装配用的工夹具

一、装配用的工夹具

装配中使用的工夹具种类很多，一般可分为三大类，即装配工具、装配夹具和装配吊具，这里对装配吊具不做详细介绍。

1．装配工具

装配中用于零部件定位、找正、测量、检验及辅助工作(如起重)的工具，统称装配工具。用于测量检验的工具有线锤、角尺、水平软管(或水平尺)、卷尺、水准仪等，用于起重的工具有千斤顶、手拉葫芦等。

(1)线锤。

线锤用来检查零件的垂直度。当测量距离较长时，应选择重的线锤，以保证测量的准确性;距离不长时，可选用较小的线锤。

(2)水平软管。

水平软管由一根较长的橡皮管和两根短玻璃管组成，管内注入液体。用于测量较大构件的水平度，测量时，取两根高度相同的标杆，标杆上应有相同的刻度，在所测各点时，观察两根玻璃管内的水平高度是否相同，若高度都相同，说明构件的平面为水平。

(3)水准仪。

水准仪主要用来测量构件的水平线和高度，它由望远镜、水准器和基座等组成(图10－6)。它的主要功能是给予水平视线与测定各点间的高差。

水准仪对化工设备的现场安装作用较大，如塔体和球罐的柱脚基准测量、管道的敷设等。

图10－6　水准仪

(4)千斤顶。

它是一种利用刚性支承重物、顶举或提升重物的起重工具。起升高度虽然不大，但起重的重量可以很大，广泛地应用于金属构件装配中的顶、压，甚至可用于找正与造型等工作。千斤顶按其结构及工作原理的不同，可分为齿条式、螺旋式、液压式、液压分离式等。

2．装配夹具

在装配过程中，凡属用来对零部件施加外力，使其获得正确定位的工艺装备，统称为装配夹具。包括简单轻便的通用夹具和装配胎架用的专用夹具。

装配夹具对零件的紧固方式有夹紧、压紧、拉紧、顶紧(或撑开)等四种(图10－7)。

装配夹具按其动力源来分，可分为手动、气动、液压、磁力夹紧等方式。

图10－7　装配夹具的四种紧固方式

(1)手动夹具。

①楔条夹具是利用锤击或用其他机械方法获得外力，利用楔条的斜面移动，将外力转变为所需的夹紧力，从而达到对工件的夹紧。

图10－8为楔条夹紧的两种基本形式。

图10－8　楔条夹紧的示意

图10－8(a)为楔条直接作用于工件上，这种方式要求被夹紧的工件表面比较平整、光滑。图10－8(b)为楔条通过中间元件把作用力传到工件上，改善了楔条与工件表面的接触情况。

为保证楔条夹具在使用过程中能自锁，楔条(或楔板)的楔角α一般采用10°～15°。楔角不能超过摩擦角，否则就不能自锁。若需要增加楔条的作用力，可在其下面加入垫块，不可增加楔条厚度而随意加大楔角。

图10－9是楔条夹具的几种应用实例。

图10－9　楔条夹具的应用实例

图10－9(a)是用楔口夹板，直接将型钢和板料夹紧。

图10－9(b)是U形夹板和楔条联合使用，用楔条打入而夹紧，但楔的斜面角不能太大，否则就不能达到自锁。

图10－9(c)和图10－9(d)是带嵌板的楔条夹具。楔条的截面形状可以做成矩形或圆形。这种夹具主要用于对齐板料，因为使用了嵌板，所以，应在板料对接处有间隙的情况下才能使用。

图10－9(e)是用角钢制作的简易斜楔。将适当长度的角钢气割成楔形，并在较低的板料上焊上一小段角钢，将楔子敲入就能对齐板料。角钢楔条夹具简单易行，对化工现场检修更能体现出优越性，但使用时应以点焊固定在构件上，用完后应将夹具敲掉，并凿平(或磨平)焊疤。

②杠杆夹是利用杠杆原理将工件夹紧的。图10－10为装配中常用的几种简易的杠杆夹具，它既能用于夹紧，又能用于矫正和翻转钢材。

图10－10　常用的几种撬杠

③螺旋式夹具是通过丝杆与螺母间的相对运动传递外力，使之达到紧固零件的，它具有夹、压、拉、顶、撑等多种功能。

a．弓形螺旋夹(又称C形夹)是利用丝杆起夹紧作用的。常用的弓形螺旋夹有如下几种结构(图10－11)。

图10－11(a)的弓形螺旋夹断面成丁字形，这种结构重量轻、刚性好。图10－11(b)的弓形螺旋夹断面成工字形，其强度比丁字形断面高。大型的弓形螺旋夹，为了减轻其重量，便于使用，又不影响其强度，可在弓形板上开孔，见图10－11(c)。为了提高弓形螺旋夹的强度和刚度，断面也可制成箱形结构，见图10－11(d)。

b．螺旋拉紧器是利用丝杆起拉紧作用的，其形式有多种。图10－12(a)为简单的螺旋拉紧器，旋转其螺母就可起到拉紧作用;图10－12(b)和图10－12(c)的拉紧器有两根独立的丝杆，丝杆上两端的螺纹方向相反(即左、右螺纹)，两螺母用扁钢连成一体，旋转螺母时，便能调节丝杆的距离，起到拉紧作用，如果将丝杆端头的弯钩或矩形板点焊在工件上，还可以起到定位和推撑的作用;图10－12(d)为双头螺栓的拉紧器，螺栓两端的螺纹方向相反，旋转螺栓即可以调节两端头的距离。

图10－11　弓形螺旋夹

图10－12　螺旋拉紧器

c．螺旋压紧器通常是将支架临时焊固在工件上，再用丝杆起压紧作用的。图10－13(a)为常用的固定螺旋压紧器，在对接板件时，借助L形铁达到调整钢板高低的目的;图10－13(b)是借助U形铁达到压紧的目的。

图10－13　螺旋压紧器的形式与应用

d．螺旋推撑器是起顶紧或撑开作用，不仅可用于装配中，还可用于矫正零件。图10－14(a)是最简单的螺旋顶具，它由丝杆、螺母、圆管组成，这种螺旋顶具头部是尖的，不利于保护零件表面，只适用于顶撑表面精度要求不高的厚板或较大的型钢。如图10－14(b)所示，在丝杆头部增加了活动垫铁，顶压时不会损伤工件，也不容易打滑。图10－14(c)所示的推撑器丝杆，具有正反方向的螺纹，可加快顶、撑动作。

图10－14　螺旋推撑器

e．组合夹具是利用横向与上下一组左右螺旋焊制而成的，可调节两钢板的左右与上下拼缝的对口位置差，达到按要求组对的目的。这种夹具用来组对圆筒构件的拼缝非常方便、准确，适用于装配不同直径和壁厚的圆筒。如图10－15所示，弯臂1焊有用来夹紧钢板的弓形卡，螺杆2用来夹紧钢板，旋转拉紧螺杆3就可调节接缝间隙的大小，而接缝的高低偏差用螺杆4来调节。

图10－15　组合夹具

1．弯臂　2、4．螺杆　3．拉紧螺杆

f．偏心夹具是利用一种转动中心与几何中心不重合的偏心零件来实现夹紧的，如图10－16所示。生产中根据工作表面外形的不同，可分为圆偏心轮和曲线偏心轮两种形式。偏心夹具以弹簧或固定销轴为支点，并要求能够自锁。

偏心夹具的特点是:夹紧动作快，制造比较容易，但夹紧力较小，只能用于无振动或振动较小的场合。

此外，还有利用弹簧的弹性来实现夹紧的弹性夹具。

(2)气动夹具。

图10－16　偏心夹具

它主要由汽缸、活塞和活塞杆组成，是利用其汽缸内的压缩空气的压力推动活塞，使活塞杆作直线运动，施加夹紧力的装置，如图10－17所示。

图10－17　气动夹具的工作方式

(3)液压夹具。

液压夹具的工作原理与气动夹具相似，如图10－18所示。其优点是:比气动夹具有更大的压紧力，夹紧可靠，工作平稳;缺点是液体容易泄漏，辅助装置多且维修不便。

(4)磁力夹具。

它主要靠磁力吸紧工件，可分为永磁式和电磁式两种类型，应用较多的是电磁式磁力夹具，如图10－19所示。磁力夹具操

图10－18　液压夹具

图10－19　磁力夹具

作简便，而且对工件表面质量无影响，但其夹紧力通常不是很大。