焊接结构的装配及工艺装备①.ppt

第4章 焊接结构的装配及工艺装备,在焊接结构制造中，焊件的装配（或称组装）是决定焊接质量的关键工序，而焊件的装配质量又取决于下料和成形的尺寸精度。本章将系统地介绍焊接结构的装配与装配焊接夹具、焊接变位机械等。,装配:在焊接结构制造过程中，将组成结构的各个零件按照一定的位置、尺寸关系和精度要求组合起来的工序。,装配在焊接结构制造工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配工作的质量好坏直接影响着产品的最终质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个产品制造工作量的3040。所以，提高装配工作的效率和质量，在缩短产品制造工期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。,4.1 装配的基本条件及工件的定位,装配的基本条件 进行焊接结构的装配，必须具备三个基本条件:定位、夹紧和测量。,1.定位 定位:就是将待装配的零件按图样的要求保持正确的相对位置的方法。图4-1所示在平台6上装配工形梁。,图4-1 工形梁的装配1调节螺杆 2垫片 3腹板 4翼扳 5挡板 6平台 7直角尺,2.夹紧 夹紧就是借助于外力使零件准确到位，并将定位后的零件固定。图4-1中翼板与腹板间相对位置确定后，是通过调节螺杆1来实现夹紧的。,3.测量 测量是指在装配过程中，对零件间的相对位置和各部尺寸进行一系列的技术测量，从而衡量定位的准确性和夹紧的效果，以指导装配工作。图4-1中所示的工形梁装配中，在定位并夹紧后，需要测量两翼板的平行度、腹板与翼板的垂直度、工形梁高度尺寸等项指标。例如通过用直角尺7测量两翼板与平台面的垂直度，来检验两翼板的平行度是否符合要求。,上述三个基本条件是相辅相成的，缺一不可。若没有定位，夹紧就变成无的放矢；若没有夹紧，就不能保证定位的准确性和可靠性；而若没有测量，就无法进行正确的定位，也无法判定装配的质量。,4.1.2 工件的定位1.工件的定位原理（）六点定位原理 如图4-2a所示，任何空间的刚体未被定位时都具有六个自由度，即沿三个互相垂直的坐标轴的移动见图4-2b和绕这三个坐标轴的转动见图4-2c。因此，要使零件(一般可视为刚体)在空间具有确定的位置，就必须约束其六个自由度。,图4-2 空间物体的六各自由度 图4-3 长方体的六点定位 a)刚体时六个自由度 b)刚体三个互相垂直的移动 c)刚体绕三个坐标轴的转动,上述六点定位定则亦适用于装焊工装夹具的设计，但应加以灵活应用。对于某些焊接结构件来说，其结构元件大多是钢板成形件和型材，在未组装之前，刚度小，容易产生变形在这种情况下，应采用装配平台的台面作为焊件的安装基面，这样，装配平台就成为夹具体，起定位器的作用。,对于待装配的每个结构元件，不必都以六个支承点来定位，而可利用先装好的零件作为后装配零件的定位支承点。这就可简化夹具的结构，减少定位器的数量。,在实际装配中，可由定位销、定位块、挡板等定位原件作为定位点；也可以利用装配台或工件表面上的平面、边棱及胎架模板形成的曲面代替定位点；有时还由在装配平台或工件表面画出的定位线起定位点的作用。,（）定位基准及其选择 1)定位基准。在结构装配过程中，必须根据一些指定的点、线、面，来确定零件或部件在结构中的位置，这些作为依据的点、线、面，称为定位基准。,如图4-4所示，圆锥台漏斗上各件间的相对位置，是以轴线和面为定位基准确定的。,图4-5所示为一四通接头，装配时支管、在主管I上的相对高度是以面为定位基准而确定的，而支管的横向定位则以主管轴线为定位基准。,2)定位基准的选择。合理地选择装配定位基准，对保证装配质量，安排零、部件装配顺序和提高装配效率，有着重要的影响。,通常根据如下原则选择定位基准:尽可能选用设计基准作定位基准，这样可以避免因定位基准与设计基准不重合而引起较大的定位误差。同一构件上与其他构件有连接或配合关系的各个零件，应尽量采用同一定位基准，这样能保证构件安装时与其他构件的正确连接或配合。应选择精度较高、又不易变形的零件表面或边棱作定位基准，这样能够避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。所选择的定位基准应便于装配中的零件定位与测量。,在实际装配中，定位基准的选择要完全符合上述所有的原则，有时是不可能的。因此，应根据具体情况进行分析，选出最有利的定位基准。,2.定位器定位器是将待装配零件在装焊夹具中固定在正确位置的器具，亦可称定位元件，结构较复杂的定位器称为定位机构。,在装焊工装夹具中常用的定位器主要有挡铁、支撑钉、定位销、定位槽、形铁、定位样板等。,图4-6 各种形式的定位器a）档铁 b）支撑钉 c）定位销 d）定位槽 e）V形铁 f）定位样板,定位器其中挡铁和支撑钉用于零件的平面定位，定位销用于零件的基准孔定位。形铁用于圆柱体和圆锥体的定位、定位槽用于矩形截面零件的定位,图4-7手动定位机构示例a）进退式 b）翻转式,带有旋转，位移等调整器的定位机构,图4-8 永磁式定位档块（a）直角用（b）多用（c）应用示例,永磁定位装置。用于铁磁性零件的定位，,3.零件的定位方法根据零件的具体情况，选取零件的定位方法。根据定位方法的不同可分为如下几种:（1）划线定位（2）样板定位（3）定位元件定位（4）胎卡具(又称胎架)定位,（1）划线定位 划线定位是利用在零件表面或装配台表面划出工件的中心线、接合线、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的相互位置，通常用于简单的单件小批量装配或总装时的部分较小零件的装配。,图4-9 画线定位装配举例（a）中心线和结合线作定位线（b）圆筒等分线作定位线,图4-9(a)所示为以划在工件底板上的中心线和接合线作定位线，以确定槽钢、立板和三角形加强筋的位置；,图4-9(b)所示为利用大圆筒盖板上的中心线和小圆筒上的等分线(也常称其为中心线)来确定两者的相对位置。,（2）样板定位 利用小块钢板或小块型钢作为挡铁，取材方便。也可以用经机械加工后的挡铁提高精度。挡铁的安置要保证构件重点部位（点、线、面）的尺寸精度，也便于零件的装拆。常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上各种管口的安装。图4-10所示为斜形结构的样板定位装配，,图4-10 样板定位,（3）定位元件定位 是用一些特定的定位元件（如板块、角钢、销轴等）构成空间定位点，来确定零件的位置，并用装配夹具夹紧装配。它不需划线，装配效率高，质量好，适用于批量生产。,图4-11 双臂角杠杠地装配1、3定位销 2档铁 4支撑铁 5夹具台,图4-11所示为双臂角杠杆的焊接结构，它由三个轴套和两个臂杆组成。装配时，臂杆之间的角度和三孔距离用活动定位销和固定定位销3定位；两臂杆的水平高度位置和中心线位置用挡铁2定位；两端轴套高度用支承垫4定位后夹紧定位焊完成装配。其装配全部用定位器定位后完成的，装配质量可靠，生产效率高。,（4）胎卡具(又称胎架)定位 金属结构中，当一种工件数量较多，内部结构又不很复杂时，可将工件装配所用的各定位元件、夹具和装配胎架三者组合为一个整体，构成装配胎卡具。,图4-12 胎具固定法（a）汽车横梁（b）胎具1、2焊缝 3槽形板 4拱形板 5立平板 6角形板 7胎架8定位铁 9螺栓卡紧器 10回转轴,图4-12a所示为汽车横梁结构，它由拱形板4、槽形板3、角形板6和主平板5等零件组成。其装配胎卡具如图4-12b所示，它由定位铁8、螺栓卡紧器9、回转轴10共同组合连接在胎架7上。装配时，首先将角形铁置于胎架上，用定位铁8定位并用螺栓卡紧器9固定，然后装配槽形板和主平板，它们分别用定位铁8和螺栓卡紧器9卡紧，再将各板连接处定位焊。该胎卡具还可以通过回转轴10回转，把工件翻转到使焊缝处于最有利的施焊位置焊接。,4.定位焊定位焊是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸。定位焊有时也叫点固焊。定位焊所用的焊条应和焊接时所用焊条相同，保证焊接质量，,进行定位焊时应注意以下事项：1）定位焊的起头与结尾处应圆滑，否则在焊缝接头时容易在该处造成未焊透。2）定位焊应与该构件的焊接工艺相同（如预热、焊材等）。3）定位焊由于是间断焊，工件温度较正式焊接时为低，因热量不足而容易产生未焊透，因此定位焊的焊接电流应较正式焊接时高1015。4）在焊缝交叉处（字焊缝）和焊缝方向急剧变化处，不要进行定位焊。5）局部强行组对的结构，其定位焊缝长度可视其情况适当增长。,