本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目名稱: 汽車后橋直縫焊接專機設(shè)計 學(xué)院名稱： 專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 開題時間： 1目錄1.課題研究的目的和意義 ....................................22.焊接設(shè)備國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ........................32.1 焊接設(shè)備國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................32.2 焊接設(shè)備國外發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................42.3 焊接設(shè)備發(fā)展趨勢 ...................................53.汽車后橋直縫焊接設(shè)備要求 ................................54.課題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及要求 ................................75. 進(jìn)度安排 ...............................................76.參考文獻(xiàn) ................................................821.課題研究的目的和意義中國汽車工業(yè)經(jīng)過 60 年的發(fā)展,期間經(jīng)過數(shù)代人的努力中國汽車工業(yè)從無到有逐步走向國際化。2 009 年 我 國 汽 車 產(chǎn) 量 為 1379.10 萬 輛 ， 超 過 第 二 名 日 本和 第 三 名 美 國 產(chǎn) 量 之 和 。 日 本 為 793 萬 輛 ， 美 國 為 570 萬 。 中 國 成 為 了 全 球 汽車 生 產(chǎn) 第 一 大 國 。 [1]作為汽車制造技術(shù)之中最有代表性的 3 大工藝(焊裝、油漆、總裝)之一的焊接工藝，也隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展逐步接近國際先進(jìn)水平。改革開放前中國的汽車焊接生產(chǎn)是以手工操作為主，只有局部實現(xiàn)了機械化生產(chǎn)。生產(chǎn)規(guī)模較小，焊接質(zhì)量穩(wěn)定性較差，生產(chǎn)質(zhì)量不能得到保證。20 世紀(jì) 80 年代中期,隨著改革開放的進(jìn)行，使國內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家有機會了解并引進(jìn)國外先進(jìn)的汽車焊接技術(shù)設(shè)備。新焊接設(shè)備不僅減少了操作者的數(shù)量和勞動強度，也提高產(chǎn)品質(zhì)量、滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求。20 世紀(jì) 90 年代以來的技術(shù)引進(jìn)及生產(chǎn)設(shè)備工藝裝備的引進(jìn)使汽車行業(yè)實現(xiàn)了轎車生產(chǎn)的規(guī)?；鸩?，對保證產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)起到了重要作用 [2]。如今在中國汽車行業(yè)焊接設(shè)備是必不可少的，傳統(tǒng)手工焊接已經(jīng)無法滿足如此巨大的中國市場，因此設(shè)計一款焊接設(shè)備是具有重要意義。2.焊接設(shè)備國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.1 焊接設(shè)備國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀改革開放前中國的汽車焊接生產(chǎn)是以手工操作為主，局部實現(xiàn)了機械化生產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模較小，焊接質(zhì)量穩(wěn)定性較差。產(chǎn)品的最終結(jié)果表現(xiàn)為駕駛室密封性不能保證、振動及噪聲較大、車門間隙不穩(wěn)定、焊裝后的整體尺寸精度得不到保證。但是,當(dāng)時國內(nèi)焊接設(shè)備廠家的開發(fā)攻關(guān)能力很強，在沒技術(shù)、沒資料的條件下，為汽車廠生產(chǎn)出了大量的關(guān)鍵設(shè)備和儀器，為當(dāng)時汽車工業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障。20 世紀(jì) 80 年代中期，隨著改革開放的進(jìn)行，使國內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家有機3會了解到國外先進(jìn)的汽車焊接技術(shù)，并將一部分技術(shù)應(yīng)用到了生產(chǎn)中。特別是一汽利用 CA141 換型改造的機會，將國外汽車上的成熟技術(shù)用到了我們的產(chǎn)品上來，如將鉚接螺母全部改為焊接螺母，降低了整車的振動和噪聲。車輪輪惘焊接引進(jìn)了國外的液壓伺服式閃光對焊機，大大降低了廢品率。較大總成的焊接采用了流水線生產(chǎn)，如車頭焊接采用往復(fù)桿式生產(chǎn)線。自動點焊機、一氧化碳自動焊機、旋弧焊機、氫弧焊工藝 lv1 等均用于載貨車生產(chǎn)，國內(nèi)大焊機廠開發(fā)的多點焊機質(zhì)量更加穩(wěn)定，這些對提高汽車生產(chǎn)能力、減輕工人勞動強度都起到了很大作用。 20 世紀(jì) 90 年代初，一汽與德國大眾合資建設(shè)現(xiàn)代化的轎車生產(chǎn)基地，其焊裝線雖然是國外的二手設(shè)備，但其投入使用后的自動化程度、物流方式讓許多從事汽車焊接技術(shù)的人耳目一新,對現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線有了新的理解和認(rèn)識。隨后，一汽在其載貨車、輕型車項目中都引進(jìn)了國外的焊接機器人，其中還有一條無人焊接線，人們切實體會到了機器人焊接技術(shù)不僅僅是減少了操作者的數(shù)量和勞動強度,對提高產(chǎn)品質(zhì)量、滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求也是必不可少的。20 世紀(jì)90 年代以來技術(shù)引進(jìn)及生產(chǎn)設(shè)備、工藝裝備的引進(jìn)使汽車行業(yè)實現(xiàn)了轎車生產(chǎn)的規(guī)模化起步，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)起到了重要作用 [3]。但這一結(jié)果對國內(nèi)的焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家造成了很大沖擊，國內(nèi)廠家主要在載貨車生產(chǎn)線及轎車配套裝備和單工件焊機方面做了一些工作 [4]。與國外相比，從總體上看國內(nèi)焊接生產(chǎn)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(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(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 [5]-[8]。42.2 焊接設(shè)備國外發(fā)展現(xiàn)狀近年來，汽車工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步非?？欤髌噺S家為了在激烈的市場競爭中生存下來，不斷推出具有高技術(shù)含量的新產(chǎn)品。在方式上體現(xiàn)在由過去的壟斷技術(shù)向更高層次即壟斷標(biāo)準(zhǔn)上轉(zhuǎn)變，如不斷提高對汽車排放標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、振動噪聲標(biāo)準(zhǔn)、材料再生利用標(biāo)準(zhǔn)的要求，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的車,其市場空間將越來越小，最終被淘汰出局。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，對整個車身制造技術(shù)的要求大大提高，即制造材料、沖壓件質(zhì)量、工藝精度、焊接工藝方法、物流、焊接生產(chǎn)管理等方面都要有嚴(yán)格的保證措施。計算機控制的高自動化水平的無人焊裝線在國外先進(jìn)的汽車廠己普遍采用，電弧釬焊工藝取代了一氧化碳電弧焊。如寶馬公司 20 世紀(jì) 80 年代初建成的年產(chǎn) 21.9 萬輛 3 系列轎車的焊裝車間,全部生產(chǎn)人員僅 50 余人“三班生產(chǎn)” ，主要從事質(zhì)檢、維護(hù)和管理工作，上下料為自動輸送機和機器人，車身物流采用滑撬運送，車身全部是機器人焊接 [9]。2.3 焊接設(shè)備發(fā)展趨勢汽車技術(shù)向著節(jié)能、安全、環(huán)保的方向發(fā)展,凡是對汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性、操縱穩(wěn)定性、安全性、低排放等方面有利的焊接技術(shù)都將有廣泛的應(yīng)用空間。如現(xiàn)在載貨車廠也要達(dá)到“2mm 工程”的目標(biāo)，轎車車身的生廠進(jìn)一步提高了要求。據(jù) KuKA 公司的研究人員介紹 [10]，車身上 600 個激光焊點用一個激光頭只需 12 分鐘就可以全部焊完。激光焊出的車身整體性好，對減振安全都有利，但設(shè)備投資太大,對零件和維護(hù)人員的要求也很高,因此應(yīng)降低成本提高普及率。原有的工藝技術(shù)水平也有待于進(jìn)一步提高，如很多汽車零件中對擦焊都有相位要求 [7]，國內(nèi)相位摩擦焊技術(shù)不過關(guān)，引進(jìn)國外設(shè)備價格又非昂貴并且擔(dān)心維護(hù)及改造問題，使得這一工藝的應(yīng)用受到限制。目前,國內(nèi)的焊接裝備生產(chǎn)廠家綜合技術(shù)實力不足，不具備設(shè)計制造高水平的套焊裝線的能力。面對汽車行業(yè)的激烈競爭又不允許國內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家用國產(chǎn)裝備進(jìn)行試驗，只好成套引進(jìn),使得國內(nèi)焊接裝備生產(chǎn)廠家近年來與國外水平的差越來越大，一些較大的焊機廠連生存都遇到了問題。國內(nèi)汽車焊接生產(chǎn)5水平與國外逐漸接近，而國內(nèi)焊接裝備制造水平與國外差距逐漸加大 [11]，這一矛盾目應(yīng)當(dāng)予以考慮，僅靠國內(nèi)焊機廠自身的力量難以解決。3.汽車后橋直縫焊接設(shè)備要求對于汽車后橋殼的生產(chǎn)，由于焊接橋殼各項機械性能指標(biāo)均優(yōu)于鑄造橋 [12]，所以世界各國汽車行業(yè)都在逐步淘汰鑄造橋殼,而大力推廣焊接橋殼。焊接橋殼主要注意的問題是：(l)橋殼的焊接所用材料應(yīng)具有良好的焊接性；(2)橋殼焊縫的布置應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力及變形；(3)橋殼焊接件的技術(shù)要求應(yīng)該合理；(4)橋殼每條焊縫的焊接接頭形式，位置和尺寸應(yīng)能滿足焊接質(zhì)量要求；后橋是汽車的關(guān)鍵部件之一，受力復(fù)雜,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 [13]，為此要求后橋有足夠的強度、剛度和韌性在眾多焊縫中，尤其是橋殼與半軸套管的對接焊縫是關(guān)鍵焊縫，橋殼的焊接質(zhì)量是直接關(guān)系到汽車的行駛安全和乘客及司機的生命，因此保證后橋的焊接質(zhì)量是十分重要的。以前后橋殼均采用焊條電弧焊來進(jìn)行焊接,需焊接兩遍如圖 1 圖 2，焊接速度慢，勞動強度大，焊接質(zhì)量差。而后橋殼焊接總成的質(zhì)量直接影響到后橋裝配總成的整體質(zhì)量,焊縫成形良好、水壓和密封試驗、力學(xué)性能等各項技術(shù)指標(biāo)全部滿足技術(shù)要求的后橋殼，可避免車橋在運行過程中產(chǎn)生異響、漏油等現(xiàn)象[14]。反之就可能出現(xiàn)異響、漏油、甚至殼體斷裂等質(zhì)量問題。而且焊條電弧焊工藝勞動強度大,不易實現(xiàn)生產(chǎn)機械化和自動化，嚴(yán)重制約了后橋生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，采用適合微型汽車后橋生產(chǎn)的新式焊接工藝，在生產(chǎn)中引入 c02氣體保護(hù)焊 [11]，提高了后橋焊接的整體性能，并實現(xiàn)了大批量生產(chǎn) [15]-[18].。6圖 1-1 上下殼體焊接示意圖圖 1-2 半軸套管及殼體焊接示意圖4.課題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及要求（1）根據(jù)技術(shù)要求完成設(shè)計。（2）根據(jù)設(shè)計，利用 AutoCAD 軟件完成裝配圖與相關(guān)主要零件圖的繪制。7（3）最后，完成畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫。5. 進(jìn)度安排步驟 周次 工 作 內(nèi) 容 安 排1 1-4 周 查閱資料，概述國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展情況，完成開題報告撰寫，外文文獻(xiàn)翻譯。2 5 周 討論設(shè)計方案。3 6 周 對焊接專機進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。4 7 周 繪制裝配圖。5 8-9 周 繪制并完成總裝圖。6 10 周 繪制部件圖。7 11 周 繪制主要零件圖。8 12 周 完成全部圖樣。9 13 周 對重要零件進(jìn)行校核計算。10 14-15 周 撰寫設(shè)計論文。11 16 周 完成設(shè)計論文。12 17 周 整理答辯材料。13 18 周 畢業(yè)答辯。86.參考文獻(xiàn)[1] 余躍. 中國汽車出口壁壘難破[J]. 中國經(jīng)營報, 2011,2057：4.[2] 劉月.汽車后橋用焊接專機研制[D].沈陽:沈陽工業(yè)大學(xué),2007：1.[3] PanzeriC.NewautomatiemanufaeturingsystemsfortheproduetionofmedilargesezedeomPonents.AnsaldoIndustria.Milan:sPa,1993:85-90.[4] 楊雪蘭.加入 WTO 后中國汽車工業(yè)的競爭力.北京:機械工業(yè)出版社,2000[5] Peter J. Hewitt Strategies for Risk Assessrr Lnt and Control in Welding Challenges for Developing Countries[J]2001, 45(4): 295-298.[6] 李建國，華大龍，朱旗．我國焊接設(shè)備的現(xiàn)狀及 90 年代發(fā)展方向[J]北京：機械工業(yè)出 版社，1992.55～58.[7] 劉順洪，胡乾午，李志遠(yuǎn). 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(xué)校報， 2000，28（5）：30-33.[8] 李亞江，王娟等．特種材料焊接技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002.[9] K.Y.Bae,5.J.Na.AStudyofVisioBasedMeasurementofWeldJointShapeIneorporatingThe NeuralNetwork.JournalofEngineeringManufaeture.1994,208(6):61-69.[10] Bauehspiess.Sensorguidedrobotiemanipulatorsinautomatedweldingeell.JournalOfMaterialsProeessingTeehnologyvll09nl[11] Submergeareweldingoflargediameterpiperwithdigitalareeontrol.WeldingandCutting,2001,8(6):16-23.[12] 龍偉民.汽車制造中的鋁釬焊技術(shù).汽車工藝與材料,2002,(5):2-5.[13] 陸明志.汽車后橋焊接工藝及應(yīng)用.焊接.2004(7):39-40.[14] 李偉吾.N 微型車后橋焊接工藝分析.裝備制造技術(shù).2005(4):51-53.[15] 周淑玲，朱蘭.汽車后橋焊接工藝及設(shè)備[J].焊接，2011，01（11）：35-37.[16] 王喜亮．汽車后橋焊接生產(chǎn)工藝[J].電焊機，2010，36（6）：63-66[17] 樊宇峰．重車后橋焊接生產(chǎn)線設(shè)計[J].電焊機，2011，40（05）：110-115[18] 李偉并.微型汽車后橋焊接工藝.焊接.2005(12):71-72.[19] 陸明志．汽車后橋焊接工藝及應(yīng)用[J].焊接，2007，03（04）：39-40.[20] 李偉吾．汽車后橋焊接工藝[J].焊接，2009，04（12）：46-47.9