【正文】 臺階銷定位 阻尼器安裝支架的定位有兩種方案： 定位孔 定位面 臺階平面 外圓柱面 水平推肘 水平推肘 限位基準軸 XV Y ZXV 上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 17 方案一 可以用一面兩孔定位如圖 315，定位可靠，但焊接后整體組件無法取出，必須首先讓定位銷先退 出才可以，操作較為繁瑣 ，如果采用這種定位方式，則必須使用伸縮型活動 定位銷。 氣動式夾緊器如圖 323 為氣缸和夾鉗的組合，已形成一定的標準，在使用時選用即可。當夾緊角度 超過 5 度，橫向擺動超過 時，應為夾緊器設置限位機構，以防止其擺動如圖 330。但是現在市場上買 到 的夾鉗在目錄中都已注明了相應夾緊力的大小， 不必進行計算， 故直接選用即可。將外殼的凸緣插入底座的腰形孔中，臺階銷插入外殼相應的孔中，壓緊安裝在補高臺上的兩快速夾鉗。 圖 41 夾具體 夾具平臺 夾具平臺是焊接工裝的安裝定位的平臺。吊耳與 夾具體中的槽鋼組焊而成，要求焊接牢固、可靠。（ a）、（ b）、（ c）、（ g）、（ h）為固定定位銷， (d)、（ e）、（ f）為可換定位銷。使用時 需要在 定位塊底部銑出沉頭孔 ， 其 深度要稍大 于其 定位銷 臺階的 厚度 0~。 另外與夾具體定位的定位座、輔助支撐等夾具零件之間的定位全部采用 ￠ 6 圓柱定位銷，其型號為米思米標準 MSV L20 42 個。 圖 411 徑向鎖緊 A 型 圖 412 徑向鎖緊 B 型 上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 29 圖 413 切口定位銷 （ 3） 軸向鎖緊式 當 由于空間位置的關系，需要 使用螺紋銷時，定位銷與孔采用間隙配合，按 H7/h6 配合裝配，采用軸向加墊片螺母鎖緊如下圖 414 以及圖 415 所示。選用 A 型時 如圖 47 所示 ，可用于大孔和小孔的定位，而且適用于 底面接觸面積不大的場合。擋塊材料為 Q235，尺寸為 60x40x15,，水平調整腳由三塊板焊接而成，總體尺寸為 110x100x80。在底板上開有 5 個基準孔，大小為 ￠ 10，并且 在基準孔附近刻上鋼字碼，并注明坐標數值。 圖 336 裝焊方案 經過對比分析，該裝焊夾具采用固定式夾具體，在夾具體上安裝有補高臺、定位塊、輔助支撐塊、夾鉗安裝塊、在補高臺上安裝有夾鉗安裝塊、墊板、定位爪 、安裝基座 等構成整個夾具如圖 337 所示 。如下圖 334。 表 31 焊接夾具的夾緊力和板件厚度的參考值 板件的厚度（ mm） 夾緊力（ N） 200 250 300 350 400 500 550 550 非精確值 對于手動式四連桿的鉸鏈夾緊器可按下圖 332 所示的公式計算夾緊力， 圖 332 手動式四連桿夾緊力計算公式 其 中 ,F 為手的作用力（一般按 80N~100N 考慮）， G 為夾緊力，β為摩擦角，α角在夾緊時一般應調在 5186。當不能直接夾緊時，可以采用間接夾緊但應設置限位和調整機構如圖 327。 圖 319 底座與外殼焊接易變形處 圖 320 外殼背側銅墊板支撐 為了使外殼的凸緣能很好的和底座接觸，在背側增加彈性輔助支撐，該輔助支撐由彈簧、止付螺絲、等高螺絲、安裝塊以及斜塊組成，通過調節(jié)止付螺絲的旋入量來調節(jié)彈簧力的大小從而調節(jié)其對外殼側邊支撐力的大小。 U 型支架采 用一面兩孔的定位方式如圖 313，定位元件共用底座定位的兩短圓柱定位銷。考慮到底座為薄板類零件， 在 底座 左右折彎部位 布置六個 輔助 定位塊 2 如 圖 38 所示 ，兩個短定位塊分別限制了三個自由度，分別是繞 X 軸方向的轉動 ，繞 Y 軸方向的轉動 Y， 以及 Z 方上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 15 向的移動 Z。 圖 31 固定式夾具體 上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 13 圖 32 移動式夾具體 圖 33 擺動式夾具體 圖 34 水平旋轉式夾具體 圖 35 垂直旋轉式夾具體 上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 14 圖 36 組合式夾具體 考慮到該組件沒有 特殊焊接位置要求的分裝夾具和有自 動輸送裝置的全自動或半自動生成線上的夾具 ，故 該組件采用常用的固定 式 夾具體，其三維圖如下圖 37 所示 。繪制 裝焊工裝總圖與 一般機械 制圖略有差異 ，需要把被焊接 件的輪廓 用 黑色雙 點劃線畫出。 方案設計 在進行方案設計是需要確定以下幾個方面： 1） 根據現有條件，是采用自動化、半自動化還是純手動夾具 。 當 設計方案確定 后 ， 夾具的整個結構就可以確定下來，接下來就可以對單個零件進行 詳細的 設計和選型了 。 當需要 組成特上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 11 定的 功能部件時， 只需要選用若干通用部件 任意搭配組合即可。所以夾具體必 須要能在承受外力的情況下，不發(fā)生移動 、轉動 和變形。松開時 活動自如、力量均勻。避免在懸空處布置夾緊機構，與支撐點形成力偶，破壞原有的定位關系。如果需要選擇面做定位基準時，盡量選擇平面，避免選擇曲面。 生產綱領： 2 萬臺 /年 生產節(jié)拍： T=11 分 /臺 （ T=246 天 *2 班 *8 小時 *60 分 /20xx0 輛 *≈ 11 min） 生產節(jié)拍： T=夾具動作 時間 +裝配時間 +焊接時間 +搬運時間 +包裝時間 由上 我們可以 看出 生產節(jié)拍主要 由 生產綱領 決定 ，而 生產綱領又與夾具的自動化程度有很大關聯 。因此手弧焊適 用于焊接單件或小批量產品 。 該組件的金屬材料碳含量 普遍 都小于%， 屬于低碳鋼，焊接性良好， 焊前不需預熱?，F主要考慮材料的焊接性、零件厚度和各種焊接方法的適用范圍三方面考慮。 零部件的結構分析 叉車 懸架基座 由 底座、外殼、支架等零件 組成， 其底座 和外殼 的鋼板厚 均為 3mm，都為薄板件。 焊接部件的重要技術要點分析 尺寸公差和形位公差要求 (1) 阻尼器安裝支架圓孔與底座方孔距離為 ”177。而焊裝夾具的設計 需要考慮沖壓件的結構特性、焊接的先 后順序、焊點的位置分布 以及焊接工藝性等 ，它是以座椅懸架基座產品圖紙為 主要 依據的。 裝焊夾具的作用 （ 1）采用了裝焊夾具，零件 可以 通過定位銷、定位塊等 快速 定位， 可以 不用測量就 能 得到準確的裝配位置，加快了裝配作業(yè)的進程。目前，我公司暫時 依賴 以前老師傅手工 臨時 組焊的簡單夾具來定位焊接， 對焊工的技術水平要求高， 而且勞動強度也大，隨著公司 業(yè)務 的發(fā)展，訂單數量的 不斷增加，這種生產模式 已經不能 適應企業(yè)的成長，為此，急需開發(fā)一套專用的焊接夾具來滿足生產要求。焊接夾具操作簡便、不用測量就能得到準確的裝配位置，從而保證了裝配精度，加快了裝配作業(yè)的進程，同時由于保證了裝配精度，控制了焊接變形，所以可提高焊件的互換性能，焊件上的配合孔、配合槽等機械加工要 素可由原來的先焊接后加工改為先加工后焊接，從而避免了大型焊件焊后加工所帶來的困難，有利于縮短焊件的生產周期，提高焊接生產率。除了特別加以標注和致謝的地方外，本文不包含其他人或其它機構已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。 若在上海交通大學網絡教育學院畢業(yè)論文審查小組復審中，發(fā)現本文有抄襲，一切后果均由本人承擔（包括接受畢業(yè)論文成績不及格、繳納畢業(yè)論文重新學習費、不能按時獲得畢業(yè)證書等），與畢業(yè)論文指導老師無關。 叉車是 一種能把水平運輸和垂直升降有效結合的裝卸機械，是 實現物流機械化作業(yè) 的重要設備 ， 具有通用性強、操作使用方便 、 工作效率高 等特 點，在我國國民經濟的發(fā)展中，各行各業(yè)對叉車的需求量都在不斷增加 ,今后幾年，隨著國內大型叉車合資企業(yè)的投產， 我國的叉車市場將擁有非常廣闊的發(fā)展前景。 而用來裝夾其零件的夾具稱為裝焊夾具。叉車座椅懸架基座是由 具有復雜型面的零件組成，它由薄板沖壓后，通過裝焊而構成一個焊接組件。 焊接部件的工藝分析一般包括對部件產品圖中重要的技術要點分析以及零部件的結構分析。 （ 2）外殼的內側邊與底座之間有 3 處角焊縫 ,1 處對接焊縫。 （ a） 底座 （ b） 外殼 （ c） U 型支架 （ d） 阻尼器安裝支架 （ e） 臺階銷 圖 22 座椅懸架基座 上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 6 焊接部件的焊接工藝方法的確定 部件的焊接工藝分析 該組件的焊接結構，尺寸不大，零件數量也不多， 而且組焊各零件時也不會產生干涉，故 設計時可考慮將其放在同一夾具中裝配好，然后進行組焊。 在焊接中，影響鋼材焊接性的主要因素是化學成分。經過這樣的處理，可減少零件在焊接中的變形， 從而達到預期的焊后精度要求 。 上海交通大學本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設計 8 生產綱領對焊接夾具的影響 生產綱領決定了夾具的設計節(jié)拍， 是由生產節(jié)拍體現的。 在具體確定夾具定位基準時， 原則如下 ： （ 1） 基準統(tǒng)一 原則 在 進行 焊件生產 中， 每個零部件可能不止一個焊接工序，而且焊好的組件后續(xù)可能還需要進行裝配，每次焊接、裝配時都需要定位夾緊，所以為了減少累積誤差，必須采用基準統(tǒng)一 原則。 夾緊部件設計原則 焊接時，為了 保證沖壓件與定位基準緊密貼合，必須依靠夾緊器對零件施加合適的夾緊力進行夾固，以保持其正確的裝配位置。 （ 4） 夾緊部件結構功能滿足使用要求 1） 夾緊部件 夾緊力的大小 應能適當調整 。 2）組成夾具體的各個零部件要結構簡單而且加工工藝性好。 焊接夾具的設計方法 為了滿足 新產品快速投入市場的迫切需求， 縮短產品的生產周期已成為重中之重，而 以往的只針對特定產品的夾具設計方法已經不再適用，需采用功能柔性化、產品系 列化、結構模塊化的設計方法，以加快焊接夾具的制造周期、提高設計質量、降低生產成本。由于裝焊夾具設計本質 上也屬于 機械設計 的范疇，故 可以 采用 機械設計的 基本程序和方法進行，即從準備階段 方案設計 技術設計 試制實驗階段 。 當 收集了上述資料，經過 詳細分析 研究后 ，可 獲得 對夾具 的基本要求，從而 更加 明確設計任務。 提出幾種不同方案， 根據實際情況， 從技術和經濟兩方面 進行比較 ，選擇最理想的方案。 技術說明主 要是關于安裝過程需要注意的安裝配合等問題、夾具潤滑和保養(yǎng)要求、檢驗要求、螺栓的緊固力矩等等。 （ 3）、 工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用 V 形快或圓弧塊定位 。 圖 39 U 型支架定位 外殼以其凸緣及側面兩孔定位，如圖 310， 底座的 限位基準 槽和 外殼的 限位基準軸 如圖 311和 圖 312 所示 。 圖 315 阻尼器安裝支架定位方案一 方案二 采用其折彎內側面、方孔圓孔以及底面定位如圖 316,具體限位方式如圖 317 圖 316 阻尼器安裝支架定位方案二 圖 317 阻尼器安裝支架限位方式 阻尼器安裝支架 具體定位如圖 318 采用手動鉸鏈機構，外殼上部加以輔助彈性壓塊，定位爪的兩外側面與阻尼器安裝支架內側面配合定位，用限位塊來限制定位爪 擺動 的 最終定位位置，從而保證阻尼器安裝支架的底面與外殼底面貼合 。手動式夾緊器如圖 324 即是夾鉗，也已經形成了標準，設計時選用即可。當零件本身結構的原因，而不會發(fā)生擺動時，不必設置限位。 考慮到生產批量以及成本預算，由于手動夾鉗成本低市場上隨處可買、夾緊方便等特點，故全部采用手動夾緊器 垂直式夾鉗。阻尼器安裝支架放入擺動臂中并插入菱形定位銷中，最后將定位爪壓緊即可施焊。夾具平臺又由底板、槽鋼、吊耳組成如下圖 42。 固定角座 角座由槽鋼連接板、方管連接板、方管、聯接板、螺母、螺栓、擋塊、水平調整腳組成如圖44 所示。 菱形定位銷 如圖 46 所示， 常 用于大孔或腰形孔。 圖 47 直接壓入 A 型