焊接课程设计说明书2.docx
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焊接课程设计说明书2
课程设计说明书
(焊接方向)
题目轻型汽车桥壳本体与钢板弹簧座装备夹具设计
学院名称材料科学与工程学院
班级430711
学号43071124
学生姓名刘昊
指导教师李桂中
职称
2011年1月11日
焊接工艺装备课程设计任务书
目录
序论3
第一节设计课题及目的要求4
1.1设计课题4
1.2课程设计的目的及要求5
第二节焊接工艺装配方案分析6
2.1工件定位6
2.2V型铁7
2.3L型铁8
2.4夹紧装置9
2.4.1气动压夹器9
2.4.2气缸选择10
第三节设计心得体会12
第四节主要参考文献13
序论
焊接是一种制造技术,他是适应工业发展的需要,以现代工业为基础发展起来的,并直接服务于机械制造工业。
焊接工装夹具是将焊接准确定位并夹紧,用于装配和焊接的工艺装备。
在焊接结构生产中,装配和焊接是两道重要的生产工序,根据工艺通常以两种方式完成这两道工序,一种是先装配后焊接;一种是装备边焊接。
焊接夹具按动力源分为七类:
手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具、真空夹具、电动夹具、混合式夹具。
一个完成的夹具,是由定位器、夹紧机构、夹具体三部分组成的。
焊接工装夹具的特点,是由装备焊接工艺和焊接结构的形式决定的,与机床夹具比较有如下特点:
1)夹具的定位和夹紧是一个个单独进行的。
2)焊接工装夹具不是对所有的零件都作刚性的加固。
3)装焊完的结构,尺寸增大,重量增加,形状变得复杂,增加了从工装夹具上卸下的难度。
4)焊接工装夹具承受的力比机床所受的力大。
5)绝缘和导电是设计中必须注意的一个问题。
6)焊接工装夹具一般比机床夹具大。
7)一般焊接工装夹具本身的制造精度,以及对焊件的定位精度均低于机床夹具的相应指标。
第一节设计课题及目的要求
1.1设计课题
设计工件名称;轻型汽车后桥壳总成
材料:
45号钢
工件简图:
部件:
4件三角补板,2件半桥壳体,2件半轴套管
上、下L形铁
(倒装)
1.2课程设计的目的及要求
焊接工艺装配课程设计由指导老师指定工件结构,对轻型汽车桥壳本体与后钢板弹簧座装配夹具设计。
要求学生以完整正确的焊接工装夹具装配图、零件图以及设计计算书作为完成设计任务的成果。
其设计要求:
1)通过手工辅助上料,将轻型汽车后桥壳本体与后钢板弹簧座装配在一起;
2)轻型汽车后桥壳本体上的两个后钢板弹簧座属于传力构件,为使焊缝成为联系焊缝,应保证后钢板弹簧座与桥壳本体的紧密贴合;
3)要保证两个后钢板弹簧座在桥壳本体上对称布置,具体要求为890±2mm;每个厚钢板弹簧座的两个L形部件上下对正;
4)保证后桥壳成全线3.5分钟的生产节拍。
其设计步骤:
1)总体方案设计:
设计主要部件的结构、装配链设计、传动链设计、各部件的功能设计等。
2)设计计算:
包括机构的承载能力、传动比校核、夹紧力计算以及其他计算。
3)草图设计:
设计比例尺的选择、试图选择、零部件标注、尺寸公差标注。
4)正式画总图:
可选择手工绘画或CAD绘图两种方式的一种,完成一张A0设计总图。
5)编写设计说明书,计算过程详细、完全,计算过程详细、完全,资料数据充分,并表明数据出处,公式的字母含义应标明,有时还应标明公式的出处。
第二节焊接工艺装配方案分析
2.1工件定位
2.1.1工件轴向定位
通过手工辅助上料,将轻型汽车后桥壳本体放在支撑架上。
要是工件定位,在工件作为两侧对称放置2个八字体挡板。
具体简图如下:
八字体的上面设置2个圆弧,工件由上而下放置的时候,通过圆弧自然滑落到底部的V型铁上。
这样设置既节省了空间,定位准确,又降低了劳动的强度,减少了对工人操作水平的要求。
为了增加八字体的刚度,在它下面放置2个加强肋板,底部用螺栓把它固定在工作台上。
这样方便以后更换和拆卸。
并在八字体内壁经过淬火处理,增加表面硬度,提高使用寿命。
2.2V型铁
2.2.1V型铁的设计
V型铁主要用于放置L型铁,从而起到支撑起工件。
注意事项:
1)保证上L铁可以顺序放入,所以在V型口的底部设置一个小开槽
2)宽度比L铁稍小,这样才能使上、下2个L铁轴向定位准确
3)V型铁通过4个地脚螺钉与工作台固定在一起
4)在V型铁外侧位置开燕尾槽,一边与凸轮夹紧机构配合,用来轴向定位2个L型铁
V型块的简图如下:
2.2.2V型铁的技术要求
V型铁在其中起到重要的作用。
其技术要求如下:
1)V型铁本身采用铸铁,节约成本
2)V型铁与工作台采用螺栓连接便于更换,进一步节约材料
3)V行槽表面增加一层可替换的硬质金属板,以增大其耐磨性,提高使用寿命。
2.3L型铁
L型铁的装配关系如图所示:
为了使焊缝成为联系焊缝,应保证后钢板与弹簧座与桥壳本体的紧密贴合,所以L型铁也制作一个角度(7.5°)与桥壳本体的倾度刚好吻合,从而保证紧密贴合,即有利于的传递,保护焊缝,提高使用寿命,还可以对上L铁起到定位作用。
L型铁的轴向定位,一侧采用固定挡板,一侧采用活动挡板。
在活动挡板采用凸轮机构。
如下图所示:
工作原理:
1)当凸轮把左侧的挡板压向左侧时,上下L铁都紧紧靠在两侧侧挡板间,对上下L铁起轴向定位,且凸轮最大的半径处设有一段平面,起到锁定作用。
2)当向右扳凸轮的扳手时,左挡板在弹簧弹力作用下,退出燕尾槽一段距离,松开上下L,可以使连接好的工件顺利取出。
左侧是一个固定挡板,利用螺钉与V型铁固定在一起,采用Q235钢。
右侧的活动挡板与凸轮接触。
利用凸轮的偏心机制,移动挡板,从而起到夹紧并定位作用。
在V型铁一侧开燕尾槽,起到导向作用。
在其末端,钻一个深5cm左右的圆孔,用于安置弹簧,弹簧处于压紧状态。
2.4夹紧装置
2.4.1气动压夹器
气动压夹器是以工业压缩空气为动力源的各类夹紧机构。
具有夹紧力稳定、动作迅速、便于集中控制、易于实现自动作业等优点。
简图如下:
2.4.2气缸选择
气缸是气动执行元件之一。
气缸是将压缩空气的能量转换成直线往复运动形式机械能的能量转换装置。
普通气缸主要由前盖、后盖、活塞、活塞杆、缸体、密封圈、紧固螺栓和其他一些零件。
压缩空气通过位于后盖和前盖上的进、排气口进入气缸,气体压力作用在活塞两侧的承压面积上,产生输出力。
气缸的种类很多。
一般按压缩空气作用在活塞面上的方向、结构特征和安装方式来分类。
1)气缸的选择:
我们选择的是双面作用气缸。
在压缩空气的作用下,利用空气使活塞向2个方向运动。
在2个工作的极限位置,一个起到夹紧的作用,另一个起到松开工件,需具有足够的空间,可使工件顺利取出。
2)气缸的安装形式:
在压紧和松开的过程中,气缸方向会发生变动,所以采用柱销式气缸。
采用中间轴销MT4式。
如下图所示:
气缸可绕中间轴摆动
4)气缸直径的选择:
F1=π/4*D^2*p*ηN-----------------------------------------------------1
F2=π/4(D^2-d^2)*p*ηN--------------------------------------------2
式中:
F1----------------活塞杆上的推力,F2-------------------活塞杆上的拉力
D———活塞直径md————活塞杆直径m
p———气缸工作的压力pa一般可取0.4-0.6*10^6
η———载荷率,主要考虑保证气缸动态特性参数及总阻力。
其载荷率一般可取0.7-0.85
工件的夹紧装置参数选择:
动力臂L=90,阻力臂L=175
P=0.6*10^6,η=0.85,夹紧力F=50kg*9.8N/kg
带入1式:
D=36.6mmd=13.6mm
查文献(5)38-37表38.2-8D取40mm,d取16mm。
L型铁的夹紧装置参数选择:
动力臂L=90,阻力臂L=193
P=0.6*10^6,η=0.85,夹紧力F=50kg*9.8N/kg
带入1式:
D=37.9mmd=15.2mm
查文献(5)38-37表38.2-8D取40mm,d取16mm。
第三节设计心得体会
在这次课程设计中,我采用以下步骤设计:
理解设计任务
——构思和设定方案——计算、校核——CATIA三维绘制零件图、装配图——转化为二维CAD工程图。
在此过程中,我重温了大学几年来学到的一些工科的基础知识:
工程制图、机械设计、相关手册和书籍资料的应用、3D/2D软件的应用等等。
这每一次应用都是一次巩固和更深入的学习。
在这次设计过程中我也发现了一些不足之处:
缺乏理论与实际结合的能力,这也是没有实际工作经验的结果。
另外在理论知识上还对许多概念上的知识、专业术语含糊不清,做不到深刻理解。
在这次设计中暴露的问题让我认识到不足,提醒我自己:
面对即将毕业参加工作,我更不能放松而是在未来的半年校园生活中加强针对性的充实自己!
感谢老师的指导和帮助!
第四节主要参考文献
1)机械设计手册(一套)机械工业出版社/化学工业出版社
2)王政主编,焊接夹具及装置图册,北京:
机械工业出版社
3)周浩森主编,焊接生产工艺装备,北京:
机械工业出版社
4)相关的参考图一份,由指导教师提供
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