本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告論文題目： 汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機 學 院： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 開題時間： 年 03 月 02 日目錄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(xiàn)狀及分析 ........................................................................................12.1 國外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................12.2 國內研究現(xiàn)狀 ............................................................................................23.汽車后橋環(huán)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 ...................................................................................................................70汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機1.選題的目的及意義1.1 選題背景隨著社會經(jīng)濟發(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(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國。我國的焊接技術在各個領域都缺乏統(tǒng)一性很不均衡，而且矛盾突出。近年來，焊接專機已經(jīng)在汽車工業(yè)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(yè)一定規(guī)模的生產需求。本課題為汽車后橋環(huán)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 [1]~[4]。 圖 1 后橋環(huán)焊焊接圖12.國內外研究現(xiàn)狀及分析 2.1 國外研究現(xiàn)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(fā)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(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、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(yè)中已經(jīng)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(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 過程中使用機械化焊接機。隨著科技的高速發(fā)展，由計算機控制的全方位自動焊接機已經(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（SERIMER DASA 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(shù)控制方法。另外，國外近年來焊接技術的發(fā)展工業(yè)焊接機器人、焊接新電源和激光焊接技術等發(fā)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(yè)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(fā)展本國的工業(yè)機器人產業(yè)，政府對應用本國機器人的制造企業(yè)給予稅收的優(yōu)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(yè)機器人骨干企業(yè)，如安川（電機） 、松下（電器） 、FANAV（數(shù)控）等。從 20 世紀 70 年代至 80 年代末的 15 年間，日本的工業(yè)機器人迅速發(fā)展并超過美國成為世界工業(yè)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(yè)也是應用機器人最多2的行業(yè)，造就其價格競爭優(yōu)勢。韓國于 20 世紀 80 年代末開始大力發(fā)展工業(yè)機器人技術，在政府的資助和引導下，由現(xiàn)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(yè)機器人體系，目前韓國的汽車工業(yè)大量應用本國的機器人，并已經(jīng)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(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(yè)機器人的企業(yè)都沒有建立，形成巨大的反差。 [10]-[16]2.2 國內現(xiàn)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(yè)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(fā)電設備、重型機械、工程機械、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(yè)的水平，能夠生產出國家經(jīng)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(shù)量和技術的先進程度有別于國外的企業(yè)。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(yè)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(zhàn)略軟肋。 [17]-[25]3.汽車后橋環(huán)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。3根據(jù)選用原則電機應滿足環(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(lián)接是設計的重點。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(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(wǎng)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(yè)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(yè)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(yè)設計。3.充裕的設計時間。這次畢業(yè)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(yè)設計。4.良好的實驗環(huán)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(yōu)，所以，我需要一定的實驗條件來對相關數(shù)據(jù)進行校驗。這樣才能最終將畢業(yè)設計完成至一個令人滿意的結果。46、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5參考文獻[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(yè)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(yè)出版社，1992.[4]林尚揚．我國焊接生產現(xiàn)狀與焊接技術的發(fā)展[J].船舶工程，2005,11(1):2～6.[5]吳勇．國內電焊機行業(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 世紀我國焊接技術和焊接產業(yè)[J]埃森焊接與切割展覽會?？?，2002,5(3):2～4.6[7]Panzeri C. New automatic manufacturing systems for the production of medium-large sezed components.[J] Ansaldo Industria. Milan: spa, 1993.85～90.[8]何瑞芳，陳裕川．焊接工作者信息手冊[M]北京：機械工業(yè)出版社，1995.60～63.[9] EriChS"hmitt.展望未來全球經(jīng)濟中汽車工業(yè)的發(fā)展.[M].北京:機械工業(yè)出版社 ,2000.[10] Column.Booms in china [J]Welding Review published by ESAB, 2001, 5(4):2～3.[11]孟廣哲．國內外焊接技術發(fā)展情況和對今后焊接技術發(fā)展的設想[J]第一界全國焊接會議論文集．北京：中 國工業(yè)出版社，1964.56～60[12] Submerged-arc welding of large-diameter piper with digital arc control[J]Welding and Cutting, 2001, 8(6):16～ 23[13]Olympiade. der Schweβ technik[J] Schweiβ en und Schmeiden, 2001,8(3):17～64[14]宋天虎．我國焊接技術的現(xiàn)狀及今后的發(fā)展[J]機械工業(yè)出版社，1992,57～59.[15]張洪波．新世紀展望中國電焊機行業(yè)[J]現(xiàn)代焊接，2001,11(3):6～8.[16]李建國．我國電焊機市場淺析[J]電焊機，1999,9(6):1～4.[17]Peter J. Hewitt Strategies for Risk Assessrr Lnt and Control in Welding Challenges for Developing Countries[J]2001, 45(4): 295～298.[18]李建國，華大龍，朱旗．我國焊接設備的現(xiàn)狀及 90 年代發(fā)展方向 [J]焊接學會三十周年紀念文集．北京： 機械工業(yè)出版社，1992.55～58.[19]劉順洪，胡乾午，李志遠. 汽車后橋環(huán)焊縫自動超聲波探傷系統(tǒng) [J].華中理工大學校報，2000，28（5）：30～33.[20]李亞江，王娟等．特種材料焊接技術及應用[M].北京：化學工業(yè)出版社.2002.[21]李偉吾．汽車后橋焊接工藝[J].焊接，2009，04（12）：46～47.[22]陸明志．汽車后橋焊接工藝及應用[J].焊接，2007，03（04）：39～40.[23]周淑玲，朱蘭.汽車后橋焊接工藝及設備[J].焊接，2011，01（11）：35～37.[24]王喜亮．汽車后橋焊接生產工藝[J].電焊機，2010，36（6）：63～66[25]樊宇峰．重車后橋焊接生產線設計[J].電焊機，2011，40（05）：110～115指 導 教 師 意 見7指導教師簽字：年 月 日