具；⑦混合式夹具；⑵焊接变位机械：①焊工变位机械（焊工升降台）；②焊机变位机械：a)焊接操作机；b)电渣焊立架；③焊件变位机械：a)焊接变位机；b）焊接回转台；c)焊接翻转台；d)焊接滚轮架。2、从使用范围来分，焊接机械装备又分为通用和专用两大类。3、焊接机械装备在焊接生产中的作用：①采用焊接工装夹具，零件由定位器定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置，保证装配精度，加快装配作业进程，减轻工人的体力劳动，提高生产效率；②能控制或消除焊接变形；③提高焊件的互换性能，缩短焊件的生产周期；④缩短装配和施焊过程中焊件翻转变位的时间，减少辅助工时，提高了焊剂利用率和焊接生产率；⑤可使焊件处于最有利的施焊位置；⑥可扩大焊机的焊接范围；⑦可使手工操作变位机械操作，减少了人为因素对焊接质量的影响；⑧可使装配和焊接集中在一个工位上完成，可减少工序数量，节约车间使用面积；⑨能在条件困难、环境危险、不宜由人工直接操作的场合实现焊接作业；⑩使焊接工序本身实现机械化和自动化，使焊接生产过程实现综合机械化、自动化。4、由于焊接机械装备的特点，还应处理好以下的问题：①设计焊接机械设备时，应使整个设备具有较好的密闭性；②设法使二次回路的一端从离焊件最近的地方引出；③在焊接机械装备的传动系统中，应具有反行程自锁性能；④装备本身应具有较好的传热性能；⑤焊接装备应具有良好的通风条件；⑥焊接装备的结构形式应有利于将积聚在其上杂物方便的清除；⑦保证焊接机头具有良好的焊接可达性；⑧夹紧机构不能由于焊接变形产生的阻力使夹紧机构松夹时不能复位；⑨焊厚大件时，注意在焊缝始末端分别设置引弧板和引出板；⑩设计焊接机械装备的控制系统时，应处理好焊件启动、停止与焊机起弧、收弧的顺序。5、焊接工装夹具：是将焊件准确定位并加紧，用于装配和焊接的工艺装备。6、焊接工装夹具按动力源分为七类：①手动夹具；②气动夹具；③液压夹具；④磁力夹具；⑤电动夹具；⑥真空夹具；⑦混合式夹具。7、焊接工装夹具的特点（与机床夹具比较）：①定位和夹紧时一个个单独进行的；②能对某些零件给予反变形或者刚性的夹固，允许某些零件在某一方向可以自由收缩；③装焊完的结构，尺寸增大，重量增加，形状变得复杂，增加了从工装夹具上卸下的难度；④工作时要承受焊件的重力、焊接应力和夹紧力，有时还要承受装配时的锤击力；⑤焊接工装夹具是焊接电源二次回路的一个组成部分，因此绝缘和导电是设计注意问题；⑥焊接工装夹具设计难度较大；⑦焊接工装夹具用来保证焊接结构各连接件的相对位置精度和整体结构的行装精度；⑧一般焊接工装夹具本身的制造精度和对焊件的定位精度低于相应指标。8、焊接工装夹具的设计要求：①应具动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人容易接近、最宜操作的地方；②应具有足够的装配、焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸；焊接工装夹具及变位机械复习题-2-817③夹紧可靠，刚性适当；④应设置必要的安全连锁保护装置；⑤夹紧时不应损坏焊件的表面质量，应限制夹紧力或采取压头行程限位、加大压头接触面积、加添铜铝衬垫等措施；⑥考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅物对夹紧机构和定位器表面的损伤；⑦夹具的施力点应位于焊件的支承处或者布置在靠近支承的地方；⑧注意各种焊接方法在导热、导电、隔热、绝缘等方面对夹具提出的特殊要求；⑨用于大型板焊结构的夹具，要求足够的强度和刚度；⑩在同一夹具上，定位器和夹紧机构的结构形式不宜过多，并且尽量只选用一种动力源；⑾工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率；⑿尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构以及标准的零部件来制作焊接工装夹具。9、焊接工装夹具设计方案的确定：⑴焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状、尺寸和精度；⑵装焊工艺对夹具的要求；⑶装、焊作业可否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装配夹具和焊接夹具；①在装配夹具上，焊件的所有焊缝能否在最有利的施焊位置上焊完；②从装配夹具上取下由装配点定好位的部件时，是否会破坏各零件的相互位置；③装配时不需要使焊件翻转变位，而在焊接时，则需要使焊件翻转变位，若采用装焊夹具方案，是否会使夹具结构复杂化；④装配夹具定位器和夹紧机构较多，若用于焊接，是否影响焊接机头的焊接可达性；⑤装、焊作业若在同一夹具上完成，能否合理地组织装配工人、焊接工人相互协调工作；⑥车间的作业面积和起重运输设备的负荷能力是否允许装配和焊接作业分别在各自的夹具上进行。⑷焊件的质量。10.定位器：保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件或部位，又称定位元件和定位机构。11.定位器的主要结构：挡铁、支撑钉、定位销、V行铁、定位样板五类。12.对定位器的技术要求有耐磨度、刚度、制造精度和安装精度。13.夹具体：在夹具上安装定位器和夹紧机构以及承受焊件重量的部分。14.对夹具体的要求是：①有足够的强度和刚度；②便于装配和焊接作业的实施；③能将装焊好的焊件方便地卸下；④满足必要的导电、导热、通水、通气及通风条件；⑤容易清理焊渣、锈皮等赃物；⑥有利于定位器、夹紧机构位置的调节与补偿；⑦必要时，还应具有反变形的功能。15.焊件所需夹紧力的确定（要求计算）：中心挠度：f=Cqr644q=2rπFC=)21(123νδE16.夹紧机构：使焊件保持确定位置的各种机构。夹紧机构对焊件起夹紧作用，是夹具组成中的最重要最核心的部分，按动力源分：手动的、气动的、液压的、磁力的、真空的、电动的、混合的共七类。17.气动夹具的优点：①空气在大气中可以取之不竭，无介质应用损失和供应上的困难，处理方便；②压缩空气便于集中供应和远距离输送；③气动材质结构简单，容易制造，成本低廉；④气动动作迅速，反应快，操作控制方便，元件便于标准化，容易集中控制、程序控制和实现工序的自动化；焊接工装夹具及变位机械复习题-3-817⑤气动介质清洁，管道不易堵塞，维护简单；⑥使用安全可靠。缺点：①由于空气具有可压缩性，使工作速度不易稳定，因而外载变化对速度影响较大，也难于准确地控制与调节工作速度；②由于压缩空气压力较低，与液压相比，在同一出力下的结构尺寸大得多。18.组合夹具：由一些规格化的夹具元件，按产品装配焊要求所拼装配成的可拆式夹具。组合夹具按元件的连接形式不同，分为槽系和孔系两大类。组合夹具的元件分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合成件、辅助件等8个类别。19.专用夹具：在专用夹具体上，由多个不同的定位器和夹紧机构组合成具有专一用途的复杂夹具。20.焊接变位机械分类：①焊工变位机械（焊工升降台）；②焊机变位机械：a)焊接操作机；b)电渣焊立架；③焊件变位机械：a)焊接变位机；b）焊接回转台；c)焊接翻转台；d)焊接滚轮架。21.焊接变位机械应具备的性能：①焊件变位机械和焊件变位机械要有较宽调速范围，稳定的焊接运行速度及良好的机构刚度；②对尺寸和形状各异的焊件，要有一定得适应性；③在传动链中，应具有一级发行程自锁传动，以免动力源突然切断时，焊件因重力作用而发生事故；④回程速度要快，但应避免产生冲击和振动；⑤有良好的接电、接水、接气设施，以及导热和通风性能；⑥整个结构要有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤；⑦焊接变位机械要有联动控制接口和相应的自保护功能，以便集中控制和相互协调动作；⑧工作台面上应刻有安装基线，并设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器件和夹紧机构；⑨兼作装配用的焊件变位机械，其工作台面要有较高的强度和抗冲击性能；⑩用于电子束焊、等离子弧焊、激光焊和钎焊的焊件变位机械，应满足导电、隔磁、绝缘等方面的特殊要求。22.焊件变位机械：在焊接过程中改变焊件空间位置，使其有利于焊接作业的各种机械设备。按功能分为：焊接变位机、焊接滚轮架、焊接回转台、焊接翻转机。23.焊接变位机：在焊接作业中将焊件回转并倾斜，使焊件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变位机械。焊接变位机主要用于机架、机座、机壳、法兰、封头等非长形焊件的翻转变位。（用途）焊接变位机按结构形式分为三种：①伸臂式焊接变位机；②座式焊接变位机；③双座式焊接变位机。24.焊接滚轮架：是借助主动滚轮与焊件之间的摩擦力，带动焊件旋转的变位机械。焊接滚轮架按结构分为①长轴式滚轮架；②组合式滚轮架两类。制造和使用焊接滚轮架时，应注意：①滚轮轴线都在同一水平面内，并相互平行；②滚轮间距应相等；③滚轮架都位于同一中心线上。25.防轴向窜动焊接滚轮架的执行机构：①偏转式执行机构；②升降式执行机构；③平移式执行机构。26.焊接翻转机：是将焊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。常见的有框架式、头尾架式、链式、环式和推举式等翻转机。27.焊接回转台：是将焊件绕垂直轴或倾斜轴回转的焊件变位机械。主要用于焊接、堆焊与切割。28.焊接变位机械：改变焊接机头空间位置进行焊接作业的机械设备。它主要包括焊接操作机和电渣焊立架。焊接操作机：是能将焊接机头（焊枪）准确送到待焊位置，并保持在该位置或以选定焊速沿焊接工装夹具及变位机械复习题-4-817设定轨迹移动的焊接机头的变位机械。主要结构形式有：①平台式操作机：主要应用于外环缝和外纵缝的焊接；②伸缩臂式操作机：可进行回转体焊件的内外环缝、内外纵缝、螺旋焊缝的焊接，以及回转体焊件内外表面的堆焊，还可以进行构件上的横、斜等空间线性焊缝的焊接。③门式操作机：主要用于板材的大面积拼接和筒体外环缝、外纵缝的焊接；④桥式操作机：用于板材的拼接和板材与肋板的T形焊接；⑤台式操作机：用于小径筒体内环缝和内纵缝的焊接。29.焊工变位机械：是改变焊工空间位置，使之在最佳高度进行作业的设备。焊工升降台常用结构有肘臂式、套筒式、铰链式三种。30.采用焊接机器人的注意事项：①从拟生产焊件的品种和批量及其变化频率的论证，确认焊件的生产类型，只有“多品种、小批量”生产性质，才适宜采用焊接机器人；②仔细分析焊件的结构尺寸；③焊件的材质和厚度有利于采用点焊或气体保护焊工艺，则宜采用焊接机器人；④是否用于焊接产品的关键部位，能否把焊工从有害、单调、繁重的工作环境中解放出来；⑤上游工序提供的坯件，在尺寸精度和装配精度方面能否满足机器人焊接的工艺要求；⑥考虑机器人配套使用的外围设备是否满足机器人焊接的需要，是否能与机器人联机协调动作；⑦针对当前产品需要提出同步协调控制要求外，适当考虑今后产品发展的需要，向外方提出给予后续编程、测试的承诺；⑧考虑工厂的现行管理水平、调试维修的技术水平和二次开发能力，能否保证对焊接机器人高质、高效的应用。31.引入点焊机器人会取得的效益：①机器人取代了笨重、单调重复的体力劳动；②能更好的保证点焊质量；③可长时间重复工作，提高生产效率30%以上；④组成柔性自动生产系统（FMS），特别适应产品开发和多品种生产，增强企业应变能力。32.点焊工艺对机器人的技术要求：①点焊作业一般可采用点位控制（PTP），其定位精度应≤±1mm；②必须使点焊机器人可达到的工作空间大于焊接所需空间；③按工作形状、种类、焊缝位置选用机器人末端执行器；④根据选用的焊钳结构，焊件材质与厚度及焊接电流波形来选取适当抓重的点焊机器人；⑤机器人应具有较高的抗干扰能力和可靠性，具有较强的故障自诊断功能；⑥点焊机器人的示教记忆容量应大于1000点；⑦机器人应具有较高的点焊速度与生产线物流速度匹配；⑧需采用多台机器人时，应研究是否选用多种型号，并与多种点焊及简易直角坐标机器人并用等问题，当机器人布置间隔较小时，应注意顺序的安排。