重庆理工大学。
焊接夹具课程设计说明书。
题目： 摇臂焊接夹具设计
学院： 材料科学与工程学院
专业。学号。
姓名。指导老师。
目录。1 夹具设计的目的意义及要求 1
2焊接结构件的分析 2
2.1 焊接结构件组成及分析 2
2.2 焊接结构件成分及焊接性分析 3
3制订焊接结构件的焊接工艺 4
3.1 焊接方法及焊接规范 4
3.2 焊接工艺要点 4
3.3 焊接工序的确定 4
3.4 焊接质量的保证措施 4
4焊接夹具的设计 5
4.1各构件组成及成分 5
4.2 焊接夹具设计方案 5
4.2.1定位器的设计 5
4.2.2夹具体的设计 6
4.2.3夹紧装置的设计 7
4.2.4夹具材料的设计 8
4.2.5夹具尺寸公差及粗糙度 9
4.2.6国家标准件的选择 9
4.3 绘制夹具草图 10
4.4 绘制正式装配图 10
4.5 绘制零件图 11
5夹具使用说明 13
5.1 夹具体的安装说明 13
5.2 夹具体的使用说明 13
5.3 夹具体的实用性说明及保养 13
6心得体会 14
7参考文献 15
夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。
在焊接生产过程中，焊接所需要的工时较少，而约占全部加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大的影响着焊接的生产速度。为此，必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配焊接工艺装备。
夹具设计的基本要求：
1) 具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。
2) 可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
3) 焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。
4) 便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。
5) 良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。
图 1 焊接的零件。
结构组成如下表所示：
构件连接如图一所示。由图可知，需要连接的部分有：端盖与臂身的环焊缝、中筒与臂身的两条马鞍形环焊缝、大筒与臂身的两条马鞍形环焊缝。
构件成分如下表所示：
焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期要求的能力。其中材料因素中的化学对于焊接性会有很大影响，因为母材和焊材在焊接过程中直接参与熔池或熔合区的冶金反应，对焊接质量和焊接性有重要的影响，若母材与焊材的成分匹配不当，会造成焊缝成分不合格、力学性能和其他使用性能降低，甚至导致裂纹、气孔、夹杂等焊接缺陷。采用mig对接焊焊缝产生气孔和表面硬化。
焊前烘干填充材料，提高保护气体纯度，采用过渡层。
此次焊接加工的材料中有40cr和30crmnsia。异种钢的焊接性取决于两种材料的物理、化学、化学成分等。这两种钢材的焊接性容易产生一下问题，第一，焊缝成分的稀释；第二，溶合过渡区的形成，碳迁移扩散层导致增碳硬化，脱碳软化。
从而引起结合性能差和使用性能低。那么综合化学成分和实际情况选择mag焊，选择焊丝时，保证焊接接头的使用性能，塑韧性较好的熔敷金属形成“软”中间层起到“约束强化”作用，其次保持良好的工艺性能，不出现裂纹。
焊接方法：根据焊缝位置、可施焊空间和经济型综合分析可知宜选用mag焊。
焊接规范：nb-400型半自动熔化极焊机。选择焊接电流310-320a，焊接电压26-27v，采用直流反接。
焊前烘干填充材料，提高保护气体纯度；尽量采用小的热输入，快速焊；条件允许可焊前预热，焊后热处理，其他不做要求。
一般在退火（正火）状态下焊接，焊接方法不受限制，预热温度和层间温度控制在250到300℃之间。焊接材料应保证熔敷金属的性能和母材基本相似。焊后应及时进行调制热处理。
若及时进行调制处理有困难，可进行中间退火或在高于预热温度的温度下保温一段时间，扩散除氢。
构件的焊接顺序：整装后整焊，因为焊缝都是对称分布，所以施焊时可以对称交叉焊接，先焊中筒环焊缝，再焊左右两侧焊缝 。焊接操作时点焊固定，然后进行环焊缝焊接。
1) 焊前烘干填充材料，提高保护气体纯度；焊前要进行机械清理，以去焊件表面的污物及氧化膜。有条件可进行中间退火和消除应力热处理，热处理温度一般不超过450~650℃（多数情况下选择下限温度而延长保温时间）。
2) 尽量采用短路过渡形式，减少飞溅。
3) 选择小的熔合比，减少焊缝金属被稀释。
4) 选用小焊丝直径，小电流、快速多层焊等工艺。
基准面的选择
一个工件是由若干个表面组成的，在确定件表面的相对关系时，必须确定一个基准面，基准是零件上用来确定其它点、线、面位置的依据。根据工件图总体结构特点，选择中筒轴线为定位中心基准。
定位元件是要使工件在焊接工作中有确定的位置。
1、以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位。
2、工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器。
3、工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用v形块定位器。
4、利用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位可采用样板定位器。
定位结构示意图如下：
图2 定位器草图。
由图2可知。对于中筒，利用短销大平面组合（序号15）定位x、y、z方向的平移自由度和x、z方向的旋**由度。对于端盖，利用改进的活动块（序号）定位x、y、z方向的平移自由度和 x、z方向的旋**由度。
大筒定位则采用固定v型块配合压紧器进行定位，定位x、y、z方向的平移自由度和x、z方向的旋**由度。臂身的定位使用一个短v型块（序号11和12）定位x、z方向的平移自由度，支撑钉（序号16）辅助支撑，配合总体装配条件实现定位。
其中v型块的设计根据标准计算如下：
图3 v型块设计公式。
臂身v型块设计：
v型块工作面间夹角：120端盖直径36mm
标准定位高度t=h+0.707d-0.5n 开口尺寸n=1.41d-2k 取h=0.7d=25.5mm h=0.41d=15mm
计算并综合尺寸得n=40 t=43
夹具体是夹具的基础件，在它上面安装组成该夹具所需的各种元件、机构和装置等，起着支撑、联接作用，对此要满足一下几点要求。
1) 具有足够的强度和刚度。
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