【導(dǎo)讀】對本文研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人與集體均已在文中作了明確標(biāo)明。完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)上海交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院可以將此文的全部或部分內(nèi)容編入。有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本文。學(xué)習(xí)費(fèi)、不能按時(shí)獲得畢業(yè)證書等），與畢業(yè)論文指導(dǎo)老師無關(guān)。件-座椅懸架基座對叉車的安全性和減振性起到了決定性的作用。焊接夾具作為重要的生產(chǎn)工藝裝備，在不同行業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用。難，有利于縮短焊件的生產(chǎn)周期，提高焊接生產(chǎn)率。叉車座椅的懸架基座主要由薄板沖壓后的零件組焊而成，精度要求不高，中等批量。設(shè)計(jì)過程，采用了現(xiàn)代的夾具設(shè)計(jì)方法，并對夾具的調(diào)試、使用以及保養(yǎng)等作了簡要說明。

　　

【正文】 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(diào)節(jié)止付螺絲的旋入量來調(diào)節(jié)彈簧力的大小從而調(diào)節(jié)其對外殼側(cè)邊支撐力的大小。此支撐 機(jī)構(gòu) 如圖 321 所示。 圖 321 外殼背側(cè) 彈性輔助支撐機(jī)構(gòu) 為了使外殼和 基座很好接觸，以及在轉(zhuǎn)動定位爪時(shí)不至于突然轉(zhuǎn)到位，而 對限位塊產(chǎn)生沖擊，故在定位爪 頂部增加彈性輔壓 裝置 如下圖 322。 此位置容易產(chǎn)生較大變形 銅墊板 斜塊 安裝塊 等高螺絲 止付螺絲 彈簧 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 19 圖 322 外殼頂部 彈性輔 壓裝置 夾緊方式與夾緊元 件選擇 一般夾緊元件分為氣動和手動夾緊器。 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(biāo)準(zhǔn)，在使用時(shí)選用即可。手動式夾緊器如圖 324 即是夾鉗，也已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)選用即可。 圖 323 氣 動 式 夾持器 圖 324 手 動式夾緊器 （ 1）夾緊方法 零件的夾緊方法分為直接夾緊和間接 夾緊 。 直接夾緊又分為直接夾緊主基準(zhǔn)面如圖 325 和直接夾緊輔助支撐面如圖 326，一般情況下，采用直接夾緊主基準(zhǔn)面。當(dāng)不能直接夾緊時(shí)，可以采用間接夾緊但應(yīng)設(shè)置限位和調(diào)整機(jī)構(gòu)如圖 327。 下圖中 S 面代表主基準(zhǔn)面， J 面代表為夾具輔助支撐面。 圖 325 直接夾緊主基準(zhǔn)面 圖 326 直接夾緊輔助支撐面 壓塊 定位爪壓塊 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 20 圖 327 間接夾緊 （ 2）夾緊方向 夾緊器應(yīng)該垂直夾緊在工件上如圖 328， 指向被夾緊件。 不能垂直夾緊時(shí)，角度應(yīng)控制在 5度以內(nèi)如圖 329。當(dāng)夾緊角度 超過 5 度，橫向擺動超過 時(shí)，應(yīng)為夾緊器設(shè)置限位機(jī)構(gòu)，以防止其擺動如圖 330。當(dāng)零件本身結(jié)構(gòu)的原因，而不會發(fā)生擺動時(shí)，不必設(shè)置限位。 圖 328 夾緊器垂直夾緊 圖 329 夾緊器小于 5 度時(shí)夾緊 圖 330 夾緊器大于 5 度時(shí)夾緊 （ 3） 夾緊器的回避量 手工操作的夾緊器回避量可參照下圖 331 圖 331 夾緊器的回避量 （ 4）夾緊力大小計(jì)算 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 21 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件時(shí)其夾緊力大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在焊接中會產(chǎn)生松動，造成產(chǎn)品 不良甚至 報(bào)廢。以下是焊接夾具的夾緊力與板件厚度的參考值 。 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(jì)算夾緊力， 圖 332 手動式四連桿夾緊力計(jì)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(shí)一般應(yīng)調(diào)在 5186。~10186。的范圍內(nèi)。 氣動式鉸鏈夾緊器也同樣計(jì)算。但是現(xiàn)在市場上買 到 的夾鉗在目錄中都已注明了相應(yīng)夾緊力的大小， 不必進(jìn)行計(jì)算， 故直接選用即可。 考慮到生產(chǎn)批量以及成本預(yù)算，由于手動夾鉗成本低市場上隨處可買、夾緊方便等特點(diǎn)，故全部采用手動夾緊器 垂直式夾鉗。 根據(jù)零部件特點(diǎn)， 底座采用四個(gè)垂直式夾鉗，分布壓住底座中間位置以及帶有 U 型支架的一側(cè) ， 如下圖 333 所示 。 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 22 圖 333 底座夾緊方式 臺階銷采用安裝在補(bǔ)高臺上的二個(gè)垂直式夾鉗側(cè)向壓緊。如下圖 334。 圖 334 臺階 銷 夾緊方式 阻尼器安裝 支架采用壓緊定位爪來達(dá)到壓緊其工件如下圖 335。 圖 335 阻尼器安裝支架夾緊方式 裝焊方案 從焊接件產(chǎn)品圖中看出，該組件采用一次裝夾即可把所有的 零件焊到位，不需要分焊。首先把底座放入焊接夾具內(nèi)，然后把 U 型支架放入定位銷內(nèi)，壓緊兩側(cè)邊的快速夾鉗。將外殼的凸緣插入底座的腰形孔中，臺階銷插入外殼相應(yīng)的孔中，壓緊安裝在補(bǔ)高臺上的兩快速夾鉗。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。由于該組件的焊縫長夾鉗壓塊 夾鉗壓塊 補(bǔ)高臺 夾鉗 夾鉗 臺階銷 臺階銷 夾鉗 定位爪 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 23 度較短，故焊接順序可以按操作者方便 焊接的 順序來定。初步擬定 為為先焊右側(cè) U 型支架的兩處角焊縫① 焊外殼左邊內(nèi)側(cè)的一處角焊縫② 底座折彎處與外殼后側(cè)部位的一處對接焊縫③ 左邊臺階銷的兩處角焊縫④ 阻尼器支架的兩處角焊縫⑤ 右邊臺階銷的兩處角焊縫⑥ 外殼右內(nèi)側(cè)一處角焊縫⑦ 左側(cè) U 型支架的兩處角焊縫⑧如下圖 336 所示。 圖 336 裝焊方案 經(jīng)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(bǔ)高臺、定位塊、輔助支撐塊、夾鉗安裝塊、在補(bǔ)高臺上安裝有夾鉗安裝塊、墊板、定位爪 、安裝基座 等構(gòu)成整個(gè)夾具如圖 337 所示 。 圖 337 整個(gè)裝焊夾具三維圖 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 24 本章小結(jié) 本章主要介紹 焊接夾具的設(shè)計(jì)原則、方法與步驟，并 針對該焊接組件 的方案設(shè)計(jì)， 對夾具體、定位方式和夾緊方式選擇以及裝焊方案的確定 做了詳細(xì)描述 ，并最終確定了整個(gè)焊接夾具結(jié)構(gòu)。先進(jìn)的夾具設(shè)計(jì)方法將會減少夾具設(shè)計(jì)的工時(shí)，減輕設(shè)計(jì)者的工作，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把能想到的方案羅列出來進(jìn)行對比，最后選出一個(gè)最合適的方案。 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 25 第 四 章 叉車座椅焊接夾具詳細(xì)零部件設(shè)計(jì) 夾具體 在前一章節(jié)已經(jīng)介紹了夾具體種類，并針對該焊接夾具選擇了固定式夾具體，由于夾具長 +寬=,屬于中小型夾具，其結(jié)構(gòu)由夾具平臺和角座組成如下圖 41 所 示。 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。夾具平臺又由底板、槽鋼、吊耳組成如下圖 42。 圖 42 夾具平臺 底板選用 45材料，大小為 L600mm x W800mm x t25mm 如圖 43。為了方便鉗工在具體裝配補(bǔ)高臺、定位塊等零件時(shí)，能夠快速測量尺寸，準(zhǔn)確確定其安裝位置，需在底板上開有刻度線，深度和寬度都為 ,其刻度線間距為 100。在底板上開有 5 個(gè)基準(zhǔn)孔，大小為 ￠ 10，并且 在基準(zhǔn)孔附近刻上鋼字碼，并注明坐標(biāo)數(shù)值。 角座夾鉗 夾具平臺 底板 吊耳 槽鋼 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 26 圖 43 底板 槽鋼選用 10 號槽鋼，其槽鋼標(biāo)準(zhǔn)為 GB7071988，其長度分別 2 根 660mm、 2 根 450mm。四根槽鋼組焊成下框架。 吊耳選用 Q235 材料，厚度 25mm， 每邊各布置兩個(gè)，注意吊耳布置后，起吊時(shí)重心應(yīng)盡量靠近夾具中心，且鋼絲繩不 與 夾具發(fā)生干涉。吊耳與 夾具體中的槽鋼組焊而成，要求焊接牢固、可靠。 固定角座 角座由槽鋼連接板、方管連接板、方管、聯(lián)接板、螺母、螺栓、擋塊、水平調(diào)整腳組成如圖44 所示。 圖 44 角 座 槽鋼連接板材料為 Q235,尺寸為 100x100x20。槽鋼連接板材料 為 Q235，尺寸為 100x100x20,方管采用 60X60X5，連接板材料為 45,尺寸為 100X100X20，螺栓采用六角頭螺栓（ GB/T 578020xx）M16X90，墊板材料為 Q235，尺寸為 ￠ 50x15 。擋塊材料為 Q235，尺寸為 60x40x15,，水平調(diào)整腳由三塊板焊接而成，總體尺寸為 110x100x80。 刻度線 基準(zhǔn)孔 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 27 夾具平臺底板上表面的平面度 以下，放在檢測用的平臺上測量夾具底板上表面的粗糙度 .，且必須進(jìn)行低 溫退火處理，同時(shí)在設(shè)計(jì)圖中及零件清單中有低溫退火的標(biāo)注。 定位元件 定位銷 工件定位的定位銷通常有圓形和菱形之分，常見的 圓形定位銷如下圖 45 所示。 圖 45 圓形定位銷 其中（ a）、（ f） 用于 大孔定位，（ b）、（ e）、（ g）用于小孔定位， （ c）、（ d） 既 可用于大孔也可用于小孔定位， （ h）一般用于兩零件件聯(lián)接定位用。（ a）、（ b）、（ c）、（ g）、（ h）為固定定位銷， (d)、（ e）、（ f）為可換定位銷。 菱形定位銷 如圖 46 所示， 常 用于大孔或腰形孔。 圖 46 菱形定位銷 定位銷 的安裝以及使用場合有如下幾種方式。 （ 1） 直接壓入式 當(dāng)定位銷 采用壓入式安裝時(shí)， 定位銷與孔采用過渡配合，其裝配按 H7/m6配合裝配。選用 A 型時(shí) 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。選用 B 型 時(shí)如圖 48 所示， 只適合大孔 的 定位 ，適用于底面接觸面積大的場合。 選用 C型 時(shí) 如圖 49 所示 ， 只適合小孔的定位，選用時(shí)其定位 銷的 大圓柱面 長度方向 不能高出定位塊底面 ，上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 28 以免影響 工件 底面定位。 選用 D 型掛臺式定位銷 時(shí) 如圖 410 所示 ， 可用于小孔的定位。使用時(shí) 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~。 圖 47 直接壓入 A 型 圖 48 直接壓入 B 型 圖 49 直接壓入 C 型 圖 410 直接 壓入 D 型 （ 2） 徑向鎖緊式 當(dāng)需要方便拆卸時(shí)，可選用徑向鎖緊 （螺栓 +螺母） 的安裝方式，其定位銷與孔采用間隙配合，其裝配按 H7/h6 配合裝配。 A 型 用于大孔或小孔定位 如圖 411， B 型用于大孔定位 如圖 412。當(dāng)考慮到定位銷的定位穩(wěn)定性以及壽命時(shí)推薦用圖 413 所示帶切口的定位銷。 圖 411 徑向鎖緊 A 型 圖 412 徑向鎖緊 B 型 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 29 圖 413 切口定位銷 （ 3） 軸向鎖緊式 當(dāng) 由于空間位置的關(guān)系，需要 使用螺紋銷時(shí)，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。 圖 414 軸向鎖緊 A 型 圖 415 軸向鎖緊 B 型 根據(jù)以上的定位銷固定方式的選擇原則，由于定位 U 型支架 和定 位底座 的定位銷是小孔， 考慮后續(xù)壓緊平穩(wěn)，定位底面接觸面積大， 采用直接壓入 C 型 , 其定位銷裝配按 H7/m6 配合裝配 。 U 型支架 和底座 的 定位 小孔大小為 ￠ ~￠ ，取定位銷定位零件 外圓基本尺寸取為 ￠， 公差 上偏差為 0， 下偏差 ， 與定位塊定位 的 外圓 大小 取為 ￠ 8m6，定位塊上的 配合 孔取為 ￠ 8H6。 由于定位銷為標(biāo)準(zhǔn)件，通過查閱米思米標(biāo)準(zhǔn)手冊上，選用圓柱定位銷，型號為 KFS 。 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(biāo)準(zhǔn) MSV L20 42 個(gè)。 定位座 由于定位座是直接與工件接觸，必須考慮其使用壽命，故將定位座做成兩部分 定位塊和定位底座組成 如圖 416。定位底座 用普通而且便宜的 Q235 材料加工成，定位塊 用耐高溫 材料 SCM415并 滲碳 淬火