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本書(shū)內(nèi)容包括焊件的定位原理及定位器設(shè)計(jì)；焊接工裝夾具特點(diǎn)及作用；焊接工裝夾具的動(dòng)力裝置；焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)方法；焊接變位機(jī)械，包括焊件變位機(jī)械、焊機(jī)變位機(jī)械、焊工變位機(jī)械的特點(diǎn)及應(yīng)用；焊接機(jī)器人與焊件變位機(jī)械的特點(diǎn)、精度及控制要求等；典型焊接工裝夾具應(yīng)用實(shí)例，包括汽車裝焊夾具、自動(dòng)化焊接工裝等。本書(shū)注重內(nèi)容的系統(tǒng)性和科學(xué)性，在重點(diǎn)介紹基本原理的同時(shí)，突出實(shí)用性；對(duì)應(yīng)用于焊接生產(chǎn)中的工裝夾具實(shí)例進(jìn)行分析，便于學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，舉一反三，增強(qiáng)工程意識(shí)；采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；每章末列有習(xí)題與思考題。

第3版內(nèi)容反映了當(dāng)前焊接工裝夾具及其他一些裝備的應(yīng)用現(xiàn)狀。增補(bǔ)了機(jī)器人焊接工作站及典型工件的工裝夾具設(shè)計(jì)過(guò)程、工裝夾具防錯(cuò)介紹，還有工裝夾具的設(shè)計(jì)管理、使用管理及維護(hù)保養(yǎng)。對(duì)機(jī)器人目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況作了補(bǔ)充，增加了點(diǎn)焊機(jī)器人基本知識(shí)等內(nèi)容。

本書(shū)可作為高等工科院校焊接技術(shù)與工程專業(yè)、材料成形及控制工程專業(yè)的教材和專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考書(shū)，也可供有關(guān)專業(yè)師生和從事焊接工裝夾具設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員、管理人員和操作人員參考使用。

焊接工裝夾具就是將焊件準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，便于焊件進(jìn)行裝配和焊接，保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備。在焊接生產(chǎn)過(guò)程中，焊接所需要的工時(shí)較少，而約占全部加工工時(shí)2/3以上的時(shí)間是用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大地影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的焊接裝備。

眾所周知，焊接加工要求焊工具有熟練的操作技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、穩(wěn)定的焊接水平，同時(shí)焊接又是一種勞動(dòng)條件差、煙塵多、熱輻射性大的工作。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)使人們自然而然想到用它代替人的手工焊接，減輕焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也可以改善焊接質(zhì)量和提高焊接效率。目前用得最多的是模仿人手臂功能的多關(guān)節(jié)式機(jī)器人，可以使焊槍的空間和姿態(tài)調(diào)至任意狀態(tài)，以滿足不同位置及不同接頭形式的焊接需要。

焊接變位機(jī)械是通過(guò)改變焊件、焊機(jī)或焊工空間位置來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化焊接的各種機(jī)械裝置。焊件變位機(jī)械包括焊接變位機(jī)、滾輪架、回轉(zhuǎn)臺(tái)和翻轉(zhuǎn)機(jī)等，焊機(jī)變位裝置包括焊接操作機(jī)、電渣焊立架等，工業(yè)機(jī)器人可以認(rèn)為是特殊的焊接操作機(jī)。焊工升降臺(tái)是改變工人空間操作位置的機(jī)械裝置。以上裝置可以大大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，但是這些裝備必須借助于焊接工裝夾具才能實(shí)現(xiàn)正常的生產(chǎn)，否則僅靠人力是無(wú)法完成工件裝夾工作的。

為配合焊工、焊接變位機(jī)械或機(jī)器人能夠進(jìn)行快速高質(zhì)量的焊接，需要提供優(yōu)質(zhì)可靠的焊接工裝夾具。工裝夾具的合理設(shè)計(jì)、正確定位及可靠夾緊已成為進(jìn)行零部件焊接的先決條件。未來(lái)的焊接工裝夾具正朝著高效、系統(tǒng)、自動(dòng)化、環(huán)保、智能化方向發(fā)展，而如何快速、科學(xué)、正確而經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)這些裝備，也是不少企業(yè)面臨的一個(gè)難題。

《焊接工裝夾具設(shè)計(jì)及應(yīng)用》自出版以來(lái)，頗受廣大讀者的認(rèn)同與歡迎。隨著焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是智能制造等工業(yè)技術(shù)的出現(xiàn)，使該書(shū)有些內(nèi)容無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的需要。這些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的焊接工裝夾具發(fā)展較快，特別是隨著時(shí)代的變化、應(yīng)用型教育的突出，促使本書(shū)要進(jìn)行修訂，以適應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)的要求。

《焊接工裝夾具設(shè)計(jì)及應(yīng)用》第3版內(nèi)容反映了當(dāng)前焊接工裝夾具及其他一些裝備的應(yīng)用現(xiàn)狀，在第2版的基礎(chǔ)上增加了一些新內(nèi)容，例如增加了機(jī)器人焊接工作站及典型工件的工裝夾具設(shè)計(jì)過(guò)程、工裝夾具防錯(cuò)介紹，還有工裝夾具的設(shè)計(jì)管理、使用管理及維護(hù)保養(yǎng)；對(duì)機(jī)器人目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況作了補(bǔ)充，增加了點(diǎn)焊機(jī)器人基本知識(shí)。但從實(shí)際要求看，仍存在許多沒(méi)有回答的問(wèn)題和欠缺，需待新的研究展開(kāi)，并取得一定成果后再行增補(bǔ)。

本書(shū)可作為高等工科院校焊接技術(shù)與工程專業(yè)、材料成形及控制工程專業(yè)的教材和專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考書(shū)，也可供有關(guān)專業(yè)師生和從事焊接工裝夾具設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員、管理人員和操作人員參考使用。

在此向所援引文獻(xiàn)的各位作者和工裝案例提供者（易平軍、段云倫、鄧宏勝、周洪、黃堯、康洽惠、曾鴻波、鄔波濤等）表示誠(chéng)摯的謝意，這些文獻(xiàn)及案例充實(shí)了本書(shū)的內(nèi)容，有助于修訂工作，對(duì)焊接工裝夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。

限于筆者水平，錯(cuò)漏之處在所難免，歡迎讀者不吝指正。

編者

緒論

一、焊接機(jī)械裝備的作用與分類1

二、焊接工裝的作用2

三、焊接工裝的特點(diǎn)2

四、焊接機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)原則和應(yīng)注意的問(wèn)題3

五、焊接工裝與焊接生產(chǎn)過(guò)程低成本機(jī)械化和自動(dòng)化5

第一章焊件的定位原理及定位器設(shè)計(jì)

第一節(jié)焊件的定位原則10

一、六點(diǎn)定則原理10

二、焊件在夾具中的定位方法12

三、N-2-1定位原理12

第二節(jié)定位方法及定位器與夾具體14

一、基準(zhǔn)的概念及分類14

二、定位基準(zhǔn)的選擇原則14

三、平面定位15四、圓孔定位17

五、外圓柱面定位17

六、組合表面定位20

七、型面定位20

八、定位器21

九、夾具體24

第三節(jié)焊接工裝夾具定位方案的設(shè)計(jì)方法及步驟26

一、定位基準(zhǔn)的確定26

二、定位器結(jié)構(gòu)及布局的確定27

三、定位原理的應(yīng)用27

四、確定定位器的材料及技術(shù)要求28

習(xí)題與思考題29

第二章焊接工裝夾具的結(jié)構(gòu)分析

第一節(jié)對(duì)夾緊裝置的基本要求31

一、夾緊裝置的組成31

二、夾緊裝置的分類31

三、夾緊裝置的基本要求31

四、夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則32

第二節(jié)焊件所需夾緊力的確定32

一、板材焊接時(shí)夾緊力的確定32

二、梁式構(gòu)件焊接時(shí)所需夾緊力的確定38

三、定位及夾緊符號(hào)的標(biāo)注42

第三節(jié)手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)44

一、手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn)44

二、楔塊夾緊機(jī)構(gòu)51

三、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)54

四、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)56

五、彈簧夾緊機(jī)構(gòu)62

第四節(jié)復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)63

一、杠桿夾緊機(jī)構(gòu)63

二、杠桿-鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)64

三、偏心輪-杠桿夾緊機(jī)構(gòu)75

第五節(jié)柔性?shī)A緊機(jī)構(gòu)78

一、柔性?shī)A具78

二、組合夾具79

三、專用夾具84

四、焊接專用組合夾具實(shí)例分析85

習(xí)題與思考題96

第三章焊接工裝夾具的動(dòng)力裝置

第一節(jié)氣壓傳動(dòng)裝置98

一、氣壓傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)98

二、氣缸的類型、出力計(jì)算及安裝方式99

第二節(jié)液壓傳動(dòng)裝置104

一、液壓傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)104

二、液壓缸的類型、出力計(jì)算及安裝方式105

第三節(jié)氣動(dòng)和液壓傳動(dòng)裝置的選擇109

第四節(jié)磁力、真空夾緊裝置110

一、磁力夾緊裝置110

二、真空夾緊裝置112

第五節(jié)電動(dòng)夾緊裝置113

習(xí)題與思考題117

第四章焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)方法

第一節(jié)焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)原則119

一、工藝性原則119

二、經(jīng)濟(jì)性原則120

三、可靠性原則120

四、藝術(shù)性原則121

第二節(jié)焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容122

一、焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)步驟122

二、裝配及焊接夾具的設(shè)計(jì)內(nèi)容124

三、焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)通則126

第三節(jié)焊接工作站及工裝夾具的設(shè)計(jì)和使用127

一、前副車架焊接工作站簡(jiǎn)介127

二、摩托車車架焊接工序及工裝夾具設(shè)計(jì)133

三、焊接工裝防錯(cuò)140

四、焊接工裝設(shè)計(jì)管理150

五、焊接工裝夾具的使用要求151

六、焊接工裝夾具的檢修及使用管理151

習(xí)題與思考題152

第五章焊接變位機(jī)械

第一節(jié)概述154

一、焊接變位機(jī)械的分類154

二、焊接變位機(jī)械應(yīng)具備的性能154

第二節(jié)焊件變位機(jī)械155

一、焊接變位機(jī)155

二、焊接滾輪架169

三、焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)187

四、焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)192

第三節(jié)焊機(jī)變位機(jī)械194

一、焊接操作機(jī)194

二、電渣焊立架206

第四節(jié)焊工變位機(jī)械208

一、焊工升降臺(tái)的分類與結(jié)構(gòu)208

二、焊工升降臺(tái)的驅(qū)動(dòng)及主要參數(shù)214

習(xí)題與思考題215

第六章焊接機(jī)器人及其機(jī)械裝備

第一節(jié)焊接機(jī)器人217

一、焊接機(jī)器人概述217

二、弧焊機(jī)器人的組成及腕、臂部的傳動(dòng)控制特征222

三、點(diǎn)焊機(jī)器人227

四、采用焊接機(jī)器人的注意事項(xiàng)230

五、焊接機(jī)器人專用夾具的設(shè)計(jì)232

第二節(jié)焊接機(jī)器人用的焊件變位機(jī)械233

一、焊件變位機(jī)械與焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)配合及精度233

二、焊接機(jī)器人用焊件變位機(jī)械的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)234

三、弧焊機(jī)器人焊接工裝夾具的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)原則238

四、焊接機(jī)器人工作站應(yīng)用240

習(xí)題與思考題243

第七章焊接工裝夾具實(shí)例

第一節(jié)汽車裝焊夾具245

一、汽車裝焊夾具的特點(diǎn)245

二、車門(mén)裝焊夾具245

三、車身裝焊夾具251

四、微型汽車車身制造焊接工藝中需注意的問(wèn)題255

第二節(jié)自動(dòng)化焊接工裝255

一、汽車消聲器縱縫自動(dòng)化焊接工裝255

二、馬鞍埋弧自動(dòng)焊機(jī)256

三、全位置管道自動(dòng)焊機(jī)258

習(xí)題與思考題259

附錄

附錄1焊接夾具精度要求261

附錄2GB/T 198042005/ISO 13920：1996焊接結(jié)構(gòu)的一般尺寸公差和形位公差261

參考文獻(xiàn)

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