細鐵絲對焊工裝設(shè)計——結(jié)構(gòu)設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計+開題報告+文獻綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　細鐵絲對焊工裝設(shè)計——結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及自動化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　工裝夾具

3、設(shè)備在產(chǎn)品制造中具有重要的地位，夾具設(shè)計的好壞直接決定了生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力、效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。工裝設(shè)計制造周期已成為影響新產(chǎn)品研制周期的主要因素。本文簡單的介紹了電阻焊和焊接夾具的發(fā)展和現(xiàn)狀，分析了電阻焊的特點及其應(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)過查閱資料和工廠的實地關(guān)察制定了電阻焊夾具的總體設(shè)計方案詳細的分析了夾具的定位、導(dǎo)向裝置、夾緊方式、夾具的運動方式、夾具的具體的結(jié)構(gòu)方式以及在機床上的安裝方式等，分別進行了機械系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。即能保證焊接質(zhì)量，又能

4、提高工人的工作效率，改善工作條件。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電阻焊、工裝夾具、焊接夾具</p><p>　　Fixture design of welding Iron wire ——Structural Design</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Fixture equi

5、pment has an important place in the manufacturing.Fixture design quality of the production line directly determines the production capacity, efficiency and product quality.Tooling design and manufacturing cycles of new p

6、roducts has become a major factor in the development cycle. This article briefly introduces the development of resistance welding and the welding fixture and the status,analysis of the characteristics and applications of

7、 resistance welding.After data access and plants</p><p>　　Key words:Resistance Welding , Fixture , Welding fixture</p><p>　　1．緒論- 1 -</p><p>　　1.1電阻焊夾具- 1 -</p><p>　　

8、1.1.1 電阻焊的最新動態(tài)- 1 -</p><p>　　1.1.2工裝夾具目前的工作缺陷- 3 -</p><p>　　1.1.3工裝模塊化- 4 -</p><p>　　1.1.4 焊接夾具在生產(chǎn)中的運用- 4 -</p><p>　　2.總體設(shè)計方案- 5 -</p><p>　　2.1 焊接工裝夾具

9、簡介- 5 -</p><p>　　2.1.1 夾具設(shè)計的基本要求- 5 -</p><p>　　2.1.2 焊接工裝夾具的特點- 5 -</p><p>　　2.1.3焊接工裝夾具的方案設(shè)計過程- 7 -</p><p>　　2.1.4 焊接工裝夾具的功能特征分析- 7 -</p><p>　　2.1.5

10、主定位裝夾系統(tǒng)- 8 -</p><p>　　2.1.6 輔助定位裝夾系統(tǒng)- 8 -</p><p>　　2．2焊接工裝夾具設(shè)計及參數(shù)選擇- 8 -</p><p>　　2.2.1 基準面的選擇- 8 -</p><p>　　3.轉(zhuǎn)盤及相關(guān)零件的設(shè)計- 11 -</p><p>　　3.1.1 不完全齒輪-

11、 11 -</p><p>　　3.1.2 電動機的確定- 11 -</p><p>　　3.1.3. 齒輪的設(shè)計錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1.4不完全齒輪的鍵聯(lián)接設(shè)計- 18 -</p><p>　　3.1.5 轉(zhuǎn)盤- 18 -</p><p>　　3.1.6 凸輪機構(gòu)- 19 -<

12、/p><p>　　4．結(jié)論- 23 -</p><p>　　5. 致謝錯誤!未定義書簽。</p><p>　　6.參考文獻- 24 -</p><p>　　7.附錄- 26 -</p><p><b>　　1．緒論</b></p><p><b>　　1.1電

13、阻焊夾具</b></p><p>　　焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占有極為重要的地位。其水平對工業(yè)的發(fā)展有很重要的作用。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機械零部件，電子元件都朝微型化發(fā)展。這對傳統(tǒng)焊接要求越來越高，而微型焊接很好的填補了這方面的缺憾。</p><p>　　微型電阻焊，也叫作小型或微電阻焊,其基本原理與常規(guī)電阻焊一樣，是利用電流通過金屬焊件的接觸面產(chǎn)生的電阻熱進行連接的方法川。通常將

14、焊件尺寸(板厚或線徑)大于0.5-1.Omm的電阻焊叫作常規(guī)電阻焊，將焊件尺寸小于0.2-0.5mm的電阻焊叫作微型電阻焊[1]。作為微型電阻焊的一部分，逆變電阻焊技術(shù)由于其焊接控制精度高、功率因素高等優(yōu)點，不僅在傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，而且還躋身于高科技一級更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為國民經(jīng)濟中不可缺的、生產(chǎn)效率極高的一種生產(chǎn)設(shè)備。</p><p>　　工裝夾具設(shè)備在產(chǎn)品制造中具有重要的地位，夾具設(shè)計的好

15、壞直接決定了生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力、效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。為保證產(chǎn)品制造準確度及互換協(xié)調(diào)，機械制造過程中采用大量工藝裝備。工裝設(shè)計制造周期已成為影響新產(chǎn)品研制周期的主要因素。</p><p>　　1.1.1 電阻焊的最新動態(tài)</p><p>　　電阻焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。<

16、;/p><p>　　常規(guī)電阻焊的焊接機理較為單一，通常為形成熔核的熔化焊，相比之下微型電阻焊的接頭形成機制要復(fù)雜得多。例如微型電阻焊經(jīng)常應(yīng)用的銅、鎳、可伐合金、鉑、欽等金屬，為獲得某一特定的使役性能(如耐腐蝕性或增強導(dǎo)電性)，這些焊件表面通常會涂鍍金、鎳、銀等金屬薄層，這些鍍層往往使焊接過程變得復(fù)雜，甚至?xí)氐赘淖兘宇^的形成機制。</p><p>　　逆變式電阻焊機是近年來新出現(xiàn)的電阻點焊設(shè)備

17、，與傳統(tǒng)的工頻交流電阻焊機相比，具有輸出功率大、變壓器體積小、質(zhì)量輕、動態(tài)響應(yīng)速度快、控制精度高、焊接電流脈動小、三相電網(wǎng)平衡、功率因數(shù)高等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了逐步應(yīng)用和推廣。傳統(tǒng)的晶閘管電阻焊接控制器除了在價格上有一定的優(yōu)勢外，對于高質(zhì)量要求的領(lǐng)域無法實現(xiàn)理想的焊接穩(wěn)定性，焊接的產(chǎn)品質(zhì)量無法與逆變焊接系統(tǒng)相比。</p><p>　　電阻點焊機的發(fā)展經(jīng)歷了單相工頻交流點焊機、直流脈沖點焊機、三相低頻點焊機

18、、次級整流式及電容儲能式點焊機的過程,80年代中期又出現(xiàn)了逆變式點焊機。日本、美國等國家先后推出逆變式電阻焊機產(chǎn)品，并應(yīng)用于汽車、家電、電子行業(yè)，建立起以逆變點焊機器人為主的汽車車身焊裝線，使逆變式電阻點焊機進入實際應(yīng)用階段。目前，逆變電阻焊機主要用于中小功率焊機及點焊鉗上。小功率的逆變點焊機在電子工業(yè)中的應(yīng)用較多。</p><p>　　國外逆變點焊機的研究較成熟，商品化程度也較高。目前，在逆變電阻點焊機領(lǐng)域，日

19、本、德國和美國處于領(lǐng)先地位，各自均有多家公司推出了多種實用機型，并且在某些領(lǐng)域部分地取代了傳統(tǒng)的單相點焊機和懸掛式交流點焊機。日本AVIONICS株式會社生產(chǎn)的NRW-IN8000A型逆變點焊機，逆變頻率2000Hz，配備標(biāo)準RS-232接口，可記憶保存15種焊接條件，具有0.4～8000A恒電流調(diào)節(jié)范圍以及恒電壓和恒功率（電壓×電流）控制方式，該公司的NRW-IN4000A型逆變點焊機通過使用焊接變壓器切換器可使一臺焊機最大

20、對應(yīng)8臺焊接變壓器。日本米亞基公司生產(chǎn)的系列逆變點焊機，具有多種控制方式，功率和電流自動觸發(fā)2種監(jiān)測內(nèi)容可選，時間可以ms和CYC（周波）為單位設(shè)定，逆變頻率可選擇600Hz、800Hz和1000Hz，可存儲7~15種焊接規(guī)范。日本木村制作所開發(fā)了TD1-1200T型逆變控制器等產(chǎn)品，并將其用于懸掛式點焊機和固定式焊機；日本宮地美國分公司生產(chǎn)的精密逆變點焊機電源和配套的焊接變壓器，采用恒功率控制，保證焊接質(zhì)量，通過1個名為WELDCAR

21、D的RAM系統(tǒng)與PC機相連，分析處理焊接程序和數(shù)據(jù)，采</p><p>　　1.1.2工裝夾具目前的工作缺陷</p><p>　?。?)工裝設(shè)計制造已成為產(chǎn)品生產(chǎn)中的瓶頸</p><p>　　目前，由于市場競爭越來越激烈，客戶的需求也日趨個性化，所以產(chǎn)品必須適應(yīng)客戶，向多樣化方面發(fā)展，同時又要盡量縮短開發(fā)周期，盡快上市，才能奪得先機，引領(lǐng)市場潮流。企業(yè)在這種形勢下，

22、必須進行多型號的同時研制和生產(chǎn)，這樣工裝的設(shè)計制造任務(wù)重，成本高，且生產(chǎn)能力很難滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，已成為生產(chǎn)的瓶頸。究其原因，除新產(chǎn)品新型號多這一客觀事實外，我國工裝整體設(shè)計水平落后，效率低下，制造能力差也是重要原因。國外的工裝設(shè)計制造已基本</p><p>　　實現(xiàn)數(shù)字化，而我國目前的工裝設(shè)計制造距離數(shù)字化設(shè)計制造還有一定距離?；旧现粚崿F(xiàn)了計算機輔助設(shè)計，工裝設(shè)計的三維建模應(yīng)用不多，設(shè)計過程中的CAE也很少

23、采用。如對支架剛度的計算、零件受力分析等主要依靠經(jīng)驗確定?導(dǎo)致設(shè)計的工裝反復(fù)更改。與其他部門相比，工裝加工工時分配困難，加工能力不足，特別是數(shù)控等精密加工能力無法滿足工裝制造的需要，許多工裝設(shè)計不得不采取折中的方法，降低設(shè)計精度。不但影響生產(chǎn)周期和質(zhì)量，還帶來裝配定位精度以及可操作性等方面的許多問題[4]o</p><p>　?。?)工裝結(jié)構(gòu)有待改進</p><p>　　目前的工裝，特別是

24、大型裝配設(shè)備，占地面積大，制造周期長，導(dǎo)致整個產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期長，工裝制造成本居高不下。為減小裝配過程中結(jié)構(gòu)的變形并保證準確定位，目前的工裝設(shè)備一般采用剛性結(jié)構(gòu)，一套工裝只能用于一個裝配對象的裝配，因此，生產(chǎn)準備過程中需制造大量的不同工裝設(shè)備。而國外的工裝一般結(jié)構(gòu)相對簡單、輕巧，并采用模塊化設(shè)計，工裝往往具有一定的柔性。參照國外的先進工裝結(jié)構(gòu)對我國目前慣用的工裝結(jié)構(gòu)進行改進，采用標(biāo)準化、模塊化結(jié)構(gòu)是縮短生產(chǎn)準備周期的有效途徑。<

25、/p><p>　?。?）工裝設(shè)計方法落后，效率低</p><p>　　為縮短生產(chǎn)準備周期，人們希望產(chǎn)品設(shè)計完成后，生產(chǎn)工裝很快就能投入使用。我國目前工裝研制一直保留傳統(tǒng)的“串行工程”模式，即各部門按順序完成各自的專業(yè)工作，以模擬量作為各個工藝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)依據(jù)，這種方法無疑已經(jīng)落后。波音公司研制B737—700時，采用了新的“并行工程”研制模式，即各部門并行作業(yè)，以數(shù)字量傳遞作為各工藝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)依

26、據(jù)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短研制周期提供了新的途徑。</p><p>　　1.1.3工裝模塊化</p><p>　　模塊化制造技術(shù)(Model Mechanical Technology，簡稱MMT)是以傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)，在現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息技術(shù)的支持下，進行產(chǎn)品的模塊化設(shè)計、模塊化制造和模塊化管理等各種有關(guān)技術(shù)的總稱。MMT是由多學(xué)科先進知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)，其本質(zhì)是采用模塊化

27、原理對制造系統(tǒng)進行全面建模，提高系統(tǒng)的柔性和可變性。MMT與先進技術(shù)有非常密切的關(guān)系，是先進制造技術(shù)的前沿領(lǐng)域之一[5]。</p><p>　　由于計算機技術(shù)的快速發(fā)展，CAD, CAE等計算機輔助技術(shù)的發(fā)展使設(shè)計從方案設(shè)計到生產(chǎn)制造都可以實現(xiàn)快速建模并實現(xiàn)信息的共享。從而使并行工程得以發(fā)展，基于并行思想的模塊化應(yīng)用就具有了施行的條件。</p><p>　　根據(jù)工裝自身的功能結(jié)構(gòu)特點，可以

28、將工裝的結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動，連接，定位，夾持四大功能部分，針對這些功能部件的結(jié)構(gòu)特點，抽出最基礎(chǔ)的連接，驅(qū)動兩大結(jié)構(gòu)進行模塊化。連接可以有螺栓聯(lián)接，卡環(huán)連接，錐面連接，彈性倒齒連接。驅(qū)動有手動，電動，液壓驅(qū)動和氣動。運動機構(gòu)包括直線移動機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，和增力夾持機構(gòu)。如連桿機構(gòu)，杠桿機構(gòu)，螺旋機構(gòu)，楔塊機構(gòu)?，F(xiàn)已有手動鉗夾，手動螺釘卡箍。若將這些進行整理，模塊化，系列化，那么工裝設(shè)計效率就可以得到很大提高。</p><p&

29、gt;　　1.1.4 焊接夾具在生產(chǎn)中的運用</p><p>　　焊接工裝夾具就是將焊件準確定位和可靠夾緊，便于焊件進行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備[13]。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動強度，加速焊接生產(chǎn)實現(xiàn)機械化、自動化進程等方面起著非常重要的作用。</p><p>　　在焊接生產(chǎn)過程中，焊接所需要的工時較少，

30、而約占全部加工工時的2/3以上的時間是用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大的影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此，必須大力推廣使用機械化和自動化程度較高的裝配焊接工藝裝備。</p><p>　　焊接工裝夾具的主要作用有以下幾個方面：</p><p>　　(1) 準確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。</p><p&g

31、t;　　(2) 有效的防止和減輕了焊接變形。</p><p>　　(3) 使工件處于最佳的施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高。</p><p>　　(4) 以機械裝置代替了手工裝配零件部位時的定位、夾緊及工件翻轉(zhuǎn)等繁重的工作，改善了工人的勞動條件。  </p><p>　　(5) 可以擴大先進的工藝方法的使用范圍，促進

32、焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)機械化和自動化的綜合發(fā)展。</p><p><b>　　2.總體設(shè)計方案</b></p><p>　　2.1 焊接工裝夾具簡介</p><p>　　2.1.1 夾具設(shè)計的基本要求</p><p>　?。?）、工裝夾具應(yīng)具備足夠的強度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的

33、強度和剛度。</p><p>　　w) y, H! s- e3 ]（2）、夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移，又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。</p><p>　　( P; o9 E. V' r/ H, K! }) b（3）、焊接操作的靈活性。使用夾具生產(chǎn)應(yīng)保證足夠的裝焊空間，使操作人員有良好的視野和操作環(huán)

34、境，使焊接生產(chǎn)的全過程處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。0</p><p>　　、便于焊件的裝卸。操作時應(yīng)考慮制品在裝配定位焊或焊接后能順利的從夾具中取出，還要制品在翻轉(zhuǎn)或吊運使不受損害。</p><p>　　、良好的工藝性。所設(shè)計的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作，便于檢驗、維修和更換易損零件。設(shè)計時還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素，降低夾具制造成本。</p><p

35、>　　2.1.2 焊接工裝夾具的特點</p><p>　　焊接工裝夾具是用來定位和夾緊焊接結(jié)構(gòu)工件的裝置，是焊接結(jié)構(gòu)裝配在焊接生產(chǎn)中重要的基本工藝裝備[6]。</p><p>　　一般由夾具體、定位器和夾緊裝置組成。焊接工裝夾具分為通用夾具和專用夾具，其分類見圖l。由于焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品形狀及施焊工藝的不同，有時需要單獨設(shè)計專用的夾具，但在設(shè)計時盡量選用已通用化、標(biāo)準化的工裝夾具系統(tǒng)。&l

36、t;/p><p>　　同機械加工夾具相比，焊接工裝夾具的設(shè)計既有其共同點，又有其特殊性。這主要表現(xiàn)在以下幾方面：</p><p>　　(1) 由于焊件一般是由許多個簡單零件組焊而成，而這些零件的裝配和點固在夾具體上又是按順序進行的，因此，它們的定位和夾緊是一個個單獨進行的。從這一方面分析，其裝夾系統(tǒng)要比單純加工零件的機械加工夾具復(fù)雜。</p><p>　　(2) 有時需

37、要夾具對工件給予反變形或者作剛性夾固，但沒有必要對所有的零件都作剛性夾固，以允許某些工件在某一方向有適量移動，以防止內(nèi)應(yīng)力過大。</p><p>　　(3) 在定位精度方面，焊接時定位裝夾精度的要求比機械加工低。</p><p>　　(4) 焊接過程一般都在高溫下進行，由于加熱和冷卻的不均勻性，焊接時和焊接后焊道的縱向和橫向都要產(chǎn)生相當(dāng)大的局部應(yīng)力與收縮變形。因此除了在焊接工藝方面進行優(yōu)化

38、之外，在夾具的設(shè)計過程中，應(yīng)使夾具有較大的剛度，并盡量保持焊接結(jié)構(gòu)的裝配精度。</p><p>　　(5) 夾緊系統(tǒng)應(yīng)能保持自鎖，并有足夠的裝配作業(yè)、焊接空間。</p><p>　　(6) 焊接夾具與工件間應(yīng)保持良好接觸。</p><p>　　(7) 對于單件或小批量的生產(chǎn)，也可以使用組合夾具。</p><p>　　2.1.3焊接工裝夾具的方

39、案設(shè)計過程</p><p>　　焊接工裝夾具方案設(shè)計是根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品信息模型的特征數(shù)據(jù)，包括焊接結(jié)構(gòu)件的形狀特征、接頭特征和裝配特征等特征數(shù)據(jù)，也可以是夾具的功能需求，生成相應(yīng)的工裝夾具的結(jié)構(gòu)配置方案[14]，如果所確定的夾具屬于標(biāo)準件，則可以給出相應(yīng)參數(shù)化圖形[7]。焊接工裝夾具的設(shè)計過程見圖2。</p><p>　　在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)實踐中，可以借鑒各個工廠產(chǎn)品焊接生產(chǎn)定位裝夾方法的實例

40、，這些實例對焊接結(jié)構(gòu)進行定位、假裝位置和構(gòu)建的設(shè)計思想對我的畢業(yè)設(shè)計有很高的參考價值。將這些實例作為設(shè)計知識，能對幾何形狀特征相似的焊接結(jié)構(gòu)件的工裝夾具方案設(shè)計起參考作用，根據(jù)需要，基于實例的設(shè)計只是對現(xiàn)有實例進行局部修改后生成工裝夾具結(jié)構(gòu)的簡捷設(shè)計方案[8]。如果設(shè)計實例中沒有與此焊接結(jié)構(gòu)相似的定位裝夾方案，則根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件的特征信息，依據(jù)設(shè)計的知識和經(jīng)驗進行決策，如選擇定位件和夾緊件等。</p><p>　　

41、2.1.4 焊接工裝夾具的功能特征分析</p><p>　　在焊接工裝夾具的方案設(shè)計中，我依據(jù)的是畢業(yè)設(shè)計對工裝夾具的功能要求或被焊焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品信息模型特征數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列的推理、匹配、計算、分析評價和仿真等操作完成工裝夾具和變位運動機構(gòu)最佳設(shè)計方案的確定。這些設(shè)計方案是初步設(shè)計和詳細設(shè)計的基礎(chǔ)[9]。在焊接工裝夾具系統(tǒng)的設(shè)計中，焊接工裝夾具與機械零件加工時裝夾的不同之處在于必須同時考慮被焊工件和接頭的定位和夾

42、緊，以保證焊接結(jié)構(gòu)裝配的穩(wěn)定性[15,16]。</p><p>　　焊接結(jié)構(gòu)的定位裝夾系統(tǒng)由兩部分組成：</p><p>　　完成焊接接頭準確裝配的主裝夾系統(tǒng)；</p><p>　　組成接頭的兩部分結(jié)構(gòu)定位夾緊的輔助裝夾系統(tǒng)。這兩部分是不能截然分開的，主裝夾系統(tǒng)與輔助裝夾系統(tǒng)互相依存，有時合為一體。</p><p>　　2.1.5 主定位裝夾

43、系統(tǒng)</p><p>　　主定位裝夾系統(tǒng)中的功能是完成焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭的準確定位并夾緊，它主要考慮的是工件的形狀特征、焊接結(jié)構(gòu)接頭特征、裝配特征和焊縫特征等[10]。通過對大量焊接結(jié)構(gòu)的裝夾系統(tǒng)的分析，主裝夾系統(tǒng)的主要特征如下：</p><p>　　(1)接頭特征：接頭的特征一方面用來確定最佳焊接位置，另一方面決定著焊接接頭的裝夾方案。例如接頭為角接接頭時，最佳焊接位置為船形焊，接頭為對

44、接接頭時，最佳焊接位置為平焊。</p><p>　　(2)焊縫特征：包括直線焊縫，環(huán)形焊縫和空間曲線焊縫三種。焊縫特征主要用來確定定位系統(tǒng)的運動自由度。例如，焊道為環(huán)形焊道時，定位裝夾系統(tǒng)必須</p><p>　　保證實現(xiàn)將待焊點移動到最佳焊接位置的轉(zhuǎn)動自由度。</p><p>　　工件的形狀特征：工件的形狀特征決定了定位點、定位機構(gòu)、夾緊方案和機構(gòu)等，同接頭特征一

45、樣，是決定定位裝夾方案的重要因素。</p><p>　　2.1.6 輔助定位裝夾系統(tǒng)</p><p>　　同主定位裝夾系統(tǒng)相似，輔助定位裝夾系統(tǒng)首先應(yīng)該解決的是組成接頭的工件的定位方式，然后是其夾緊方式。其定位方式包括3-2-1定位法、V形塊定位法等等[11]，定位方式的確定主要是由工件的形狀來確定的，因此必須分析組成部分的形狀特征。夾緊方式有手動螺旋夾緊、氣動夾緊、液壓夾緊等，組成部分的

46、夾緊凡是是由定位方式、形狀特征和生產(chǎn)效率等多方面的因素決定的。</p><p>　　2．2焊接工裝夾具設(shè)計及參數(shù)選擇</p><p>　　2.2.1 基準面的選擇</p><p>　　夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工

47、的條件等。在設(shè)計夾具體時應(yīng)滿足以下基本要求。(1) 具有足夠的強度和剛度。(2) 結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。   </p><p>　　(3) 安裝穩(wěn)定牢靠。   </p><p>　　(4) 結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗。   </p>&l

48、t;p>　　(5) 尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。</p><p>　　(6) 清理方便。夾具體毛坯制造方法的選擇。 </p><p>　　綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟型、標(biāo)準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體。</p><p>　　2.2.2定位方式及元器件選擇 定位器的作用是要使工件在夾具中具有準確和確定不便的

49、位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。</p><p>　　工件的定位原理 工件的定位原理自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個自由度[12]，即OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉(zhuǎn)動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)

50、整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計中，按加工要求應(yīng)限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個或更多的支撐點限制一個自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動，夾緊時造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設(shè)計。</p><p>　　夾緊方式及元器件選擇</p><p>　　對夾緊機構(gòu)的

51、基本要求如下：</p><p>　　①、夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。</p><p>　?、?、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量。  ③、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。  ④、結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。</p><p>　　我們設(shè)計的夾具最下面是

52、一塊具有磁性的長方形鑄鐵，根據(jù)細鐵絲的尺寸，把這塊長方形鑄鐵設(shè)計成85×70mm。細鐵絲裝載在夾具上最下面和這塊長方形帶有磁性的鑄鐵接觸，當(dāng)細鐵絲裝載到位之后，細鐵絲會完全靠在這塊帶有磁性的鑄鐵上，限制了Z軸負方向的平動自由度。因為細鐵絲的質(zhì)量很小，這點磁性足夠?qū)⒓氳F絲吸附在這塊帶有磁性的鑄鐵上，所以Z軸正方形的平動自由度也被限制了。為了操作方便，這塊長方形鑄鐵兩邊設(shè)計兩個凹槽，這樣工人手指就可以放在這兩塊凹槽中增加操作的手感

53、。</p><p>　　磁性長方形鑄鐵上面是一塊輪廓和細鐵絲一樣，但是稍微小點的鑄鐵。這樣在工件裝載的時候就可以套在這塊定位工件上，限制了X軸和Y負軸的平動自由度。在這塊定位工件與焊接偷方向額外加兩塊定位工件，限制Y正方向的平動自由度。由此6個自由度都沒限制，細鐵絲按照要求被完全固定。這次的夾具的設(shè)計沒有任何夾緊裝置的加入，因為這個夾具的初衷是為了效率。如果有夾緊裝置，難免在工序中加入夾緊和放松夾具裝置的步驟，這

54、樣就很大程度上影響了裝夾的時間，而且對于本次夾具設(shè)計，不用夾緊裝置也足夠滿足要求了。 </p><p><b>　　裝焊夾具結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　整個夾具是有一塊帶有磁性的鑄鐵為基準面，上面連接一個比細鐵絲的輪廓稍微小點的鑄鐵作為定位工件，在鐵絲焊接部分也裝有兩塊鑄鐵來確定細鐵絲不走形，保證不虛焊。帶有磁性的鑄鐵下面還連接一塊楔形角為30°的鑄

55、鐵塊，來和轉(zhuǎn)盤連接。</p><p>　　2.2.3夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護  ~4 U* q, b- N  F8 R* I/ E（1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置。</p><p>　?。?）如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復(fù)；如果擋板、插銷、定位錐頭銷磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。8 </p>

56、<p>　　3.轉(zhuǎn)盤及相關(guān)零件的設(shè)計</p><p>　　3.1.1 不完全齒輪</p><p>　　不完全齒輪機構(gòu)從動輪運動的角度變化范圍較大，設(shè)計較靈活，易實現(xiàn)一個周期中的多次動、停時間不等的間歇運動。但加工復(fù)雜，主、從動輪不能互換，在進入和退出嚙合時速度有突變，引起剛性沖擊，不宜用于高速傳動。我們設(shè)計的產(chǎn)品是屬于低載荷低轉(zhuǎn)速的情況，使用不完全齒輪符合我們的要求。</p

57、><p>　　3.1.2 電動機的確定</p><p>　　按工作要求和工作條件選用Y132s-6三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，它的具體參數(shù)如下表所示：</p><p>　　電動機的主要安裝尺寸和外形如下表：</p><p>　　初步擬定采用傳動比為80的三級展開式圓柱齒輪減速器，每個圓柱齒輪的傳動效率，所以減速箱的傳動效率。</

58、p><p>　　主動輪 </p><p>　　從動輪 </p><p><b>　　主動輪的轉(zhuǎn)矩 </b></p><p><b>　　從動輪的轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　3.1.3. 齒輪的設(shè)計</p><p>　　1

59、) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　(1)按我們設(shè)計的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，軟齒輪面閉式傳動。</p><p>　　(2)運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)。</p><p>　　(3)材料選擇。由《機械設(shè)計》表6.1，選擇小齒輪材料為40Gr（調(diào)質(zhì)），硬度為270HBS，大齒輪為40Gr（調(diào)質(zhì)）

60、，硬度為230HBS，二者材料硬度差為40HBS。假想在主動輪上布滿時的齒，假想在從動輪上布滿時的齒。</p><p>　　2) 初步設(shè)計齒輪主要尺寸</p><p>　　根據(jù)公式，查詢機械手冊確定相關(guān)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　由《機械設(shè)計》表6.5選取齒寬系數(shù)。</p><p><b>　　試選載荷系數(shù)。</b>&

61、lt;/p><p>　　由《機械設(shè)計》表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　由《機械設(shè)計》圖6.8按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　?。淮簖X輪的接觸疲勞強度極限。</p><p><b>　　計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　由《機械設(shè)計》圖6.6取

62、接觸疲勞壽命系數(shù)；。</p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p><b>　　取安全系數(shù)S=1</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。</p><p><b>　　計算圓周速度。</b></p><p><b>　　計算載荷

63、系數(shù)</b></p><p>　　查表6.2得使用系數(shù)=1.25;根據(jù)、8級精度查《機械設(shè)計》圖6.10得動載系數(shù)；查《機械設(shè)計》圖6.13得，</p><p><b>　　則 。</b></p><p>　　另由圖10-13得 。</p><p>　　按齒根彎曲強度設(shè)計查詢機械手冊確定相關(guān)的數(shù)據(jù)<

64、/p><p><b>　　計算載荷系數(shù)：</b></p><p>　　有圖10-20d差得齒輪的彎曲疲勞強度極限，</p><p><b>　　彎曲疲勞壽命</b></p><p>　　計算彎曲疲勞需用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，應(yīng)力修正系數(shù),得&l

65、t;/p><p>　　查取齒形系數(shù)、和應(yīng)力修正系數(shù)、</p><p>　　由《機械設(shè)計》表6.4查得；；；</p><p>　?、?計算大、小齒輪的并加以比較；</p><p>　　將數(shù)據(jù)代入，得，查表令m取標(biāo)準值8。</p><p>　　主動輪的幾何尺寸設(shè)計</p><p>　　=1.598>

66、;1 符合重合度的要求。</p><p>　　根據(jù)公式查表及計算得到，，代入的R=238</p><p>　　從動輪的幾何尺寸設(shè)計</p><p>　　3.1.4不完全齒輪的鍵聯(lián)接設(shè)計</p><p>　　根據(jù)初步擬定采用傳動比為80的三級展開式圓柱齒輪減速器的輸出軸直徑為55mm，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為</p><

67、p>　　，，(GB/T 1095-2003)</p><p><b>　　現(xiàn)校核其強度：,，</b></p><p>　　查手冊得，因為，故鍵符合強度要求。</p><p><b>　　3.1.5 轉(zhuǎn)盤</b></p><p>　　轉(zhuǎn)盤上要容納8個夾具同時運轉(zhuǎn)，所以根據(jù)夾具的尺寸85×

68、;70mm，為了有足夠的空間拆裝夾具和進行維護，取轉(zhuǎn)盤的直徑為500mm。</p><p>　　夾具裝載在轉(zhuǎn)盤上，Y軸方向截止有運動，防止虛焊的現(xiàn)象出現(xiàn)，但是在X軸上要有充分的自由度，保證夾具的前進后退。所以我們在夾具的下面增加了一條楔形角為30°的鐵塊，同時在轉(zhuǎn)盤上開了8條楔形角為30°的凹槽。工作時把夾具沿著楔形凹槽插到轉(zhuǎn)盤中，這樣就可以很好的滿足工作的要求。為了能讓夾具能在焊接完成之后退

69、回原位而不采用很復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，用兩根彈簧連接夾具與轉(zhuǎn)盤。這樣當(dāng)焊接完成之后，當(dāng)凸輪回到最低點的時候彈簧就能拉著夾具回到最開始的位置，進行下一個循環(huán)。</p><p>　　為了加工方便，先把一塊厚10mm的鐵板加工好8條楔形角為30°的凹槽，然后再把一塊外徑是500mm，內(nèi)徑是434，厚10mm的圓環(huán)鉚接在轉(zhuǎn)盤下面。</p><p>　　3.1.6 凸輪機構(gòu)</p>

70、<p>　　由于主動輪的轉(zhuǎn)速是12r/min，主動輪的有效齒數(shù)為3，所以留給我們定出夾具，完成焊接，縮回夾具的時間s，考慮到再使用三相籠型異步電動機和減速箱會讓整個裝置看起來體積很龐大，所以這里使用伺服電機來帶動凸輪機構(gòu)來完成夾具的伸縮。</p><p>　　電動機的主要安裝尺寸和外形如下表：</p><p><b>　　其中L=149。</b></

71、p><p>　　連接夾具和轉(zhuǎn)盤的彈簧沒有特殊要求，所以可以使用標(biāo)準件。選定彈簧的內(nèi)徑為5mm。我們選用型號為KH08×25的彈簧，具體參數(shù)見下表：</p><p>　　根據(jù)彈簧的尺寸，凸輪的最小直徑應(yīng)該大于彈簧的自由長來保證彈簧處于拉伸狀態(tài)，對夾具有往回拉的力，以免夾具還沒回到原始狀態(tài)就沒有拉力導(dǎo)致夾具不能復(fù)位。所以選定凸輪的基圓半徑r0=27.5mm。</p><

72、;p>　　我們設(shè)計的凸輪是一個盤形凸輪，以為盤形凸輪可以讓從動件按照它的輪廓線進行規(guī)律的運動。為了保證凸輪機構(gòu)運動的平穩(wěn)性，通常應(yīng)使推桿，也就是夾具先做加速運動，然后做減速運動。</p><p>　　推桿等加速推程段得運動方程為</p><p>　　其中的變化范圍為0-/2</p><p>　　推桿等減速推程段得運動方程為</p><p&g

73、t;<b>　　其中的變化范圍為-</b></p><p>　　推桿等加速回程運動方程為</p><p>　　其中的變化范圍為0-/2</p><p>　　推桿等減速回程運動方程為</p><p><b>　　其中的變化范圍為-</b></p><p>　　凸輪與夾具與基圓接

74、觸時，夾具處于最低位置。當(dāng)凸輪沿著順時針轉(zhuǎn)過37.75°后，夾具在凸輪輪廓線的推動下，由最低點位置被推倒最高點位置，也就是送到焊接處。此時夾具與凸輪輪廓線接觸的圓弧是以基圓圓心為圓心，半徑為37.5mm的圓弧，所以夾具會處于最高位置靜止不動1.5秒，在這1.5秒的時間完成焊接。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過遠休止角后會經(jīng)過一段凸輪輪廓線回到最低位置，也就是復(fù)位。此時焊接已經(jīng)完成，從動輪轉(zhuǎn)過45°下一個夾具和凸輪接觸，耗時1.76秒。這過

75、程中，凸輪沿著基圓的輪廓線轉(zhuǎn)過131.07°，耗時也是1.76秒。這之后進入下一個循環(huán)，夾具被凸輪頂?shù)阶罡呶恢眠M行焊接，然后完成焊接退回最低位置。</p><p>　　3.1.7 3.1.7凸輪機構(gòu)的鍵聯(lián)接設(shè)計</p><p>　　根據(jù)型號是EDSMT-2T090-024C的伺服電機的輸出軸直徑為16mm，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為</p><p>　　

76、，，(GB/T 1095-2003)</p><p><b>　　現(xiàn)校核其強度：,，</b></p><p>　　查手冊得，因為，故鍵符合強度要求。</p><p><b>　　4．結(jié)論</b></p><p>　　在一些性能要求很高的焊接場合，如金屬箔、線件、電子元件等的精密焊接，由于產(chǎn)品的特殊用

77、途對焊點的強度、飛濺控制及合格率均有極高的要求，用傳統(tǒng)的電容儲能焊難以保證焊接質(zhì)量的要求，而精密逆變點焊電源配以微機控制可以實現(xiàn)電流波形的任意控制和精密控制，能滿足要求。小功率的精密逆變點焊電源開發(fā)相對來說比較容易，是今后逆變點焊機的一個發(fā)展方向。</p><p>　　我國發(fā)展逆變點焊機的時機已成熟。技術(shù)上的研究已取得了一些進展，但是逆變點焊機的產(chǎn)業(yè)化不僅需要完善的技術(shù)支持，還需要市場的配合，需要科研單位、生產(chǎn)廠

78、商和使用單位多方面的合作。</p><p>　　工裝設(shè)計具有如下特點:多樣性，單件需求，簡易，精確，可靠。這就決定了工裝設(shè)計是一項非常復(fù)雜的工程，要求具有很強的適應(yīng)性。而目前工裝設(shè)計效率低，制造能力不足，很難滿足生產(chǎn)多樣性，批量化的需求。焊接工裝夾具的方案設(shè)計師是焊接生產(chǎn)機械化和自動化的基礎(chǔ)。</p><p>　　在尋求這一命題的解答中，模塊化思想是一種較好的選擇。模塊化的設(shè)計繼承性提高了

79、設(shè)計效率，縮短了設(shè)計周期;模塊化的設(shè)計并行性改變了傳統(tǒng)的串行式設(shè)計，縮短了生產(chǎn)準備時間。模塊化的設(shè)計使工裝的組裝更具柔性，實現(xiàn)了設(shè)計簡化、加工批量和工裝多樣性的統(tǒng)一;模塊化組裝的可重構(gòu)性，使工裝模塊可以大量重復(fù)利用，節(jié)約了設(shè)計、生產(chǎn)的時間和成本。</p><p><b>　　6.參考文獻</b></p><p>　　[1] OBrien R L Welding han

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86、are. 1996(9):54~55</p><p><b>　　7.附錄</b></p><p><b>　　圖1：夾具</b></p><p><b>　　圖2：轉(zhuǎn)盤（上）</b></p><p><b>　　圖3：轉(zhuǎn)盤（下）</b></p>

87、;<p><b>　　圖4：凸輪</b></p><p><b>　　圖5：小齒輪</b></p><p><b>　　圖6：大齒輪</b></p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p>　　細鐵絲對焊工裝設(shè)計--結(jié)構(gòu)設(shè)計&l

88、t;/p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　微型電阻焊，也叫作小型或微電阻焊,其基本原理與常規(guī)電阻焊一樣，是利用電流通過金屬焊件的接觸面產(chǎn)生的電阻熱進行連接的方法川。通常將焊件尺寸(板厚或線徑)大于0.5-1.Omm的電阻焊叫作常規(guī)電阻焊，將焊件尺寸小于0.2-0.5mm的電阻焊叫作微型電阻焊[1]。作為微型電阻焊的一部分，逆變電阻焊技術(shù)由于其焊接控

89、制精度高、功率因素高等優(yōu)點，不僅在傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，而且還躋身于高科技一級更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為國民經(jīng)濟中不可缺的、生產(chǎn)效率極高的一種生產(chǎn)設(shè)備。</p><p>　　工裝夾具設(shè)備在產(chǎn)品制造中具有重要的地位，夾具設(shè)計的好壞直接決定了生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力、效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。為保證產(chǎn)品制造準確精度和互換協(xié)調(diào)，機械制造過程中采用大量工裝工藝設(shè)備。焊接工藝裝備是很具有典型意義的工裝夾具設(shè)備。焊接工裝夾具的方案

90、設(shè)計過程受焊接結(jié)構(gòu)、焊接工藝和焊接方法等多種因素的影響和制約，設(shè)計周期長，設(shè)計過程復(fù)雜，有著自己的特點和規(guī)律。在我的畢業(yè)設(shè)計中，要求設(shè)計一個夾持機構(gòu)能夠保證對細鐵絲定型，并且能夠準確夾持住細鐵絲兩端，使他們相對應(yīng)，以便于進行對焊，形成一個封閉的環(huán)形。夾持機構(gòu)要能與焊接頭相適應(yīng)，不能干涉。</p><p><b>　　2電阻焊發(fā)展</b></p><p>　　逆變式電

91、阻焊機是近年來新出現(xiàn)的電阻點焊設(shè)備，與傳統(tǒng)的工頻交流電阻焊機相比，具有輸出功率大、變壓器體積小、質(zhì)量輕、動態(tài)響應(yīng)速度快、控制精度高、焊接電流脈動小、三相電網(wǎng)平衡、功率因數(shù)高等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了逐步應(yīng)用和推廣。傳統(tǒng)的晶閘管電阻焊接控制器除了在價格上有一定的優(yōu)勢外，對于高質(zhì)量要求的領(lǐng)域無法實現(xiàn)理想的焊接穩(wěn)定性，焊接的產(chǎn)品質(zhì)量無法與逆變焊接系統(tǒng)相比。</p><p>　　電阻點焊機的發(fā)展經(jīng)歷了單相工頻交流點焊

92、機、直流脈沖點焊機、三相低頻點焊機、次級整流式及電容儲能式點焊機的過程,80年代中期又出現(xiàn)了逆變式點焊機。日本、美國等國家先后推出逆變式電阻焊機產(chǎn)品，并應(yīng)用于汽車、家電、電子行業(yè)，建立起以逆變點焊機器人為主的汽車車身焊裝線，使逆變式電阻點焊機進入實際應(yīng)用階段。目前，逆變電阻焊機主要用于中小功率焊機及點焊鉗上。小功率的逆變點焊機在電子工業(yè)中的應(yīng)用較多。</p><p>　　國外逆變點焊機的研究較成熟，商品化程度也較

93、高。目前，在逆變電阻點焊機領(lǐng)域，日本、德國和美國處于領(lǐng)先地位，各自均有多家公司推出了多種實用機型，并且在某些領(lǐng)域部分地取代了傳統(tǒng)的單相點焊機和懸掛式交流點焊機。日本AVIONICS株式會社生產(chǎn)的NRW-IN8000A型逆變點焊機，逆變頻率2000Hz，配備標(biāo)準RS-232接口，可記憶保存15種焊接條件，具有0.4～8000A恒電流調(diào)節(jié)范圍以及恒電壓和恒功率（電壓×電流）控制方式，該公司的NRW-IN4000A型逆變點焊機通過使

94、用焊接變壓器切換器可使一臺焊機最大對應(yīng)8臺焊接變壓器。日本米亞基公司生產(chǎn)的系列逆變點焊機，具有多種控制方式，功率和電流自動觸發(fā)2種監(jiān)測內(nèi)容可選，時間可以ms和CYC（周波）為單位設(shè)定，逆變頻率可選擇600Hz、800Hz和1000Hz，可存儲7~15種焊接規(guī)范。日本木村制作所開發(fā)了TD1-1200T型逆變控制器等產(chǎn)品，并將其用于懸掛式點焊機和固定式焊機；日本宮地美國分公司生產(chǎn)的精密逆變點焊機電源和配套的焊接變壓器，采用恒功率控制，保證焊

95、接質(zhì)量，通過1個名為WELDCARD的RAM系統(tǒng)與PC機相連，分析處理焊接程序和數(shù)據(jù)，采</p><p>　　3、工裝設(shè)計目前工作缺陷</p><p>　　目前工裝設(shè)計制造中存在的問題</p><p>　?。?)工裝設(shè)計制造已成為產(chǎn)品生產(chǎn)中的瓶頸</p><p>　　目前，由于市場競爭越來越激烈，客戶的需求也日趨個性化，所以產(chǎn)品必須適應(yīng)客戶，

96、向多樣化方面發(fā)展，同時又要盡量縮短開發(fā)周期，盡快上市，才能奪得先機，引領(lǐng)市場潮流。企業(yè)在這種形勢下，必須進行多型號的同時研制和生產(chǎn)，這樣工裝的設(shè)計制造任務(wù)重，成本高，且生產(chǎn)能力很難滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，已成為生產(chǎn)的瓶頸。究其原因，除新產(chǎn)品新型號多這一客觀事實外，我國工裝整體設(shè)計水平落后，效率低下，制造能力差也是重要原因。國外的工裝設(shè)計制造已基本</p><p>　　實現(xiàn)數(shù)字化，而我國目前的工裝設(shè)計制造距離數(shù)字化設(shè)計

97、制造還有一定距離?；旧现粚崿F(xiàn)了計算機輔助設(shè)計，工裝設(shè)計的三維建模應(yīng)用不多，設(shè)計過程中的CAE也很少采用。如對支架剛度的計算、零件受力分析等主要依靠經(jīng)驗確定?導(dǎo)致設(shè)計的工裝反復(fù)更改。與其他部門相比，工裝加工工時分配困難，加工能力不足，特別是數(shù)控等精密加工能力無法滿足工裝制造的需要，許多工裝設(shè)計不得不采取折中的方法，降低設(shè)計精度。不但影響生產(chǎn)周期和質(zhì)量，還帶來裝配定位精度以及可操作性等方面的許多問題[4]o</p><

98、p>　?。?)工裝結(jié)構(gòu)有待改進</p><p>　　目前的工裝，特別是大型裝配設(shè)備，占地面積大，制造周期長，導(dǎo)致整個產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期長，工裝制造成本居高不下。為減小裝配過程中結(jié)構(gòu)的變形并保證準確定位，目前的工裝設(shè)備一般采用剛性結(jié)構(gòu)，一套工裝只能用于一個裝配對象的裝配，因此，生產(chǎn)準備過程中需制造大量的不同工裝設(shè)備。而國外的工裝一般結(jié)構(gòu)相對簡單、輕巧，并采用模塊化設(shè)計，工裝往往具有一定的柔性。參照國外的先進工

99、裝結(jié)構(gòu)對我國目前慣用的工裝結(jié)構(gòu)進行改進，采用標(biāo)準化、模塊化結(jié)構(gòu)是縮短生產(chǎn)準備周期的有效途徑。</p><p>　?。?）工裝設(shè)計方法落后，效率低</p><p>　　為縮短生產(chǎn)準備周期，人們希望產(chǎn)品設(shè)計完成后，生產(chǎn)工裝很快就能投入使用。我國目前工裝研制一直保留傳統(tǒng)的“串行工程”模式，即各部門按順序完成各自的專業(yè)工作，以模擬量作為各個工藝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)依據(jù)，這種方法無疑已經(jīng)落后。波音公司研制B7

100、37—700時，采用了新的“并行工程”研制模式，即各部門并行作業(yè)，以數(shù)字量傳遞作為各工藝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)依據(jù)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短研制周期提供了新的途徑。</p><p><b>　　4、工裝模塊化</b></p><p>　　模塊化制造技術(shù)(Model Mechanical Technology，簡稱MMT)是以傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)，在現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息技術(shù)的支持

101、下，進行產(chǎn)品的模塊化設(shè)計、模塊化制造和模塊化管理等各種有關(guān)技術(shù)的總稱。MMT是由多學(xué)科先進知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)，其本質(zhì)是采用模塊化原理對制造系統(tǒng)進行全面建模，提高系統(tǒng)的柔性和可變性。MMT與先進技術(shù)有非常密切的關(guān)系，是先進制造技術(shù)的前沿領(lǐng)域之一[5]。</p><p>　　由于計算機技術(shù)的快速發(fā)展，CAD, CAE等計算機輔助技術(shù)的發(fā)展使設(shè)計從方案設(shè)計到生產(chǎn)制造都可以實現(xiàn)快速建模并實現(xiàn)信息的共享。從而使并行工程

102、得以發(fā)展，基于并行思想的模塊化應(yīng)用就具有了施行的條件。</p><p>　　根據(jù)工裝自身的功能結(jié)構(gòu)特點，可以將工裝的結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動，連接，定位，夾持四大功能部分，針對這些功能部件的結(jié)構(gòu)特點，抽出最基礎(chǔ)的連接，驅(qū)動兩大結(jié)構(gòu)進行模塊化。連接可以有螺栓聯(lián)接，卡環(huán)連接，錐面連接，彈性倒齒連接。驅(qū)動有手動，電動，液壓驅(qū)動和氣動。運動機構(gòu)包括直線移動機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，和增力夾持機構(gòu)。如連桿機構(gòu)，杠桿機構(gòu)，螺旋機構(gòu)，楔塊機構(gòu)?，F(xiàn)已

103、有手動鉗夾，手動螺釘卡箍。若將這些進行整理，模塊化，系列化，那么工裝設(shè)計效率就可以得到很大提高。</p><p><b>　　5、焊接工裝</b></p><p>　　焊接工裝夾具是用來定位和夾緊焊接結(jié)構(gòu)工件的裝置，是焊接結(jié)構(gòu)裝配在焊接生產(chǎn)中重要的基本工藝裝備。</p><p>　?。?）焊接工裝夾具的特點</p><p&g

104、t;　　一般由夾具體、定位器和夾緊裝置組成。焊接工裝夾具分為通用夾具和專用夾具，其分類見圖l。由于焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品形狀及施焊工藝的不同，有時需要單獨設(shè)計專用的夾具，但在設(shè)計時盡量選用已通用化、標(biāo)準化的工裝夾具系統(tǒng)。</p><p>　　同機械加工夾具相比，焊接工裝夾具的設(shè)計既有其共同點，又有其特殊性。這主要表現(xiàn)在以下幾方面：</p><p>　　由于焊件一般是由許多個簡單零件組焊而成，而這些零

105、件的裝配和點固在夾具體上又是按順序進行的，因此，它們的定位和夾緊是一個個單獨進行的。從這一方面分析，其裝夾系統(tǒng)要比單純加工零件的機械加工夾具復(fù)雜。</p><p>　　有時需要夾具對工件給予反變形或者作剛性夾固，但沒有必要對所有的零件都作剛性夾固，以允許某些工件在某一方向有適量移動，以防止內(nèi)應(yīng)力過大。</p><p>　　在定位精度方面，焊接時定位裝夾精度的要求比機械加工低。</p&

106、gt;<p>　　焊接過程一般都在高溫下進行，由于加熱和冷卻的不均勻性，焊接時和焊接后焊道的縱向和橫向都要產(chǎn)生相當(dāng)大的局部應(yīng)力與收縮變形。因此除了在焊接工藝方面進行優(yōu)化之外，在夾具的設(shè)計過程中，應(yīng)使夾具有較大的剛度，并盡量保持焊接結(jié)構(gòu)的裝配精度。</p><p>　　夾緊系統(tǒng)應(yīng)能保持自鎖，并有足夠的裝配作業(yè)、焊接空間。</p><p>　　6、焊接夾具與工件間應(yīng)保持良好接觸。

107、</p><p>　　7、對于單件或小批量的生產(chǎn)，也可以使用組合夾具。</p><p>　　（2）焊接工裝夾具的方案設(shè)計過程</p><p>　　焊接工裝夾具方案設(shè)計是根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品信息模型的特征數(shù)據(jù)，包括焊接結(jié)構(gòu)件的形狀特征、接頭特征和裝配特征等特征數(shù)據(jù)，也可以是夾具的功能需求，生成相應(yīng)的工裝夾具的結(jié)構(gòu)配置方案，如果所確定的夾具屬于標(biāo)準件，則可以給出相應(yīng)參數(shù)化圖

108、形。焊接工裝夾具的設(shè)計過程見圖2。</p><p>　　在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)實踐中，可以借鑒各個工廠產(chǎn)品焊接生產(chǎn)定位裝夾方法的實例，這些實例對焊接結(jié)構(gòu)進行定位、假裝位置和構(gòu)建的設(shè)計思想對我的畢業(yè)設(shè)計有很高的參考價值。將這些實例作為設(shè)計知識，能對幾何形狀特征相似的焊接結(jié)構(gòu)件的工裝夾具方案設(shè)計起參考作用，根據(jù)需要，基于實例的設(shè)計只是對現(xiàn)有實例進行局部修改后生成工裝夾具結(jié)構(gòu)的簡捷設(shè)計方案。如果設(shè)計實例中沒有與此焊接結(jié)構(gòu)相似的

109、定位裝夾方案，則根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件的特征信息，依據(jù)設(shè)計的知</p><p>　　識和經(jīng)驗進行決策，如選擇定位件和夾緊件等。</p><p>　?。?）焊接工裝夾具的功能特征分析</p><p>　　在焊接工裝夾具的方案設(shè)計中，我依據(jù)的是畢業(yè)設(shè)計對工裝夾具的功能要求或被焊焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品信息模型特征數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列的推理、匹配、計算、分析評價和仿真等操作完成工裝夾具和變位運

110、動機構(gòu)最佳設(shè)計方案的確定。這些設(shè)計方案是初步設(shè)計和詳細設(shè)計的基礎(chǔ)。在焊接工裝夾具系統(tǒng)的設(shè)計中，焊接工裝夾具與機械零件加工時裝夾的不同之處在于必須同時考慮被焊工件和接頭的定位和夾緊，以保證焊接結(jié)構(gòu)裝配的穩(wěn)定性。</p><p>　　焊接結(jié)構(gòu)的定位裝夾系統(tǒng)由兩部分組成：①完成焊接接頭準確裝配的主裝夾系統(tǒng)；②組成接頭的兩部分結(jié)構(gòu)定位夾緊的輔助裝夾系統(tǒng)。這兩部分是不能截然分開的，主裝夾系統(tǒng)與輔助裝夾系統(tǒng)互相依存，有時合為