焊接工装夹具设计说明.pdf

南昌航空大学专业课程设计

1焊接组合件的分析

“长江750B摩托车”停车支架由6部分组成，分别由支撑板、踏杆、横管、

站脚管、支撑管和限位块组成。由被焊接零件图可知,可以通过横杆与站脚管的中

心线来作为基准来对支架进行定位夹住。停车支架总体结构是管状型，因此多采

用钩型正压和侧压夹紧器固定整个管型焊件，横杆采用侧压夹紧器方便安装定位；

在停车支架踏杆的右边设计一个挡块可以防止踏杆的左右移动并起到对踏杆定位

的作用，再用钩型夹紧器将其夹住以防止踏杆的前后移动；在停车支架的支撑管

处设计一直长杆螺栓和钩型正压夹紧器防止它左右前后移动；支撑板采用螺旋螺

钉定位器防止前后左右移动；另外，限位块处设计两个楔形挡块用于定位。在夹

具设计过程中要充分考虑到对其形位公差的要求，确保精确定位是关键。

2工装夹具定位原理、定位方式及设计原则

2.1定位原理

工件及工装夹具的定位原理，自由物体在空间直角坐标系中有6个自由度，即

沿OX，OY，OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度；要使工件在夹

具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制6个自由度，工件的6个自由度均

被限制的定位叫做完全定位；工件被限制自由度少于6个自由度，但仍然能保让加

工要求的定位叫不完全定位。在焊接和生产中，为了调整和控制不可避免产和应

力和变形。有些自由度不必限制，故可采用不完全定位的方法。

2.2定位方式

工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准与定位器的工件表面接触或

配合来实现的。在设计夹具时首先应根据工件的形状选择合理的基准，尽量选用

零件粗糙度适宜的面作为基准。从“长江750B摩托车”停车支架各个零件可以看

出，整个被焊件的主结构是圆柱形，由此工件可以采取以外圆柱面定位。本定位

器采用钩型正压管夹紧器，由于此压紧器有V形支撑座，安装方便而且定位对中性

好。

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2.3工装夹具设计原则

焊接工装设计是焊接生产准备工作的重要内容之一。工装设计的质量对生产

效率，加工成本，产品质量以及生产安全等具有直接影响。因此，设计焊接工装

时必须考虑以下几个方面的基础原则：

（1）可靠性原则（2）实用性原则（3）经济性原则（4）工艺性原则

总之，焊接工装制造设计的原则：实用是第一位，美观处于从属地位，经济

是约束条件。

3工艺过程分析及夹具方案的比较选择

3.1夹具方案的比较选择

根据“长江750B摩托车”停车支架工件特点和上述设计原则预定两套设计方

案。方案一：将工件正面平放夹紧，限位块缺口面朝上焊接；方案二：将工件反

面平放夹紧，限位块缺口面朝下焊接。由于此工件需要定位焊接的位置多，空间

焊接位置多样，所以需要多处进行定位。方案一的优点是：支撑管、支撑板、限

位块和站脚管便于定位，焊接方便；缺点是：限位块要求焊接技术高，楔形挡块

设计复杂。方案二的优点是：夹具设计简单，定位方便可靠性高，容易施焊。综

上所述，根据可靠性，实用性，工艺性，经济性原则，方案二可行性更高。因此

选择方案二为最终设计方案。

3.2焊装夹具的具体选择

3.2.1夹具体（底板）选择

在设计夹具体（底板）时应满足以下基本要求:

(1)具有足够的强度和刚度；

(2)结构简单轻便，在保证刚度和强度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小，

质量轻和便于工件装卸；

(3)安装稳定牢靠，结构的工艺性好,便于制造,装配和检验；

(4)尺寸要稳定和具有一定精度，清理方便。

根据以上基本要求确定两组方案：方案一，选用HT200为底板。方案二，选

用Q235A作为底板。单件生产，Q235钢板虽然取材方便，但不足之处在加工余量

较大；HT200底板相对价格不仅低廉，而且实用性强。综合考虑选用HT200板作为

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底板原材料。底板材料选择HT200，其刚度好，易机械加工且价格相对低廉，长度

为408mm，宽度为385mm，厚度为14mm(见图纸J094001),下料时以设计尺寸

为依据，尽量减少加工余量，时