【正文】 = 制造工藝因數(shù) Kt = 1受力不均勻因數(shù) Ku = 1缺口應(yīng)力集中因數(shù) Kσ = 安全系數(shù) Sa1 = 2螺栓許用應(yīng)力幅 [σa] = MPa螺栓公稱(chēng)直徑 Md = M16螺栓小徑　d1 = 12 mm螺栓計(jì)算應(yīng)力幅 σa = MPa校核計(jì)算結(jié)果： σa≤[σa] 滿(mǎn)足所以選用 M12 的 級(jí)的螺栓符合工作的要求。 柔性設(shè)計(jì)在三維夾具設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)本章節(jié)介紹的夾具設(shè)計(jì)方案都體現(xiàn)了柔性設(shè)計(jì)思想?？紫等嵝?shī)A具元件的特點(diǎn)是元件規(guī)格統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以孔定位，螺栓連接，定位精度高，剛性好，組裝方便。設(shè)計(jì)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)有缺陷的地方，并能即使修改，避免了先制造后進(jìn)行修改的過(guò)程。既加快了設(shè)計(jì)的速度又能節(jié)約成本。本設(shè)計(jì)的焊接夾具設(shè)計(jì)中采用的是手動(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方式。元件大多為非標(biāo)準(zhǔn)件。廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 29 頁(yè) 共 42 頁(yè) 4 外門(mén)架下橫梁的焊裝夾具典型零部件二維圖輸出 典型零部件的二維圖輸出及尺寸標(biāo)注三維夾具的二維尺寸標(biāo)注是將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)的唯一方法。只有各個(gè)元件的尺寸有了明確的標(biāo)注后才能進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，因此本節(jié)研究的內(nèi)容是將虛擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)際元件的關(guān)鍵。將三維圖進(jìn)行二維標(biāo)注的重點(diǎn)和流程是：總圖的標(biāo)注－部件圖的標(biāo)注－零件圖的標(biāo)注，下面將用有代表性的例子一一詳細(xì)說(shuō)明。廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 30 頁(yè) 共 42 頁(yè) 圖 41 旋轉(zhuǎn)軸軸的二維草圖尺寸標(biāo)注廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 31 頁(yè) 共 42 頁(yè) 圖 42 自制螺栓的二維圖輸出及尺寸標(biāo)注圖 41 所示的是對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的尺寸標(biāo)注。圖 42 所示的是自制螺栓的尺寸標(biāo)注，尺寸標(biāo)注中最重要的是基準(zhǔn)面的選擇和對(duì)螺栓的標(biāo)注，螺紋孔用來(lái)安裝定位螺栓，而此焊具中圍板較高的定位精度主要靠自制螺栓來(lái)保證，因此，螺栓的加工較為嚴(yán)格，一般，表面粗糙度為 ，且與基準(zhǔn)面的尺寸精度保持為177。，尺寸精度為177。其他的長(zhǎng)度、寬度和高度等尺寸應(yīng)該以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，用坐標(biāo)法進(jìn)行標(biāo)注，以便于加工、測(cè)量。除了對(duì)基準(zhǔn)面的選擇和對(duì)螺栓的標(biāo)注外，尺寸標(biāo)注圖中還要說(shuō)明加工工藝，這部分內(nèi)容將在下面統(tǒng)一介紹。廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 32 頁(yè) 共 42 頁(yè) 工藝要求機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是為了能夠更快更好的制造出機(jī)械產(chǎn)品，工藝要求就是機(jī)械制造的中非常重要的組成部分。本節(jié)將在上節(jié)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的分析本研究中的工藝要求。材料方面：外門(mén)架下橫梁的材料一般為 Q345；螺栓的材料為 45，圍板定位零件用 45；旋轉(zhuǎn)軸和軸套的材料用 45；元件制作工藝方面：軸要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，限位塊中定位面的表面粗糙度為 ，孔的表面粗糙度為 ，其他平面的表面粗糙度一般為 ，非加工面的表面粗糙度為 ；元件的定位面要經(jīng)過(guò)銳邊倒鈍；一般元件只需經(jīng)過(guò)銳邊倒鈍和表面氧化處理；螺紋孔與螺紋孔，螺紋孔與銷(xiāo)孔之間的中心距尺寸公差為177。，螺栓孔與基準(zhǔn)面之間的尺寸公差為177。，螺栓孔與銷(xiāo)孔之間的中心距尺寸公差為177。焊接工藝要求：焊縫高度為 8mm,焊縫總長(zhǎng)度不小于焊接總長(zhǎng)度的一半；焊縫平整光滑，不允許有夾渣、氣孔等焊接缺陷,焊后必須經(jīng)過(guò)實(shí)效處理。 焊接工藝要求焊接采用二氧化碳保護(hù)焊以 CO2作保護(hù)氣體，依靠焊絲與焊件之間的電弧來(lái)熔化金屬的氣體保護(hù)焊的方法稱(chēng) CO2焊。這種焊接法采用焊絲自動(dòng)送絲，敷化金屬量大、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定。因此，在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用。氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)：1） 采 用 明 弧 焊 接 ， 熔 池 可 見(jiàn) 度 好 ， 操 作 方 便 ， 適 宜 于 全 位 置 焊 接 。 并 且 有 利于 焊 接 過(guò) 程 中 的 機(jī) 械 化 和 自 動(dòng) 化 ， 特 別 是 空 間 位 置 的 機(jī) 械 化 焊 接 。 　 　2） 電 弧 在 保 護(hù) 氣 體 的 壓 縮 下 熱 量 集 中 ， 焊 接 速 度 較 快 ， 熔 池 小 ， 熱 影 響 區(qū) 窄 ，焊 件 焊 后 的 變 形 小 ， 抗 裂 性 能 好 ， 尤 其 適 合 薄 板 焊 接 。 　 　3） 用 氬 、 氦 等 惰 性 氣 體 焊 接 化 學(xué) 性 質(zhì) 較 活 潑 的 金 屬 和 合 金 時(shí) ， 具 有 較 好 的 焊接 質(zhì) 量 。 　 　4） 在 室 外 作 業(yè) 時(shí) ， 必 須 設(shè) 擋 風(fēng) 裝 置 才 能 施 焊 ， 電 弧 的 光 輻 射 較 強(qiáng) ， 焊 接 設(shè) 備比 較 復(fù) 雜 。設(shè) 備 特 點(diǎn) ：（ 1） 焊 接 成 本 低 CO2 氣 體 是 釀 造 廠(chǎng) 和 化 工 廠(chǎng) 的 副 產(chǎn) 品 ， 來(lái) 源 廣 ， 價(jià) 格 低 ， 其綜 合 成 本 大 概 是 手 工 電 弧 焊 的 1/2。廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 33 頁(yè) 共 42 頁(yè) （ 2） 生 產(chǎn) 效 率 高 CO2 氣 體 保 護(hù) 焊 使 用 較 大 的 電 流 密 度 （ 200A/mm2 左 右 ） ，比 手 工 電 弧 焊 （ 1020A/mm2 左 右 ） 高 得 多 ， 因 此 熔 深 比 手 弧 焊 高 倍 ，對(duì) 10mm 以 下 的 鋼 板 可 以 不 開(kāi) 坡 口 ， 對(duì) 于 厚 板 可 以 減 少 坡 口 加 大 鈍 邊 進(jìn) 行 焊 接 ， 同時(shí) 具 有 焊 絲 熔 化 快 ， 不 用 清 理 熔 渣 等 特 點(diǎn) ， 效 率 可 比 手 弧 焊 提 高 倍 。（ 3） 焊 后 變 形 小 CO2 氣 體 保 護(hù) 焊 的 電 弧 熱 量 集 中 ， 加 熱 面 積 小 ， CO2 氣 流有 冷 卻 作 用 ， 因 此 焊 件 焊 后 變 形 小 ， 特 別 是 薄 板 的 焊 接 更 為 突 出 。（ 4） 抗 銹 能 力 強(qiáng) CO2 氣 體 保 護(hù) 和 埋 弧 焊 相 比 ， 具 有 較 高 的 抗 銹 能 力 ， 所 以 焊前 對(duì) 焊 件 表 面 的 清 潔 工 作 要 求 不 高 ， 可 以 節(jié) 省 生 產(chǎn) 中 大 量 的 輔 助 時(shí) 間 。 缺 點(diǎn) ：由 于 CO2 氣 體 本 身 具 有 較 強(qiáng) 的 氧 化 性 ， 因 此 在 焊 接 過(guò) 程 中 會(huì) 引 起 合 金 元 素 燒 損 ，產(chǎn) 生 氣 孔 和 引 起 較 強(qiáng) 的 飛 濺 ， 特 別 是 飛 濺 問(wèn) 題 ， 雖 然 從 焊 接 電 源 、 焊 絲 材 料 和 焊接 工 藝 上 采 取 了 一 定 的 措 施 ， 但 至 今 未 能 完 全 消 除 ， 這 是 CO2 焊 的 明 顯 不 足 之處 。二氧化碳保護(hù)焊的分類(lèi)： 　 CO2 氣 體 保 護(hù) 焊 按 操 作 方 法 ， 可 分 為 自 動(dòng) 焊 及 半 自動(dòng) 焊 兩 種 。 對(duì) 于 較 長(zhǎng) 的 直 線(xiàn) 焊 縫 和 規(guī) 則 的 曲 線(xiàn) 焊 縫 ， 可 采 用 自 動(dòng) 焊 ； 對(duì) 于 不 規(guī) 則的 或 較 短 的 焊 縫 ， 則 采 用 半 自 動(dòng) 焊 ， 目 前 生 產(chǎn) 上 應(yīng) 用 最 多 的 是 半 自 動(dòng) 焊 。 CO2氣 體 保 護(hù) 焊 按 照 焊 絲 直 徑 可 分 為 細(xì) 絲 焊 和 粗 絲 焊 兩 種 。 細(xì) 絲 焊 采 用 直 徑 小 于,工 藝 上 比 較 成 熟 ， 適 宜 于 薄 板 焊 接 ； 粗 絲 焊 采 用 的 直 徑 大 于 或 等 于， 適 用 于 中 厚 板 的 焊 接 。CO2 氣 體 保 護(hù) 焊 的 熔 滴 過(guò) 渡 ：在 常 用 的 焊 接 工 藝 參 數(shù) 內(nèi) ， CO2氣 體 保 護(hù) 焊 的 熔 滴 過(guò) 渡 形 式 有 兩 種 ， 即 細(xì) 顆粒 過(guò) 渡 和 短 路 過(guò) 渡 。（ 1） 細(xì) 顆 粒 狀 過(guò) 渡 CO2氣 體 保 護(hù) 焊 采 用 大 電 流 ， 高 電 壓 進(jìn) 行 焊 接 時(shí) ， 熔 滴呈 顆 粒 狀 過(guò) 渡 。 當(dāng) 顆 粒 尺 寸 增 加 時(shí) ， 會(huì) 使 焊 縫 成 型 惡 化 ， 飛 濺 加 大 ， 并 使 電 弧 不穩(wěn) 定 。 因 此 常 用 的 是 細(xì) 顆 粒 狀 過(guò) 渡 ， 此 時(shí) 熔 滴 直 徑 約 比 焊 絲 直 徑 小 23倍 。 特 點(diǎn) ，電 流 大 、 直 流 反 接 。（ 2） 短 路 過(guò) 渡 CO2氣 體 保 護(hù) 焊 采 用 小 電 流 ， 低 電 壓 焊 接 時(shí) ， 熔 滴 呈 短 路 過(guò)渡 。 短 路 過(guò) 渡 時(shí) ， 熔 滴 細(xì) 小 而 過(guò) 渡 頻 率 高 （ 一 般 在 250300l/s） ,此 時(shí) 焊 縫 成 形美 觀(guān) ， 適 宜 于 焊 接 薄 件 。CO2氣 體 保 護(hù) 焊 的 冶 金 特 點(diǎn) ：（ 1） CO2氣 體 的 氧 化 性 CO2氣 體 是 氧 化 性 氣 體 ， 在 電 弧 高 溫 作 用 下 會(huì) 發(fā) 生 分解 ： CO2=CO+0 在 電 弧 區(qū) 中 ， 約 有 4060%的 CO2氣 體 被 分 解 ， 分 解 出 來(lái) 的 原 子 態(tài)廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 34 頁(yè) 共 42 頁(yè) 氧 具 有 強(qiáng) 烈 的 氧 化 性 。 使 碳 和 其 它 合 金 元 素 如 Mn、 Si 被 大 量 氧 化 ， 結(jié) 果 使 焊 縫金 屬 的 機(jī) 械 性 能 大 大 下 降 。 CO2焊 常 用 的 脫 氧 措 施 是 在 焊 絲 中 加 入 脫 氧 劑 ， 常 用的 脫 氧 劑 是 Al、 Ti、 Si、 Mn， 而 其 中 尤 以 Si、 Mn 用 得 最 多 。 在 上 述 脫 氧 劑 中 單獨(dú) 使 用 任 一 種 脫 氧 劑 效 果 均 不 理 想 ， 所 以 通 常 采 用 Si、 Mn 聯(lián) 合 脫 氧 。 　 ?。?2） 氣 孔 CO2氣 體 保 護(hù) 焊 時(shí) ， 如 果 使 用 化 學(xué) 成 份 不 合 要 求 的 焊 絲 、 純 度 不合 要 求 的 CO2氣 體 及 不 正 確 的 焊 接 工 藝 ， 由 于 CO2氣 流 有 一 定 的 冷 卻 作 用 ， 熔 池凝 固 較 快 ， 很 容 易 在 焊 縫 中 產(chǎn) 生 氣 孔 。 實(shí) 踐 表 明 ， 在 CO2氣 體 保 護(hù) 焊 中 ， 采 用ER506（ 原 為 H08Mn2SiA） 等 含 有 脫 氧 劑 的 焊 絲 焊 接 低 碳 鋼 、 低 合 金 鋼 時(shí) ， 如 果焊 前 對(duì) 焊 絲 和 鋼 板 表 面 的 油 污 、 鐵 銹 作 了 適 當(dāng) 的 清 理 ， CO2氣 體 中 的 水 分 也 比 較少 的 情 況 下 ， 焊 縫 金 屬 中 產(chǎn) 生 的 氣 孔 主 要 是 氮 氣 孔 。 而 氮 來(lái) 自 空 氣 的 侵 入 ， 因 此在 焊 接 過(guò) 程 中 保 護(hù) 氣 層 穩(wěn) 定 可 靠 是 防 止 焊 縫 中 產(chǎn) 生 氮 氣 孔 的 關(guān) 鍵 。CO2氣 體 保 護(hù) 焊 的 工 藝 參 數(shù) ：CO2氣 體 保 護(hù) 焊 時(shí) ， 由 于 熔 滴 過(guò) 渡 的 不 同 形 式 ， 需 采 用 不 同 的 焊 接 工 藝 參 數(shù)（ 1） 短 路 過(guò) 渡 時(shí) 的 工 藝 參 數(shù) 短 路 過(guò) 渡 焊 接 采 用 細(xì) 絲 焊 ， 常 用 焊 絲 直 徑 為Φ ～ ， 隨 著 焊 絲 直 徑 增 大 ， 飛 濺 顆 粒 都 相 應(yīng) 增 大 。 短 路 過(guò) 渡 焊 接 時(shí) ， 主 要的 焊 接 工 藝 參 數(shù) 有 電 弧 電 壓 、 焊 接 電 流 、 焊 接 速 度 ， 氣 體 流 量 及 純 度 ， 焊 絲 深 出長(zhǎng) 度 。1） 電 弧 電 壓 及 焊 接 電 流 電 弧 電 壓 是 短 路 過(guò) 渡 時(shí) 的 關(guān) 鍵 參 數(shù) ， 短 路 過(guò) 渡 的特 點(diǎn) 是 采 用 低 電 壓 。 電 弧 電 壓 與 焊 接 電 流 相 匹 配 ， 可 以 獲 得 飛 濺 小 ， 焊 縫 成 形 良好 的 穩(wěn) 定 焊 接 過(guò) 程 。 Φ 一 般 參 數(shù) 為 電 壓 19伏 ； 電 流 120～ 135。 　 　2） 焊 接 速 度 隨 著 焊 接 速 度 的 增 加 ， 焊 縫 熔 寬 、 熔 深 和 余 高 均 減 小 。 焊 速過(guò) 高 ， 容 易 產(chǎn) 生 咬 邊 和 未 焊 透 等 缺 陷 ， 同 時(shí) 氣 體 保 護(hù) 效 果 變 壞 ， 易 產(chǎn) 生 氣 孔 。 焊接 速 度 過(guò) 低 ， 易 產(chǎn) 生 燒 穿 ， 組 織 粗 大 等 缺 陷 ， 并 且 變 形 增 大 ， 生 產(chǎn) 效 率 降 低 。 因此 ， 應(yīng) 根 據(jù) 生 產(chǎn) 實(shí) 踐 對(duì) 焊 接 速 度 進(jìn) 行 正 確 的 選 擇 。 通 常 半 自 動(dòng) 焊 的 速 度 不 超 過(guò),自 動(dòng) 焊 的 速 度 不 超 過(guò) 。3） 氣 體 的 流 量 及 純 度 氣 體 流 量 過(guò) 小 時(shí) ， 保 護(hù) 氣 體 的 挺 度 不 足 ， 焊 縫 容 易產(chǎn) 生 氣 孔 等 缺 陷 ； 氣 體 流 量 過(guò) 大 時(shí) ， 不 僅 浪 費(fèi) 氣 體 ， 而 且 氧 化 性 增 強(qiáng) ， 焊 縫 表 面上 會(huì) 形 成 一 層 暗 灰 色 的 氧 化 皮 ， 使 焊 縫 質(zhì) 量 下 降 。 為 保 證 焊 接 區(qū) 免 受 空 氣 的 污 染 ，當(dāng) 焊 接 電 流 大 或 焊 接 速 度 快 ， 焊 絲 伸 出 長(zhǎng) 度 較 長(zhǎng) 以 及 室 外 焊 接 時(shí) ， 應(yīng) 增 大 氣 體 流量 。 通 常 細(xì) 絲 焊 接 時(shí) ， 氣 體 流 量 在 15～ 25L/min 之 間 。 CO2氣 體 的 純 度 不 得 低 于%。 同 時(shí) ， 當(dāng) 氣 瓶 內(nèi) 的 壓 力 低 于 1Mpa,就 應(yīng) 停 止 使 用 ， 以 免 產(chǎn) 生 氣 孔 。 這 是 因廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 35 頁(yè) 共 42 頁(yè) 為 氣 瓶 內(nèi) 壓 力 降 低 時(shí) ， 溶 于 液 態(tài) CO2中 的 水 分 汽 化 量 也 隨 之 增 大 ， 從 而 混