本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告論文題目： 汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機(jī)設(shè)計學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級： 機(jī)自 1106 班學(xué)生姓名： 段震指導(dǎo)教師： 王赫瑩開題時間： 2015年 03 月 02 日1.選題的目的及意義..............................................................................................11.1選題背景.....................................................................................................11.2 研究目的和意義........................................................................................12.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析........................................................................................12.1國外研究現(xiàn)狀.............................................................................................12.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀............................................................................................23.汽車后橋環(huán)焊焊縫焊接專機(jī)總體設(shè)計方案........................................................33.1卡盤的設(shè)計.................................................................................................33.2電機(jī)的選取.................................................................................................34.研究內(nèi)容與技術(shù)難點............................................................................................44.1 主要研究內(nèi)容..........................................................................................44.2 研究過程中解決的關(guān)鍵問題..................................................................45.驗證課題研究的實驗條件....................................................................................56.進(jìn)度計劃................................................................................................................6參考文獻(xiàn)...................................................................................................................711.選題的目的及意義1.1選題背景隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快,越來越多的人們?yōu)榱朔奖愠鲂羞x擇配置汽車，這直接導(dǎo)致了汽車銷量的大幅度提高。與此同時，人們對于汽車的性能追求越來越高，使得汽車的生產(chǎn)工藝要求也越來越高。汽車后橋是汽車的重要部分之一，它不但承重和傳力，還承受巨大的動載荷和靜載荷所形成的彎矩和扭矩，為此后橋要求有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，其質(zhì)量對整個汽車的性能起到關(guān)鍵的作用，焊接成型是當(dāng)今中國汽車后橋加工的主要工藝，所以其焊接的質(zhì)量將直接影響汽車的性能[1]-[3]。1.2 研究目的和意義改革開放以來我國的焊接技術(shù)不斷提高，在國民發(fā)展的過程中起到了重要的作用，我國逐漸成為了焊接大國但是還不是焊接強(qiáng)國。我國的焊接技術(shù)在各個領(lǐng)域都缺乏統(tǒng)一性很不均衡，而且矛盾突出。近年來，焊接專機(jī)已經(jīng)在汽車工業(yè)中得到了大量的應(yīng)用，每年有近千臺焊接專機(jī)投入到生產(chǎn)一線中，除了整車安裝需要用到焊接專機(jī)，汽車零部件也大量應(yīng)用。對于汽車后橋的焊接，焊接專機(jī)不僅可以提供高質(zhì)量的焊接而且焊接速度快且廉價，可以滿足國內(nèi)絕大部分汽車企業(yè)一定規(guī)模的生產(chǎn)需求。本課題為汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機(jī)設(shè)計，主要目的是設(shè)計并滿足焊接專機(jī)對后橋加工的需求[1]~[4]。圖1后橋環(huán)焊焊接圖22.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析2.1國外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)后期，美國首先提出了轎車車身焊裝“2mm工程”的概念，即白車身焊后尺寸偏差小于2mm。這一目標(biāo)的提出對整個汽車制造技術(shù)要求大大提高，即制造材料、沖壓件質(zhì)量、工藝精度、焊接工藝方法等方面都有嚴(yán)格的保證措施。[9]在歐美、日本等技術(shù)發(fā)達(dá)國家，自動化、機(jī)器人焊接設(shè)備的應(yīng)用非常普遍，特別是在批量化、大規(guī)模和有害作業(yè)環(huán)境中使用率更高，已形成了成熟的技術(shù)、設(shè)備和與之配套并不斷升級的焊接工藝。[10]在國外的大型企業(yè)中已經(jīng)能夠完全由自動化焊接專機(jī)或焊接機(jī)器人來取代人為操作。國外焊接設(shè)備大都提供了現(xiàn)場總線接口，而且可控參數(shù)豐富，焊接工藝控制更加方便，國外自動化焊接系統(tǒng)的集成水平顯著提高。1960年代末期，美國CRC公司首先在MIG過程中使用機(jī)械化焊接機(jī)。隨著科技的高速發(fā)展，由計算機(jī)控制的全方位自動焊接機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一個很高的水平了。CRC公司（美國），VIETZ公司（德國），MAGNATECH公司(美國），VERAWELD公司(荷蘭），NOREAST公司(英國），SERIMER DASA公司(法國），PWT公司(意大利）等公司生產(chǎn)的自動化焊接機(jī)是世界領(lǐng)先的。P-500，P-600智能焊機(jī)（CRC公司）和雙火炬焊機(jī)（SERIMERDASA公司）是世界上最好最先進(jìn)的焊接機(jī)。盡管不同的焊機(jī)有不同的形狀，這些產(chǎn)品無論自動或手動都有相同的焊接參數(shù)控制方法。另外，國外近年來焊接技術(shù)的發(fā)展工業(yè)焊接機(jī)器人、焊接新電源和激光焊接技術(shù)等發(fā)展過程的幾個例子來簡要說明產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的重要性。日本在1972年第一次國際全球石油危機(jī)之后，為了提高其汽車產(chǎn)業(yè)在國際上的競爭地位，開始引進(jìn)、吸收美國的機(jī)器人技術(shù)，政府資助產(chǎn)學(xué)研結(jié)合大力發(fā)展本國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，政府對應(yīng)用本國機(jī)器人的制造企業(yè)給予稅收的優(yōu)惠，很快幾家技術(shù)較強(qiáng)的電子電器公司轉(zhuǎn)型成為日本的工業(yè)機(jī)器人骨干企業(yè)，如安川（電機(jī)）、松下（電器）、FANAV（數(shù)控）等。從20世紀(jì)70年代至80年代末的15年間，日本的工業(yè)機(jī)器人迅速發(fā)展并超過美國成為世界工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)與應(yīng)用“王國”，2004年已擁有35.6萬臺各類機(jī)器人，占世界總量的42%。日本汽車產(chǎn)業(yè)也是應(yīng)用機(jī)器人最多的行業(yè)，造就其價格競爭優(yōu)勢。韓國于20世紀(jì)80年代末開始大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，3在政府的資助和引導(dǎo)下，由現(xiàn)代重工集團(tuán)牽頭，到20世紀(jì)90年代末用了10年的時間形成自己的工業(yè)機(jī)器人體系，目前韓國的汽車工業(yè)大量應(yīng)用本國的機(jī)器人，并已經(jīng)有韓國的整套汽車焊接機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)入中國。中國從20世紀(jì)80年代開始，國家連續(xù)投入幾億元的資金，花了近20年的時間，但是由于工作過于學(xué)術(shù)化，至今連一個能批量生產(chǎn)具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人的企業(yè)都沒有建立，形成巨大的反差。[10]-[16]2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀與國外相比，從總體上看 國內(nèi)焊接生產(chǎn)的機(jī)械化、自動化水平較低，眾多企業(yè)需要的、中國自有的、“使用量大面廣”的焊接技術(shù)、焊接設(shè)備、焊接材料的水平甚至比尖端焊接技術(shù)更落后于國外。然而，對于汽車、造船、軌道車輛、電站鍋爐、發(fā)電設(shè)備、重型機(jī)械、工程機(jī)械、集裝箱等行業(yè)的中等以上骨干企業(yè)，在改革開放以來的多次技術(shù)改造中，引進(jìn)了一些國外的先進(jìn)焊接設(shè)備、材料和工藝，焊接生產(chǎn)的技術(shù)水平有了很大的提高，基本上能達(dá)到接近國外同類企業(yè)的水平，能夠生產(chǎn)出國家經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)需要的裝備和產(chǎn)品，只是先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用面、使用的數(shù)量和技術(shù)的先進(jìn)程度有別于國外的企業(yè)。但是必須看到國內(nèi)還缺少更多的具有自主品牌的先進(jìn)焊接設(shè)備、高端焊接材料和高效焊接工藝技術(shù)，目前企業(yè)使用的這些先進(jìn)焊接設(shè)備與材料大多依賴外國進(jìn)口。國內(nèi)焊接生產(chǎn)的這種表面輝煌，技術(shù)空心化的局面是一個嚴(yán)重的戰(zhàn)略軟肋。[17]-[25]3.汽車后橋環(huán)焊焊縫焊接專機(jī)總體設(shè)計方案3.1卡盤的設(shè)計氣動卡盤的設(shè)計包括：卡盤爪、爪體、端蓋、滑柱、活塞、芯體、氣缸、法蘭盤、進(jìn)氣盤、卡盤軸的設(shè)計。氣動卡盤設(shè)計的關(guān)鍵及難點是滑柱的傾角、長度及活塞的行程的確定。設(shè)計中全部零件均采用AUTOCAD三維實體，通過計算、模擬，最后確定滑柱及活塞的尺寸，由此可確定單卡盤爪行程滿足工作要求。3.2電機(jī)的選取電機(jī)的選擇主要包括電機(jī)的種類，結(jié)構(gòu)形式，額定電壓和額定功率的選擇。根據(jù)選用原則電機(jī)應(yīng)滿足環(huán)境需求且可靠性能好易于維修，另外與有一定的可換4性。4.研究內(nèi)容與技術(shù)難點4.1 主要研究內(nèi)容1.焊機(jī)各部分的聯(lián)接是設(shè)計的重點。2.工件安裝，卸載的可靠性及穩(wěn)定性。3.焊槍的位置和移動。4.2 研究過程中解決的關(guān)鍵問題1.氣動卡盤卡緊/放松工作并按照焊接工藝要求勻速轉(zhuǎn)動，頂尖的左右移動以便裝卸工件。焊槍上下移動給工人留下操作空間，焊槍能左右移動以便使焊槍對準(zhǔn)焊縫位置，氣動卡盤帶動工件轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)焊槍對環(huán)焊縫的焊接。2.焊槍不止在豎直方向上運動，在水平方向上也要有較小的移動，以使焊槍對準(zhǔn)待焊處，在這里使用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)程精密滑珠螺桿。5.驗證課題研究的實驗條件1.在圖書館網(wǎng)絡(luò)上查閱相關(guān)資料,了解國內(nèi)外最新的前沿資訊。這是本次畢業(yè)設(shè)計的理論基礎(chǔ)。2.指導(dǎo)老師對本課題的指導(dǎo)。指導(dǎo)教師從業(yè)已有近30年，對本次的焊接專機(jī)的設(shè)計一定有比本人更高的見解。通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)可以少走彎路，更高效的完成畢業(yè)設(shè)計。3.充裕的設(shè)計時間。這次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)以來第一次獨立完成整套機(jī)械設(shè)備的相關(guān)設(shè)計。我在很多方面一定會有各種不足之處，所以我需要18周的時間來完成這次畢業(yè)設(shè)計。4.良好的實驗環(huán)境。在設(shè)計中，相關(guān)的計算及零件選用需要一定的技術(shù)手段來檢驗其是否最優(yōu)，所以，我需要一定的實驗條件來對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。這樣才能最終將畢業(yè)設(shè)計完成至一個令人滿意的結(jié)果。56、進(jìn)度計劃序號 時間 工作內(nèi)容01 第四周 調(diào)研，閱資料02 第五周 查閱資料，撰寫開題報告03 第六周 外文翻譯，初步方案設(shè)計04 第七周 詳細(xì)方案設(shè)計05 第八周 詳細(xì)方案設(shè)計06 第九周 繪制總裝裝配圖07 第十周 繪制總裝裝配圖08 第十一周 繪制總裝裝配圖09 第十二周 繪制總裝裝配圖10 第十三周 繪制局部裝配圖11 第十四周 繪制局部裝配圖12 第十五周 繪制零件圖13 第十六周 撰寫論文，修改圖紙14 第十七周 修改論文，準(zhǔn)備答辯15 第十八周 答辯6參考文獻(xiàn)[1]張兆剛，趙艷華．礦用汽車后橋殼斷裂焊接工藝探討與實踐[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報，2008，10(3):26.[2]肖智清．機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[3]中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會主編．焊接手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.[4]林尚揚．我國焊接生產(chǎn)現(xiàn)狀與焊接技術(shù)的發(fā)展[J].船舶工程，2005,11(1):2～6.[5]吳勇．國內(nèi)電焊機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展思考[J]埃森焊接與切割展覽會?？?2002,5(2):5～7.[6]唐伯鋼．展望21世紀(jì)我國焊接技術(shù)和焊接產(chǎn)業(yè)[J]埃森焊接與切割展覽會?？?002,5(3):2～4.[7]Panzeri C.New automatic manufacturingsystems for the productionofmedium-large sezedcomponents.[J]Ansaldo Industria. 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