本科生畢業設計（論文）開題報告論文題目： 汽車后橋環焊縫焊接專機設計學 院： 機械工程學院專業班級： 機自 1106 班學生姓名： 段震指導教師： 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.國內外研究現狀及分析.12.1國外研究現狀.12.2 國內研究現狀.23.汽車后橋環焊焊縫焊接專機總體設計方案.33.1卡盤的設計.33.2電機的選取.34.研究內容與技術難點.44.1 主要研究內容.44.2 研究過程中解決的關鍵問題.45.驗證課題研究的實驗條件.56.進度計劃.6參考文獻.711.選題的目的及意義1.1選題背景隨著社會經濟發展越來越快,越來越多的人們為了方便出行選擇配置汽車，這直接導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度、剛度和韌性，其質量對整個汽車的性能起到關鍵的作用，焊接成型是當今中國汽車后橋加工的主要工藝，所以其焊接的質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不斷提高，在國民發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國。我國的焊接技術在各個領域都缺乏統一性很不均衡，而且矛盾突出。近年來，焊接專機已經在汽車工業中得到了大量的應用，每年有近千臺焊接專機投入到生產一線中，除了整車安裝需要用到焊接專機，汽車零部件也大量應用。對于汽車后橋的焊接，焊接專機不僅可以提供高質量的焊接而且焊接速度快且廉價，可以滿足國內絕大部分汽車企業一定規模的生產需求。本課題為汽車后橋環焊縫焊接專機設計，主要目的是設計并滿足焊接專機對后橋加工的需求14。圖1后橋環焊焊接圖22.國內外研究現狀及分析2.1國外研究現狀20世紀后期，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。這一目標的提出對整個汽車制造技術要求大大提高，即制造材料、沖壓件質量、工藝精度、焊接工藝方法等方面都有嚴格的保證措施。9在歐美、日本等技術發達國家，自動化、機器人焊接設備的應用非常普遍，特別是在批量化、大規模和有害作業環境中使用率更高，已形成了成熟的技術、設備和與之配套并不斷升級的焊接工藝。10在國外的大型企業中已經能夠完全由自動化焊接專機或焊接機器人來取代人為操作。國外焊接設備大都提供了現場總線接口，而且可控參數豐富，焊接工藝控制更加方便，國外自動化焊接系統的集成水平顯著提高。1960年代末期，美國CRC公司首先在MIG過程中使用機械化焊接機。隨著科技的高速發展，由計算機控制的全方位自動焊接機已經發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）等公司生產的自動化焊接機是世界領先的。P-500，P-600智能焊機（CRC公司）和雙火炬焊機（SERIMERDASA公司）是世界上最好最先進的焊接機。盡管不同的焊機有不同的形狀，這些產品無論自動或手動都有相同的焊接參數控制方法。另外，國外近年來焊接技術的發展工業焊接機器人、焊接新電源和激光焊接技術等發展過程的幾個例子來簡要說明產學研結合的重要性。日本在1972年第一次國際全球石油危機之后，為了提高其汽車產業在國際上的競爭地位，開始引進、吸收美國的機器人技術，政府資助產學研結合大力發展本國的工業機器人產業，政府對應用本國機器人的制造企業給予稅收的優惠，很快幾家技術較強的電子電器公司轉型成為日本的工業機器人骨干企業，如安川（電機）、松下（電器）、FANAV（數控）等。從20世紀70年代至80年代末的15年間，日本的工業機器人迅速發展并超過美國成為世界工業機器人的生產與應用“王國”，2004年已擁有35.6萬臺各類機器人，占世界總量的42%。日本汽車產業也是應用機器人最多的行業，造就其價格競爭優勢。韓國于20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術，3在政府的資助和引導下，由現代重工集團牽頭，到20世紀90年代末用了10年的時間形成自己的工業機器人體系，目前韓國的汽車工業大量應用本國的機器人，并已經有韓國的整套汽車焊接機器人生產線進入中國。中國從20世紀80年代開始，國家連續投入幾億元的資金，花了近20年的時間，但是由于工作過于學術化，至今連一個能批量生產具有中國自主知識產權的工業機器人的企業都沒有建立，形成巨大的反差。10-162.2 國內現狀與國外相比，從總體上看 國內焊接生產的機械化、自動化水平較低，眾多企業需要的、中國自有的、“使用量大面廣”的焊接技術、焊接設備、焊接材料的水平甚至比尖端焊接技術更落后于國外。然而，對于汽車、造船、軌道車輛、電站鍋爐、發電設備、重型機械、工程機械、集裝箱等行業的中等以上骨干企業，在改革開放以來的多次技術改造中，引進了一些國外的先進焊接設備、材料和工藝，焊接生產的技術水平有了很大的提高，基本上能達到接近國外同類企業的水平，能夠生產出國家經濟和國防建設需要的裝備和產品，只是先進技術的應用面、使用的數量和技術的先進程度有別于國外的企業。但是必須看到國內還缺少更多的具有自主品牌的先進焊接設備、高端焊接材料和高效焊接工藝技術，目前企業使用的這些先進焊接設備與材料大多依賴外國進口。國內焊接生產的這種表面輝煌，技術空心化的局面是一個嚴重的戰略軟肋。17-253.汽車后橋環焊焊縫焊接專機總體設計方案3.1卡盤的設計氣動卡盤的設計包括：卡盤爪、爪體、端蓋、滑柱、活塞、芯體、氣缸、法蘭盤、進氣盤、卡盤軸的設計。氣動卡盤設計的關鍵及難點是滑柱的傾角、長度及活塞的行程的確定。設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電機的選取電機的選擇主要包括電機的種類，結構形式，額定電壓和額定功率的選擇。根據選用原則電機應滿足環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.研究內容與技術難點4.1 主要研究內容1.焊機各部分的聯接是設計的重點。2.工件安裝，卸載的可靠性及穩定性。3.焊槍的位置和移動。4.2 研究過程中解決的關鍵問題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焊縫位置，氣動卡盤帶動工件轉動，從而實現焊槍對環焊縫的焊接。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，以使焊槍對準待焊處，在這里使用標準導程精密滑珠螺桿。5.驗證課題研究的實驗條件1.在圖書館網絡上查閱相關資料,了解國內外最新的前沿資訊。這是本次畢業設計的理論基礎。2.指導老師對本課題的指導。指導教師從業已有近30年，對本次的焊接專機的設計一定有比本人更高的見解。通過指導老師的指導可以少走彎路，更高效的完成畢業設計。3.充裕的設計時間。這次畢業設計是大學以來第一次獨立完成整套機械設備的相關設計。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設計。4.良好的實驗環境。在設計中，相關的計算及零件選用需要一定的技術手段來檢驗其是否最優，所以，我需要一定的實驗條件來對相關數據進行校驗。這樣才能最終將畢業設計完成至一個令人滿意的結果。56、進度計劃序號 時間 工作內容01 第四周 調研，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，初步方案設計04 第七周 詳細方案設計05 第八周 詳細方案設計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，準備答辯15 第十八周 答辯6參考文獻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.遼寧科技學院學報，2008，10(3):26.2肖智清機械制造基礎M.北京：機械工業出版社，2007.3中國機械工程學會焊接學會主編焊接手冊M.北京：機械工業出版社，1992.4林尚揚我國焊接生產現狀與焊接技術的發展J.船舶工程，2005,11(1):26.5吳勇國內電焊機行業現狀及未來發展思考J埃森焊接與切割展覽會?？?2002,5(2):57.6唐伯鋼展望21世紀我國焊接技術和焊接產業J埃森焊接與切割展覽會?？?，2002,5(3):24.7Panzeri C.New automatic manufacturingsystems for the productionofmedium-large sezedcomponents.JAnsaldo Industria. Milan:spa, 1993.8590.8何瑞芳，陳裕川焊接工作者信息手冊M北京：機械工業出版社，1995.6063.9EriChShmitt.展望未來全球經濟中汽車工業的發展.M.北京:機械工業出版社,2000.10Column.Booms inchinaJWeldingReview published byESAB, 2001,5(4):23.11孟廣哲國內外焊接技術發展情況和對今后焊接技術發展的設想J第一界全國焊接會議論文集北京：中國工業出版社，1964.566012Submerged-arc weldingoflarge-diameter piper with digitalarc controlJWeldingandCutting, 2001,8(6):162313Olympiade.der SchwetechnikJ Schwei en undSchmeiden,2001,8(3):176414宋天虎我國焊接技術的現狀及今后的發展J機械工業出版社，1992,5759.15張洪波新世紀展望中國電焊機行業J現代焊接，2001,11(3):68.16李建國我國電焊機市場淺析J電焊機，1999,9(6):14.17Peter J. Hewitt Strategies for Risk Assessrr Lnt and Control in Welding Challenges for DevelopingCountriesJ2001,45(4):295298.18李建國，華大龍，朱旗我國焊接設備的現狀及90年代發展方向J焊接學會三十周年紀念文集北京：機械工業出版社，1992.5558.19劉順洪，胡乾午，李志遠.汽車后橋環焊縫自動超聲波探傷系統J.華中理工大學校報，2000，28（5）：3033.20李亞江，王娟等特種材