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本書內(nèi)容包括焊件的定位原理及定位器設(shè)計；焊接工裝夾具特點及作用；焊接工裝夾具的動力裝置；焊接工裝夾具的設(shè)計方法；焊接變位機械，包括焊件變位機械、焊機變位機械、焊工變位機械的特點及應(yīng)用；焊接機器人與焊件變位機械的特點、精度及控制要求等；典型焊接工裝夾具應(yīng)用實例，包括汽車裝焊夾具、自動化焊接工裝等。本書注重內(nèi)容的系統(tǒng)性和科學(xué)性，在重點介紹基本原理的同時，突出實用性；對應(yīng)用于焊接生產(chǎn)中的工裝夾具實例進行分析，便于學(xué)生聯(lián)系實際，舉一反三，增強工程意識；采用現(xiàn)行國家標(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。增補了機器人焊接工作站及典型工件的工裝夾具設(shè)計過程、工裝夾具防錯介紹，還有工裝夾具的設(shè)計管理、使用管理及維護保養(yǎng)。對機器人目前國內(nèi)外發(fā)展情況作了補充，增加了點焊機器人基本知識等內(nèi)容。

本書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、畢業(yè)設(shè)計參考書，也可供有關(guān)專業(yè)師生和從事焊接工裝夾具設(shè)計的工程技術(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)過程中，焊接所需要的工時較少，而約占全部加工工時2/3以上的時間是用于備料、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械化和自動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、豐富的實踐經(jīng)驗、穩(wěn)定的焊接水平，同時焊接又是一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射性大的工作。工業(yè)機器人的出現(xiàn)使人們自然而然想到用它代替人的手工焊接，減輕焊工的勞動強度，同時也可以改善焊接質(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。

焊接變位機械是通過改變焊件、焊機或焊工空間位置來實現(xiàn)機械化、自動化焊接的各種機械裝置。焊件變位機械包括焊接變位機、滾輪架、回轉(zhuǎn)臺和翻轉(zhuǎn)機等，焊機變位裝置包括焊接操作機、電渣焊立架等，工業(yè)機器人可以認(rèn)為是特殊的焊接操作機。焊工升降臺是改變工人空間操作位置的機械裝置。以上裝置可以大大減輕工人勞動強度，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現(xiàn)正常的生產(chǎn)，否則僅靠人力是無法完成工件裝夾工作的。

為配合焊工、焊接變位機械或機器人能夠進行快速高質(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、正確定位及可靠夾緊已成為進行零部件焊接的先決條件。未來的焊接工裝夾具正朝著高效、系統(tǒng)、自動化、環(huán)保、智能化方向發(fā)展，而如何快速、科學(xué)、正確而經(jīng)濟地設(shè)計這些裝備，也是不少企業(yè)面臨的一個難題。

《焊接工裝夾具設(shè)計及應(yīng)用》自出版以來，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)，使該書有些內(nèi)容無法適應(yīng)當(dāng)前社會的需要。這些年來，國內(nèi)外的焊接工裝夾具發(fā)展較快，特別是隨著時代的變化、應(yīng)用型教育的突出，促使本書要進行修訂，以適應(yīng)與時俱進的要求。

《焊接工裝夾具設(shè)計及應(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，例如增加了機器人焊接工作站及典型工件的工裝夾具設(shè)計過程、工裝夾具防錯介紹，還有工裝夾具的設(shè)計管理、使用管理及維護保養(yǎng)；對機器人目前國內(nèi)外發(fā)展情況作了補充，增加了點焊機器人基本知識。但從實際要求看，仍存在許多沒有回答的問題和欠缺，需待新的研究展開，并取得一定成果后再行增補。

本書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、畢業(yè)設(shè)計參考書，也可供有關(guān)專業(yè)師生和從事焊接工裝夾具設(shè)計的工程技術(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）表示誠摯的謝意，這些文獻及案例充實了本書的內(nèi)容，有助于修訂工作，對焊接工裝夾具設(shè)計技術(shù)的發(fā)展起到推動作用。

限于筆者水平，錯漏之處在所難免，歡迎讀者不吝指正。

編者

緒論

一、焊接機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2

四、焊接機械裝備的設(shè)計原則和應(yīng)注意的問題3

五、焊接工裝與焊接生產(chǎn)過程低成本機械化和自動化5

第一章焊件的定位原理及定位器設(shè)計

第一節(jié)焊件的定位原則10

一、六點定則原理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)計原則32

第二節(jié)焊件所需夾緊力的確定32

一、板材焊接時夾緊力的確定32

二、梁式構(gòu)件焊接時所需夾緊力的確定38

三、定位及夾緊符號的標(biāo)注42

第三節(jié)手動夾緊機構(gòu)44

一、手動夾緊機構(gòu)的分類及特點44

二、楔塊夾緊機構(gòu)51

三、螺旋夾緊機構(gòu)54

四、圓偏心夾緊機構(gòu)56

五、彈簧夾緊機構(gòu)62

第四節(jié)復(fù)合夾緊機構(gòu)63

一、杠桿夾緊機構(gòu)63

二、杠桿-鉸鏈夾緊機構(gòu)64

三、偏心輪-杠桿夾緊機構(gòu)75

第五節(jié)柔性夾緊機構(gòu)78

一、柔性夾具78

二、組合夾具79

三、專用夾具84

四、焊接專用組合夾具實例分析85

習(xí)題與思考題96

第三章焊接工裝夾具的動力裝置

第一節(jié)氣壓傳動裝置98

一、氣壓傳動裝置的特點98

二、氣缸的類型、出力計算及安裝方式99

第二節(jié)液壓傳動裝置104

一、液壓傳動裝置的特點104

二、液壓缸的類型、出力計算及安裝方式105

第三節(jié)氣動和液壓傳動裝置的選擇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)計方法

第一節(jié)焊接工裝夾具的設(shè)計原則119

一、工藝性原則119

二、經(jīng)濟性原則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)計步驟與內(nèi)容122

一、焊接工裝夾具的設(shè)計步驟122

二、裝配及焊接夾具的設(shè)計內(nèi)容124

三、焊接工裝夾具的設(shè)計通則126

第三節(jié)焊接工作站及工裝夾具的設(shè)計和使用127

一、前副車架焊接工作站簡介127

二、摩托車車架焊接工序及工裝夾具設(shè)計133

三、焊接工裝防錯140

四、焊接工裝設(shè)計管理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

第五章焊接變位機械

第一節(jié)概述154

一、焊接變位機械的分類154

二、焊接變位機械應(yīng)具備的性能154

第二節(jié)焊件變位機械155

一、焊接變位機155

二、焊接滾輪架169

三、焊接翻轉(zhuǎn)機187

四、焊接回轉(zhuǎn)臺192

第三節(jié)焊機變位機械194

一、焊接操作機194

二、電渣焊立架206

第四節(jié)焊工變位機械208

一、焊工升降臺的分類與結(jié)構(gòu)208

二、焊工升降臺的驅(qū)動及主要參數(shù)214

習(xí)題與思考題215

第六章焊接機器人及其機械裝備

第一節(jié)焊接機器人217

一、焊接機器人概述217

二、弧焊機器人的組成及腕、臂部的傳動控制特征222

三、點焊機器人227

四、采用焊接機器人的注意事項230

五、焊接機器人專用夾具的設(shè)計232

第二節(jié)焊接機器人用的焊件變位機械233

一、焊件變位機械與焊接機器人的運動配合及精度233

二、焊接機器人用焊件變位機械的結(jié)構(gòu)及傳動234

三、弧焊機器人焊接工裝夾具的特點與設(shè)計原則238

四、焊接機器人工作站應(yīng)用240

習(xí)題與思考題243

第七章焊接工裝夾具實例

第一節(jié)汽車裝焊夾具245

一、汽車裝焊夾具的特點245

二、車門裝焊夾具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題255

第二節(jié)自動化焊接工裝255

一、汽車消聲器縱縫自動化焊接工裝255

二、馬鞍埋弧自動焊機256

三、全位置管道自動焊機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

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