焊接工装夹紧机构结构设计
焊接工装夹紧机构结构设计[20191208103204]
摘要
说明书研究了矩形块的焊接工装夹紧机构结构，文中首先叙述了该课题的来源和研究背景，分析了焊接工装夹紧机构在现代制造业中的地位、国内外的发展现状及发展前景，接着分析了焊接工装夹紧机构的工作原理、主要组成部分及其所实现的功能，在实现夹紧的基础上还要实现焊件的翻转。在此基础上阐述了该焊接工装夹紧机构的设计思路，参考相应的资料，确定该焊接工装夹紧机构的材料、总体尺寸，绘制装配图，完成焊接工装夹紧机构的总体设计。继而进行细化，绘制相应的零件图、选择适合的电机和联轴器等标准件，完成焊接工装夹紧机构的设计。
关键字:焊接工装夹紧机构翻转机构
Keywords: Welding equipment Clamping mechanism Flip agency目录
1.绪论 1
1.1焊接工装 1
1.1.1焊接工装的组成与分类 1
1.1.2焊接工装的作用 1
1.1.3焊接工装的设计原则及思路 2
1.2课题介绍 2
1.2.1课题的来源 2
1.2.2课题的研究背景 3
1.2.3课题的主要任务 3
2.焊接工装夹具 4
2.1焊接工装夹具的设计原则 4
2.2焊接工装夹具的设计步骤与内容 4
2.3焊接工装夹具结构总体设计 5
2.3.1焊接工装夹具的工作原理 5
2.3.2焊接工装夹具的组成 5
3.焊接工装夹具结构设计 7
3.1焊接工装材料的选择 7
3.2电机的选择 7
3.3丝杠的设计 9
3.4夹紧机构的设计 11
3.5翻转运动机构的设计 12
3.6焊接工装夹具的装配 15
4.结语 17
参考文献 18
致谢 19
1.绪论
1.1焊接工装
1.1.1焊接工装的组成与分类
目前当下，跟随者科学技术水平的进步，焊接工装的结构越来越大，容量越来越高。焊接工装设备要有较高的耐磨度，同时还要求具有耐腐蚀，耐动载的性能，并且要求焊接工装能够在较低的温度下能够正常工作。为了更早的实现焊接工装设备的机械化，减少人为因素对焊接的干扰，保证和稳定焊接质量，提高焊接的生产效率，从而达到改善焊工的劳动条件的目的，我们需要发现更好的焊接工装材料，发明更好的焊接工装工艺，来制造质量更高，性能更好的焊接工装设备。
焊接机械装备分为：焊接工装夹具、焊接变位机械、焊接输送机械和其他从属装置。其中焊接工装夹具从夹紧力方式分为：手动、液压、气动、磁力、电动真空、以及混合式。由于焊接工装机械设备的使用范围不同，焊接机械装备又分为通用焊接工装机械设备和专用焊接工装机械设备两大类。
1.1.2焊接工装的作用
（1）使用焊接工装夹紧机构，可以通过定位器来对零件进行定位，不用再通过手动测量就能对零件进行装配，而且保证了零件装配的精度，大大的提高了机械装配的效率。
（2）由于焊件在夹具中可强行夹固或预先给予反形变，所以能控制或消除焊接变形。
（3）焊接过程当中可以确保各零件之间的相对位置，在大规模生产的时候提高被焊接件的质量，减少因为尺寸因素所带来的偏差。
（4）采用焊接工装变位机械，可以缩短在装配和施焊过程中焊件变位的时间，减少由于焊接变位所产生的辅助工时，提高焊接工装机械的利用率和焊接生产率。
（5）采用焊接变为机械可使焊件出于最有利的施焊位置。
（6）采用焊接变位机械可以扩大焊机的焊接范围。
（7）采用焊接机械装备后减少工序数量，节约车间使用面积。
1.1.3焊接工装的设计原则及思路
焊接工装机械设计的原则与其他机械设计的原则差不多，首先焊接工装机械设备必须要完成辅助焊接的任务，在完成这个任务的前提下最好还要让设备操作方便，生产设备的材料在符合生产要求的前提下要尽量满足经济性的要求，也就是说设计焊接工装机械既要能够完成焊接任务，同时还要尽量减少成本。
根据焊接工装机械设备的设计原则，通过对焊接任务的了解，确定对焊接工装设备的工作原理，然后再根据原理选择相对应的运动机制、传动方式、和大体的设备机构形式。然后对任务要求进行分析，确定各部分的动力，各个机构所传递的功率、转矩和力的大小，来对设备零件进行选择校核，从而能够让设备在规定的年限内能够正常工作以达到设备的最大化利用。
在具体设计的过程中，根据焊接工装机械所具有的特点，我们还要解决下面的问题：
（1）在焊接机械工装设备的传动系统中，应具有自锁性能。
（2）焊接装备应具有良好的通风条件，来使焊接烟尘很快散走。
（3）焊接装备的结构形式应有利于将积聚在其上的焊渣、焊剂、金属飞溅物、铁锈等赃物方便的清除出去。
（4）焊接装备不能影响施焊工艺的实施，要保证焊接机头具有良好的焊接可行性。
（5）焊接工装机械设备上的夹紧部分，不能在焊件受热发生形变时复位从而影响焊件的焊接精度。
1.2课题介绍
1.2.1课题的来源
当今的机械制造业中，焊接技术是一种非常重要的加工手段。最近的几年里，中国焊接技术水平得到了很大的提高，但是仍有很多地方使用着以前的传统焊接方式，那些传统的焊接技术生产效率相对较低，而且往往人为因素对焊接质量有着决定性的影响。在这个节奏越来越快的时代，传统焊接技术已经远远满足不了生产需要，伴随着巨大的市场压力，中国的焊接技术要向自动化、高效化的方向发展。焊接工装机械设备能够显著的提高焊接质量、降低焊接所需要的成本、减少以前的复杂工序、减少人为因素对焊件的影响，在现代化焊接技术中扮演着非常重要的角色。
1.2.2课题的研究背景
据有关专家分析：“到2020年焊接技术仍将是制造业的重要加工工艺。”焊接工装机械设备能够实现较为精确的焊接，降低了焊接成本，在完成任务的同时最大化提高了焊接效率。截止到目前，世界上还没有比焊接技术更普遍的方法能让金属连接在一起，从而让所焊接的产品发挥出更大的价值。
世界上的钢与其他金属的产量、种类不断的增加，对焊接工装机械设备的性能要求也越来越高。随着全球化的发展，世界制造加工基地向我国不断转移。和其他工业行业一样，我国的焊接工装设备制造业的水平也在不断提高。按照加工每亿吨钢材需要25万台焊机，我国每年有近3亿吨的钢材需要焊接加工，每年需要近75万台焊接工装机械设备，由此可见，在未来的几年内，焊接工装机械设备设计水平仍会不断提高。为了发展焊接工装机械设备制造业，我国焊接工装机械制造业要以市场为目标，对传统焊接工艺进行改造，对焊接工装机械设备进行优化。要加强现代化焊接技术的开发研究，要以更高效、更节能、更专业化、更自动化为目标，将焊接工装机械设备数字化，取代进口外国先进技术，争取出口到发达国家。我们的任务任重而道远，我们要抓住机遇，为我国的焊接技术水平的提高而努力而奋斗。
1.2.3课题的主要任务
矩形块焊接工装夹紧机构的设计主要是根据矩形块的运动关系，设计此焊接装备，使其能够运用到生产实际中，提高生产效率。主要内容包括：
(1)设计夹紧机构
(2)设计变位机构
(3)夹紧机构和变位机构的连接
2.焊接工装夹具
2.1焊接工装夹具的设计原则
焊接工装夹具是焊接生产前的一个重要的环节，焊接工装夹具要能够夹住焊件，让焊接作业能够顺利稳定的进行，同时焊接工装夹具还要能提高生产效率，减少加工准备工序，提高焊接质量，完成安全生产。为了实现以上目标，在设计时还要考虑以下基本原则：
1）实用性原则
实用性指焊接工装夹具的使用功能，即表现为焊接工装夹具要能在完成夹紧焊件的同时要满足操作简单、使用安全的要求，能让人在舒服的环境下对该机械设备进行操作。
2）经济性原则
经济性原则指在设计焊接工装夹紧机构时要尽量以最少的人力，花费尽量少的材料来最大化满足设计的要求。在对焊接工装夹紧机构设计前，要对焊接工装夹紧机构进行工艺分析，并对设计方案进行比较来确定所需要花费的成本。焊接工装夹紧机构的制造费用应该要低廉，那样才能在最短的时间内对投资成本回收。设计的时候要多选用标准件来保证结构的可靠性。同时设计专用的焊接工装夹紧机构能提高生产效率，降低生产产品所需要的成本。
3）可靠性原则
可靠性原则指焊接工装夹紧机构在有效试用期内，要能够正常的工作，这就需要焊接工装夹紧机构的材料必须满足刚度和强度的要求。在焊接时，焊接工装夹紧机构要能够承受住焊件所带来的压力，并在焊接过程中防止因为焊件受热膨胀而发生位移，来避免焊接过程出现误差。
2.2焊接工装夹具的设计步骤与内容
(1)确定设计任务，对焊接工装夹具进行了解对相关资料进行收集。
(2)对焊接工装夹具的设计方案进行拟定，绘制焊接工装夹具的结构草图。
(3)对焊接工装夹具各部分的传动力、传动效率、刚度、材料进行计算。
(4)绘制焊接工装夹具总的装配图，标注好整体机构尺寸、公差以及各零件之间的装配要求。
(5)绘制焊接工装夹具设计图中的非标准零件图。
(6)编写焊接工装夹具的设计说明书。
2.3焊接工装夹具结构总体设计
2.3.1焊接工装夹具的工作原理
矩形块焊接工装夹具主要有夹紧机构和变位机构组成，通过电机带动夹紧丝杠旋转从而让夹紧螺母带动滑块在滑轨上滑动来将矩形块夹紧。当矩形框被夹紧之后，夹紧电机停止工作。然后焊接枪通过机械手对其进行焊接。焊接完一部分之后，由伺服电机带动蜗杆进行缓慢旋转，从而带动支座板进行缓慢旋转。当转过90°之后，伺服电机停止工作，焊接枪通过机械手对矩形框侧面进行焊接。其运动示意图如图2-1所示
图2-1 焊接工装夹紧机构运动示意图
2.3.2焊接工装夹具的组成
(1)夹紧机构
夹紧机构主要由以下部分组成：
图2-2夹紧机构
1.底座 2.夹紧丝杠端座 3.滚珠丝杠螺母 4.夹紧滑块 5.夹紧丝杠杠 6滑轨 7.联轴器 8.步进电机
矩形块焊接工装夹具的夹紧机构主要由电机带动，电机通过联轴器带动滚珠丝杠进行旋转，同时丝杠螺母带动夹紧滑块在滑轨上进行滑动，当矩形块被夹紧时电机停止运作。
(2)翻转机构
翻转机构主要由以下部分组成：
图2-3 翻转机构
1.蜗轮 2.蜗杆 3.主轴 4联轴器 5.翻转电机
翻转机构主要由电机带动，通过联轴器让蜗杆进行顺时针或逆时针旋转来带动蜗轮进行旋转，从而带动主轴传动来让整个支座进行翻转，最终达到让矩形块变位的效果。 3.焊接工装夹具结构设计
3.1焊接工装材料的选择
材料是所有工业产品的物质基础，所有的工业设备都要根据该设备的用途，使用方法以及设备的工作环境来对材料做出选择。材料的种类非常多，性能也都各有不同。在设计的过程中，我们要根据材料的特性来选择最合适的材料。焊接工装夹具在实际生产过程中所需要承受的重力不大，所以对于材料的强度、刚度要求不高，依照以往焊接工装设计的参考资料和数据，我选择硬铝作为焊接工装夹具设计的主要材料。
3.2丝杠的设计
（1）选择丝杠副
丝杠副的种类不多，基本都是通过螺旋来传动，螺旋分为滑动螺旋，滚动螺旋，还有静压螺旋三种。滑动螺旋的制造成本低，加工过程简单，但由于滑动过程所产生的摩擦阻力非常大，导致其传动效率只有30%~40%.滚动螺旋的结构复杂，成本比较滑动螺旋相对较高，但是其传动效率非常搞一般在90%以上，且滚动螺旋运转平稳，工作寿命较长。静压螺旋传动效率也非常高，但螺母结构非常复杂，在运行时还要一套高要求的供油系统。所以我们采用滚动螺旋，选用滚珠丝杠。
（2）选择丝杠
选择滚珠丝杠，一般从丝杠的承载力上进行选择。它的计算公式为
（3-3）
其中：
——滚珠丝杠寿命系数（单位为 转）。 (其中， 为使用寿命时间，单位为 )，我们设计的是普通机械，使用寿命在5000-10000 之间
——载荷系数（平稳或轻度冲击时为1.0-1.2，中等冲击时为1.2-1.5，较大冲击或振动时为1.5-2.5）；
——硬度系数（ 时为1.0，等于55时为1.11，等于52.5时为1.35，等于50时为1.56，等于45时为2.40）；
——滚珠丝杠的载荷（N）；
在夹紧过程中，丝杠采用水平布置，其纵向所受载荷不大，当焊件需要翻转时，丝杠变位垂直布置，焊件大约重10KG，所设计的夹紧机构属于普通机械，他的使用寿命系数在5000~10000之间，取载荷系数为9000。整个焊接运动过程中夹紧丝杠基本保持平稳状态，取其载荷系数为1.1，硬度系数为1
查看各类滚珠丝杠型号后，我选择单螺母内循环SFI型滚珠丝杠，其型号为SFU0410-4，具体标准见下表。
表3-2 丝杠型号表
型号 公称直径 导程 珠径 螺母直径 螺母外径 螺母外圈厚度 油孔 额定静载荷 刚性
SFU0410-4 40 10 6.35 63 93 14 M8 15500 73
公称直径d=40mm
导程P=10mm
螺旋角 =
滚珠直径 =6.3mm
珠圈数n=1 4
螺纹滚道半径R=0.52 =3.276mm
偏心距e=0.707(R- /2)=0.790
丝杠底径 =d+2e-2R=35.028mm
工作长度取L=600mm。
（3）验算滚珠丝杠的稳定性
查资料可知
（3-4）
其中
——临界压缩载荷（N）；
——安全系数，丝杠垂直安装位1/2，丝杠水平安装取1/3
摘要
说明书研究了矩形块的焊接工装夹紧机构结构，文中首先叙述了该课题的来源和研究背景，分析了焊接工装夹紧机构在现代制造业中的地位、国内外的发展现状及发展前景，接着分析了焊接工装夹紧机构的工作原理、主要组成部分及其所实现的功能，在实现夹紧的基础上还要实现焊件的翻转。在此基础上阐述了该焊接工装夹紧机构的设计思路，参考相应的资料，确定该焊接工装夹紧机构的材料、总体尺寸，绘制装配图，完成焊接工装夹紧机构的总体设计。继而进行细化，绘制相应的零件图、选择适合的电机和联轴器等标准件，完成焊接工装夹紧机构的设计。
关键字:焊接工装夹紧机构翻转机构
Keywords: Welding equipment Clamping mechanism Flip agency目录
1.绪论 1
1.1焊接工装 1
1.1.1焊接工装的组成与分类 1
1.1.2焊接工装的作用 1
1.1.3焊接工装的设计原则及思路 2
1.2课题介绍 2
1.2.1课题的来源 2
1.2.2课题的研究背景 3
1.2.3课题的主要任务 3
2.焊接工装夹具 4
2.1焊接工装夹具的设计原则 4
2.2焊接工装夹具的设计步骤与内容 4
2.3焊接工装夹具结构总体设计 5
2.3.1焊接工装夹具的工作原理 5
2.3.2焊接工装夹具的组成 5
3.焊接工装夹具结构设计 7
3.1焊接工装材料的选择 7
3.2电机的选择 7
3.3丝杠的设计 9
3.4夹紧机构的设计 11
3.5翻转运动机构的设计 12
3.6焊接工装夹具的装配 15
4.结语 17
参考文献 18
致谢 19
1.绪论
1.1焊接工装
1.1.1焊接工装的组成与分类
目前当下，跟随者科学技术水平的进步，焊接工装的结构越来越大，容量越来越高。焊接工装设备要有较高的耐磨度，同时还要求具有耐腐蚀，耐动载的性能，并且要求焊接工装能够在较低的温度下能够正常工作。为了更早的实现焊接工装设备的机械化，减少人为因素对焊接的干扰，保证和稳定焊接质量，提高焊接的生产效率，从而达到改善焊工的劳动条件的目的，我们需要发现更好的焊接工装材料，发明更好的焊接工装工艺，来制造质量更高，性能更好的焊接工装设备。
焊接机械装备分为：焊接工装夹具、焊接变位机械、焊接输送机械和其他从属装置。其中焊接工装夹具从夹紧力方式分为：手动、液压、气动、磁力、电动真空、以及混合式。由于焊接工装机械设备的使用范围不同，焊接机械装备又分为通用焊接工装机械设备和专用焊接工装机械设备两大类。
1.1.2焊接工装的作用
（1）使用焊接工装夹紧机构，可以通过定位器来对零件进行定位，不用再通过手动测量就能对零件进行装配，而且保证了零件装配的精度，大大的提高了机械装配的效率。
（2）由于焊件在夹具中可强行夹固或预先给予反形变，所以能控制或消除焊接变形。
（3）焊接过程当中可以确保各零件之间的相对位置，在大规模生产的时候提高被焊接件的质量，减少因为尺寸因素所带来的偏差。
（4）采用焊接工装变位机械，可以缩短在装配和施焊过程中焊件变位的时间，减少由于焊接变位所产生的辅助工时，提高焊接工装机械的利用率和焊接生产率。
（5）采用焊接变为机械可使焊件出于最有利的施焊位置。
（6）采用焊接变位机械可以扩大焊机的焊接范围。
（7）采用焊接机械装备后减少工序数量，节约车间使用面积。
1.1.3焊接工装的设计原则及思路
焊接工装机械设计的原则与其他机械设计的原则差不多，首先焊接工装机械设备必须要完成辅助焊接的任务，在完成这个任务的前提下最好还要让设备操作方便，生产设备的材料在符合生产要求的前提下要尽量满足经济性的要求，也就是说设计焊接工装机械既要能够完成焊接任务，同时还要尽量减少成本。
根据焊接工装机械设备的设计原则，通过对焊接任务的了解，确定对焊接工装设备的工作原理，然后再根据原理选择相对应的运动机制、传动方式、和大体的设备机构形式。然后对任务要求进行分析，确定各部分的动力，各个机构所传递的功率、转矩和力的大小，来对设备零件进行选择校核，从而能够让设备在规定的年限内能够正常工作以达到设备的最大化利用。
在具体设计的过程中，根据焊接工装机械所具有的特点，我们还要解决下面的问题：
（1）在焊接机械工装设备的传动系统中，应具有自锁性能。
（2）焊接装备应具有良好的通风条件，来使焊接烟尘很快散走。
（3）焊接装备的结构形式应有利于将积聚在其上的焊渣、焊剂、金属飞溅物、铁锈等赃物方便的清除出去。
（4）焊接装备不能影响施焊工艺的实施，要保证焊接机头具有良好的焊接可行性。
（5）焊接工装机械设备上的夹紧部分，不能在焊件受热发生形变时复位从而影响焊件的焊接精度。
1.2课题介绍
1.2.1课题的来源
当今的机械制造业中，焊接技术是一种非常重要的加工手段。最近的几年里，中国焊接技术水平得到了很大的提高，但是仍有很多地方使用着以前的传统焊接方式，那些传统的焊接技术生产效率相对较低，而且往往人为因素对焊接质量有着决定性的影响。在这个节奏越来越快的时代，传统焊接技术已经远远满足不了生产需要，伴随着巨大的市场压力，中国的焊接技术要向自动化、高效化的方向发展。焊接工装机械设备能够显著的提高焊接质量、降低焊接所需要的成本、减少以前的复杂工序、减少人为因素对焊件的影响，在现代化焊接技术中扮演着非常重要的角色。
1.2.2课题的研究背景
据有关专家分析：“到2020年焊接技术仍将是制造业的重要加工工艺。”焊接工装机械设备能够实现较为精确的焊接，降低了焊接成本，在完成任务的同时最大化提高了焊接效率。截止到目前，世界上还没有比焊接技术更普遍的方法能让金属连接在一起，从而让所焊接的产品发挥出更大的价值。
世界上的钢与其他金属的产量、种类不断的增加，对焊接工装机械设备的性能要求也越来越高。随着全球化的发展，世界制造加工基地向我国不断转移。和其他工业行业一样，我国的焊接工装设备制造业的水平也在不断提高。按照加工每亿吨钢材需要25万台焊机，我国每年有近3亿吨的钢材需要焊接加工，每年需要近75万台焊接工装机械设备，由此可见，在未来的几年内，焊接工装机械设备设计水平仍会不断提高。为了发展焊接工装机械设备制造业，我国焊接工装机械制造业要以市场为目标，对传统焊接工艺进行改造，对焊接工装机械设备进行优化。要加强现代化焊接技术的开发研究，要以更高效、更节能、更专业化、更自动化为目标，将焊接工装机械设备数字化，取代进口外国先进技术，争取出口到发达国家。我们的任务任重而道远，我们要抓住机遇，为我国的焊接技术水平的提高而努力而奋斗。
1.2.3课题的主要任务
矩形块焊接工装夹紧机构的设计主要是根据矩形块的运动关系，设计此焊接装备，使其能够运用到生产实际中，提高生产效率。主要内容包括：
(1)设计夹紧机构
(2)设计变位机构
(3)夹紧机构和变位机构的连接
2.焊接工装夹具
2.1焊接工装夹具的设计原则
焊接工装夹具是焊接生产前的一个重要的环节，焊接工装夹具要能够夹住焊件，让焊接作业能够顺利稳定的进行，同时焊接工装夹具还要能提高生产效率，减少加工准备工序，提高焊接质量，完成安全生产。为了实现以上目标，在设计时还要考虑以下基本原则：
1）实用性原则
实用性指焊接工装夹具的使用功能，即表现为焊接工装夹具要能在完成夹紧焊件的同时要满足操作简单、使用安全的要求，能让人在舒服的环境下对该机械设备进行操作。
2）经济性原则
经济性原则指在设计焊接工装夹紧机构时要尽量以最少的人力，花费尽量少的材料来最大化满足设计的要求。在对焊接工装夹紧机构设计前，要对焊接工装夹紧机构进行工艺分析，并对设计方案进行比较来确定所需要花费的成本。焊接工装夹紧机构的制造费用应该要低廉，那样才能在最短的时间内对投资成本回收。设计的时候要多选用标准件来保证结构的可靠性。同时设计专用的焊接工装夹紧机构能提高生产效率，降低生产产品所需要的成本。
3）可靠性原则
可靠性原则指焊接工装夹紧机构在有效试用期内，要能够正常的工作，这就需要焊接工装夹紧机构的材料必须满足刚度和强度的要求。在焊接时，焊接工装夹紧机构要能够承受住焊件所带来的压力，并在焊接过程中防止因为焊件受热膨胀而发生位移，来避免焊接过程出现误差。
2.2焊接工装夹具的设计步骤与内容
(1)确定设计任务，对焊接工装夹具进行了解对相关资料进行收集。
(2)对焊接工装夹具的设计方案进行拟定，绘制焊接工装夹具的结构草图。
(3)对焊接工装夹具各部分的传动力、传动效率、刚度、材料进行计算。
(4)绘制焊接工装夹具总的装配图，标注好整体机构尺寸、公差以及各零件之间的装配要求。
(5)绘制焊接工装夹具设计图中的非标准零件图。
(6)编写焊接工装夹具的设计说明书。
2.3焊接工装夹具结构总体设计
2.3.1焊接工装夹具的工作原理
矩形块焊接工装夹具主要有夹紧机构和变位机构组成，通过电机带动夹紧丝杠旋转从而让夹紧螺母带动滑块在滑轨上滑动来将矩形块夹紧。当矩形框被夹紧之后，夹紧电机停止工作。然后焊接枪通过机械手对其进行焊接。焊接完一部分之后，由伺服电机带动蜗杆进行缓慢旋转，从而带动支座板进行缓慢旋转。当转过90°之后，伺服电机停止工作，焊接枪通过机械手对矩形框侧面进行焊接。其运动示意图如图2-1所示
图2-1 焊接工装夹紧机构运动示意图
2.3.2焊接工装夹具的组成
(1)夹紧机构
夹紧机构主要由以下部分组成：
图2-2夹紧机构
1.底座 2.夹紧丝杠端座 3.滚珠丝杠螺母 4.夹紧滑块 5.夹紧丝杠杠 6滑轨 7.联轴器 8.步进电机
矩形块焊接工装夹具的夹紧机构主要由电机带动，电机通过联轴器带动滚珠丝杠进行旋转，同时丝杠螺母带动夹紧滑块在滑轨上进行滑动，当矩形块被夹紧时电机停止运作。
(2)翻转机构
翻转机构主要由以下部分组成：
图2-3 翻转机构
1.蜗轮 2.蜗杆 3.主轴 4联轴器 5.翻转电机
翻转机构主要由电机带动，通过联轴器让蜗杆进行顺时针或逆时针旋转来带动蜗轮进行旋转，从而带动主轴传动来让整个支座进行翻转，最终达到让矩形块变位的效果。 3.焊接工装夹具结构设计
3.1焊接工装材料的选择
材料是所有工业产品的物质基础，所有的工业设备都要根据该设备的用途，使用方法以及设备的工作环境来对材料做出选择。材料的种类非常多，性能也都各有不同。在设计的过程中，我们要根据材料的特性来选择最合适的材料。焊接工装夹具在实际生产过程中所需要承受的重力不大，所以对于材料的强度、刚度要求不高，依照以往焊接工装设计的参考资料和数据，我选择硬铝作为焊接工装夹具设计的主要材料。
3.2丝杠的设计
（1）选择丝杠副
丝杠副的种类不多，基本都是通过螺旋来传动，螺旋分为滑动螺旋，滚动螺旋，还有静压螺旋三种。滑动螺旋的制造成本低，加工过程简单，但由于滑动过程所产生的摩擦阻力非常大，导致其传动效率只有30%~40%.滚动螺旋的结构复杂，成本比较滑动螺旋相对较高，但是其传动效率非常搞一般在90%以上，且滚动螺旋运转平稳，工作寿命较长。静压螺旋传动效率也非常高，但螺母结构非常复杂，在运行时还要一套高要求的供油系统。所以我们采用滚动螺旋，选用滚珠丝杠。
（2）选择丝杠
选择滚珠丝杠，一般从丝杠的承载力上进行选择。它的计算公式为
（3-3）
其中：
——滚珠丝杠寿命系数（单位为 转）。 (其中， 为使用寿命时间，单位为 )，我们设计的是普通机械，使用寿命在5000-10000 之间
——载荷系数（平稳或轻度冲击时为1.0-1.2，中等冲击时为1.2-1.5，较大冲击或振动时为1.5-2.5）；
——硬度系数（ 时为1.0，等于55时为1.11，等于52.5时为1.35，等于50时为1.56，等于45时为2.40）；
——滚珠丝杠的载荷（N）；
在夹紧过程中，丝杠采用水平布置，其纵向所受载荷不大，当焊件需要翻转时，丝杠变位垂直布置，焊件大约重10KG，所设计的夹紧机构属于普通机械，他的使用寿命系数在5000~10000之间，取载荷系数为9000。整个焊接运动过程中夹紧丝杠基本保持平稳状态，取其载荷系数为1.1，硬度系数为1
查看各类滚珠丝杠型号后，我选择单螺母内循环SFI型滚珠丝杠，其型号为SFU0410-4，具体标准见下表。
表3-2 丝杠型号表
型号 公称直径 导程 珠径 螺母直径 螺母外径 螺母外圈厚度 油孔 额定静载荷 刚性
SFU0410-4 40 10 6.35 63 93 14 M8 15500 73
公称直径d=40mm
导程P=10mm
螺旋角 =
滚珠直径 =6.3mm
珠圈数n=1 4
螺纹滚道半径R=0.52 =3.276mm
偏心距e=0.707(R- /2)=0.790
丝杠底径 =d+2e-2R=35.028mm
工作长度取L=600mm。
（3）验算滚珠丝杠的稳定性
查资料可知
（3-4）
其中
——临界压缩载荷（N）；
——安全系数，丝杠垂直安装位1/2，丝杠水平安装取1/3
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