项目七装配—焊接工艺装备教案1.教学内容焊接工装的地位与作用、分类及应用、组成及选用原则；零件在夹具中的定位，定位器，夹紧器，拉紧及推撑夹具；焊件、焊机、焊工变位机械。

2.教学目的了解焊接焊接工装的地位与作用、分类及应用、组成及选用原则；熟悉零件在夹具中的定位，定位器，夹紧器，拉紧及推撑夹具；掌握焊件、焊机、焊工变位机械。

3.教学重难点重点（1）焊接工装的分类及各种工装的基本特点；（2）定位原理的理解和定位器的认识；（3）夹紧机构的设计要点和对夹紧机构的基本要求；（4）夹具设计的基本要求，基本方法和步骤；（5）焊件、焊机变位机的结构种类、形式、操作原理和使用特点。

难点（1）夹紧机构的组成和常用夹紧机构；（2）夹具设计基本方法和步骤；（3）焊件、焊机变位机的结构形式、操作原理和使用特点。

4.教学方法本教学环节采用理论方法。

通过课件并配合教材讲授，使学生可以更好地学习。

授课内容任务一概述装配－焊接工艺装备是焊接结构装配与焊接生产过程中起配合及辅助作用的工装夹具、机械装置或设备的总称，简称焊接工装。

把用来装配进行定位焊的夹具称作装配夹具；而专门用来焊接焊件的夹具称作焊接夹具；把既用来装配又用来焊接的夹具称作装焊夹具。

它们统称为焊接工装夹具。

一、焊接工装的作用1.定位准确、夹紧可靠。

2.防止和减小焊接变形。

3.能够保证最佳施焊位置。

4.减轻工人劳动强度。

5.扩大先进工艺方法和设备的使用范围。

二、焊接工装选用的基本原则1.焊接结构的生产规模、生产类型2.产品质量、外观尺寸、结构特征、技术等级3.产品生产工艺规程4.工艺装备的可靠性5.对制品的适应性6.焊接方法对夹具的特殊要求7.安装、调试、维护的可行性8.尽量选择已通用化、标准化的工艺装备三、焊接工装的分类及应用焊接工装可按其功能、适用范围或动力源等进行分类。

1、功能：装配-焊接夹具；焊接变位机械；焊接辅助装置；2、适用范围：专用工装；通用工装；组合式工装；3、动力源：手动工装；气动工装；液动工装；电动工装。

四、焊接工装的组成装配焊接夹具一般是由定位元件（或装置）、夹紧元件（或装置）以及夹具体组成。

焊接变位机、焊接操作机基本由原动力（力源装置）、传动装置（中间传动机构）和工作机（夹紧元件）三个基本部分组成，并通过机体把它们联结成整体。

任务二焊接工装夹具一、零件在夹具中的定位原理定位:在装焊作业中，使焊件按图样或工艺要求在夹具中得到确定位置的过程称为定位。

六点定位原理：根据力学观点，任何刚性物体相对于三个互相垂直的平面有六个自由度，如下图所示，必须限制这六个自由度，才能保证焊件在夹具中具有准确和确定不变的位置。

每限制一个自由度，焊件就需要与夹具上的一个定位点相接触，这种以六点限制焊件六个自由度的方法称为六点定位规则。

二、常用的定位方法及定位器定位器的选用可根据被定位焊件的结构形式及定位要求进行布置和选择。

常用的定位器有：1.平面定位用定位器：挡铁：是一种应用较广且结构简单的定位元件，除平面定位外，也常利用挡铁对板焊结构或型钢结构的端部进行边缘定位。

支撑钉及支撑板定位：支撑钉定位可分为固定式和可调式二种。

支撑板定位一般用螺钉紧固在夹具体上，可进行侧面、顶面和底面定位，适用于焊件经切削加工的平面或较大的平面。

2.圆孔定位用的定位器3.外圆表面定位用定位器三、夹紧装置的作用及基本要求夹紧装置的作用：定位器的合理选择和布置为实现焊件的正确定位提供了必要条件。

采用装配反变形工艺措施，可以有效的解决焊接构件的弯曲变形、角变形等工艺问题。

可以使吊装在变位机工作台或翻转机上的焊件进行倾斜或回转时的可靠变位和操作过程的安全。

在装配工序中利用专用夹具弥补焊件本身存在的质量偏差，可以有效的控制产品的装配质量，降低废品率。

夹紧装置的基本要求：夹紧件在夹紧焊件时，不应破坏焊件定位所得到的确定位置，夹紧力要足以保证在装配焊接过程中焊件位置不发生变动，不损伤焊件产生过大变形。

夹紧件的夹紧和松开动作要迅速，效率高、操作方便。

夹紧件应具备一定的刚度和强度，夹紧作用力应是可调的。

夹紧件结构力求简单，便于制造和维修。

四、典型夹紧机构楔形夹紧器；螺旋夹紧器；偏心轮夹紧器；杠杆夹紧器；铰链夹紧器；气动与液压夹紧器；磁力夹具；专用夹具；组合夹具；五、应用夹紧机构时的技术要点应用夹紧机构的核心问题是如何正确施加夹紧力，即确定夹紧力的大小、方向和作用点三个要素。

任务三焊接工装夹具设计的基本方法一、夹具设计的基本要求一般要求：1.保证产品形状、尺寸符合图样和技术要求。

2.改善劳动条件，提高生产率，使结构的装配过程最合理而且经济。

3.降低夹具制造成本，结构设计简单，便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。

4.保证焊接装配工作的安全。

特殊要求：1.夹具必须具有一定的强度和刚度。

2.夹紧时不能破坏焊件的定位位置。

3.使用夹具进行生产应保证足够的装配空间。

4.操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利地从夹具中取出，还要注意制品在翻转或吊运时不受损坏。

二、夹具设计的方法与步骤1.夹具设计的原始资料（1）夹具设计任务单；（2）焊件图样及技术条件；（3）焊件的装配工艺规程；（4）夹具设计的技术条件；（5）焊接装配夹具的标准化和规格化资料。

2.夹具设计的工作内容和步骤夹具设计工作一般分为草图设计、绘制焊接装配夹具工作总图和绘制焊接装配夹具零件图三个阶段。

（1）草图设计阶段；（2）绘制夹具工作总图阶段；（3）绘制装配焊接夹具零件图阶段；（4）编写装配焊接夹具设计说明书。

3.夹具制造公差的确定第一类：是直接与焊接接触，并严格确定焊件的位置和形状的。

第二类：是各种导向件。

第三类：夹具内部结构零件互相配合的夹具元件。

第四类：不影响焊件位置，也不与其他元件相配合。

4.夹具结构的工艺性（1）对夹具良好工艺性的基本要求；（2）合理选择装配基准；（3）结构的可调性；（4）维修工艺性；（5）制造工装夹具的材料。

任务四焊接变位机械一、焊件变位机械焊接变位机械的主要作用是改变焊件、焊机、焊工的操作位置，以达到和保持最佳施焊条件；同时有利于实现机械化和自动化焊接生产。

各种焊接变位机械既可单独使用，又可相互配套使用。

1.焊接回转台：焊接回转台是将工件绕垂直轴或倾斜轴回转的焊件变位机械，主要用于高度不大的回转体焊件的焊接、堆焊与切割。

回转台多采用直流电动机驱动，工作台能保证以焊接速度回转且均匀可调。

图1所示为几种常见的焊接回转台。

a）固定式回转台b）移动式回转台c）倾角可调式回转台图1几种常见的焊接回转台2、焊接翻转机：焊接翻转机是使工件绕水平轴转动或使之处于倾斜位置的焊件变位机械，分为头尾架式焊接翻转机、框架式翻转机、转环式翻转机、链条式翻转机、液压双面推拉式翻转机等。

3、滚轮架：焊接滚轮架是借助主动滚轮与工件之间的摩擦力带动筒形工件旋转的焊件变位机械。

焊接滚轮架有长轴式滚轮架用于长度大的薄壁筒体；组合式滚轮架使用方便灵活，对焊件的适应性强，应用广；履带式滚轮适用于轻型、薄壁、大直径的焊件及有色金属容器；自调式滚轮架适用于筒体焊接4、焊件变位机：焊件变位机是集翻转（或倾斜）和回转功能于一身的变位机械，翻转和回转分别由两根轴驱动，夹持焊件的工作台除能绕自身轴线回转外，还能绕另一根轴倾斜或翻转，因此，可将焊件上各种位置的焊缝调整到水平或船形易施焊位置。

可分为伸臂式焊件变位机、座式焊件变位机、双座式焊件变位机等。

二、焊机变位机械1.焊接操作机：焊接操作机是将焊接机头准确送达并保持在待焊位置，或是以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊接机头，配合完成焊接操作的变位机械，可分为平台式操作机、悬臂式操作机、伸缩臂式操作机、折臂式操作机、门桥式操作机等。

2.电渣焊立架：许多厚板的焊接常采用电渣焊方法。

电渣焊立架是将电渣焊机头按焊接速度进行提升的装置，主要用于直缝电渣焊，也可与滚轮架相配合完成环缝电渣焊。

焊接时，焊接机头沿专用轨道由下而上运动，如图2所示。

图2电渣焊立架l-底座；2-台车；3-制动器；4-馈电线；5-齿条；6-回转台3.焊接变位机械的组合应用：在实际焊接中，尤其是大批量生产中，各类机械装备可采用多种多样的组合运用形式。

通过组合可更加充分地发挥焊接机械设备的作用，提高装配机械化水平以及质量和效率。

图3所示为平台式焊接操作机和焊接滚轮架相组合进行筒体外环缝的焊接。

图3焊接操作机和焊接滚轮架组合应用4.焊接机器人简介：焊接机器人是工业机器人的一种，又称机器人焊接加工系统，是能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的焊接操作机。

目前，在焊接生产中使用的主要是点焊机器人、弧焊机器人、切割机器人和喷涂机器人，另外还有正在研制中的各种专用焊接机器人。

三、焊工变位机械焊工变位机械是改变操作工人工作位置的机械装置。

设计和使用时安全至关重要，移动要平稳，工作时应逐渐改变原定位置，另外还应灵活、调节方便、准确，并有足够的承载能力。

图4所示为移动式液压焊工升降台。

使用时，手摇液压泵2可驱动工作台8升降，还可以移动小车的停放位置，并通过支撑装置1固定。

图3-143移动式液压焊工升降台1-支撑装置；2-手摇液压泵；3-底架；4-走轮；5-立架；6-柱塞液压缸；7-转臂；8-工作台。