汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含7張CAD圖紙+帶開題報告】

汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機設(shè)計

摘要

汽車工業(yè)在中國已經(jīng)經(jīng)歷了60年的探索與發(fā)展，近年來，我國汽車生產(chǎn)水平大幅度提高，逐步接近世界先進水平。焊接作為汽車生產(chǎn)工藝中必不可少且最關(guān)鍵的一環(huán)，國內(nèi)的焊接技術(shù)也達到了國際水準。在專業(yè)性強且具有規(guī)則軌道的零部件進行焊接時，使用焊接專機可以滿足焊接條件且經(jīng)濟實用。

本設(shè)計為汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機的設(shè)計。整個焊接專機的工作包括氣動卡盤卡緊與放松并按照焊接工藝要求進行勻速轉(zhuǎn)動，頂尖通過氣缸帶動進行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，焊槍可以左右移動以便使焊槍對準焊縫位置。

環(huán)焊縫焊接專機的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容包括床身，焊接小車，傳動機構(gòu)，工裝卡具等。根據(jù)工件的加工需求，采用兩個對稱的焊接小車進行一次性同時加工兩條焊縫。環(huán)焊縫的工作原理是焊槍不動，要求工件進行勻速轉(zhuǎn)動，所以氣動卡盤是整個設(shè)計的核心部件，根據(jù)工件的尺寸對卡盤的大小尺寸，工件的定位都是以卡盤中心為基準。進行設(shè)計另外設(shè)計內(nèi)容還包括了電機與減速機構(gòu)的選取，頂尖定位與傳動，焊接小車的設(shè)計等。

關(guān)鍵詞：汽車后橋；焊接專機；氣動卡盤；焊接小車

Abstract

Automobile industry in China has gone through 60 years of exploration and development,in recent years,China's automobile production levels increase the dsignificantly,Step by step closer to the world's advanced level.Welding as a car is necessary in the production process and the key link，Domestic welding technology has reached the international level.In orbits and with specialized components during welding,using the welding machine can satisfy the welding conditions and the economic and practical.

This design for the automobile rear axle seam welding machine design.Work of the whole welding machine including pneumatic chuck card tight and relaxation and uniform rotation in accordance with the requirements for welding process.Top move around to unloading workpieces by pneumatic cylinders,Welding torch left workers operating space to move up and down,Welding torch can move around in order to make the torch on the weld position.

Seam welding machine structure design content including lathe bed seam the welding machine tstructure design content including lathe bed,the welding tractor, transmission mechanism.Due to the workpiece requirements,Using two symmetrical welding carriage to one-time processing two weld at the same time.The working principle of girth weld is a welding torch,So the pneumatic chuck is the core  component of the whole design,So according to the size of the size of the workpiece to chuck size,So the root workpiece positioning are chuck center as a benchmark.To carry on the design and design content includes the selection of motor and the retarding mechanism, top location and transmission, the design of the welding carriage, etc.

Keywords:Automobile driving axle; Welding machine; Pneumatic chuck.     

         Welding tractor

目錄

摘要 4

Abstract 5

第1章 緒論 1

1.1 焊接專機的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1

1.2 國內(nèi)外焊接技術(shù)發(fā)展 2

1.2.1國內(nèi)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.2.2 國外焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3

1.3 課題研究內(nèi)容及目標 5

第2章 汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機整體設(shè)計方案 6

2.1 汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機工作原理 6

2.2 氣動卡盤的設(shè)計 6

2.2.1 氣動卡盤的工作原理 6

2.2.2 滑柱的設(shè)計方案 7

2.2.3 活塞的設(shè)計方案 8

2.2.4 氣缸的設(shè)計方案 8

2.2.5 法蘭盤的設(shè)計方案 8

2.2.6 進氣盤的設(shè)計方案 8

2.2.7 芯體的設(shè)計方案 9

2.2.8 端蓋的設(shè)計方案 9

2.2.9 爪體與卡爪的設(shè)計方案 9

2.2.10  軸承及軸承端蓋的設(shè)計方案 9

2.2.11  橡膠密封環(huán)的設(shè)計方案 10

2.2.12　軸的設(shè)計 10

2.3 焊槍卡緊機構(gòu)的設(shè)計 10

2.4 工件支架的設(shè)計 12

第3章 汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機各標準件的選取 13

3.1 電動機與減速機的選取 13

3.2 頂尖的選取 14

3.3 氣缸的選取 15

3.3.1 帶動頂尖的氣缸的選取 15

3.3.2 帶動焊槍的氣缸的選取 15

3.4 工件的定位 15

 3.4.1 加工件的定位 15

3.4.2 氣動卡盤的定位 15

3.4.3 工件支架的定位 15

3.4.4 減速電動機及減速機的定位 15

3.4.5 頂尖的定位 16

3.4.6 頂尖氣缸的定位和校核 16

3.4.7 焊槍的定位 18

3.4.8 送絲機構(gòu)的定位 19

第4章結(jié)論 22

參 考 文 獻 23

致謝 24

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焊槍.dwg

環(huán)焊縫焊接專機裝配圖.dwg

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目錄 ........................................................................................................ 1 題背景 ..................................................................................................... 1 究目的和意義 ........................................................................................ 1 ........................................................................................ 2 外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................. 2 內(nèi) 研究 現(xiàn)狀 ............................................................................................ 3 ......................................................盤的設(shè)計 ................................................................................................. 3 機的選取 ................................................................................................. 3 ............................................................................................ 4 主要研究內(nèi)容 .......................................................................................... 4 研究過程中解決的關(guān)鍵問題 .................................................................. 4 .................................................................................... 5 ................................................................................................................ 6 參考文獻 ................................................................................................................... 7 1 汽車后橋環(huán)焊縫焊接專機 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(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] 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投入到生產(chǎn)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(yīng)用。對于汽車后橋的焊接，焊接專機不 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)焊縫焊接專機設(shè)計，主要目的是設(shè)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 2 外研究現(xiàn)狀 20 世紀后期，美國首先提出了轎車車身焊裝“ 2程”的概念，即白車身焊后尺寸偏差小于 2一目標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格的保證措施。 [9] 在 歐美、日本等技術(shù)發(fā)達國家，自動化、機器人焊接設(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或焊接機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 司首先在 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。 司（美國）， 司（德國）， 司 (美國），司 (荷蘭）， 司 (英國）， 司 (法國）， 司 (意大利）等公司生產(chǎn)的自動化焊接機是世界領(lǐng)先的。 能焊機（ 雙火炬焊機（ 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(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、吸收美國的機器人技術(shù)，政府資助產(chǎn)學(xué)研結(jié)合大力發(fā)展本國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)，政府對應(yīng)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(shù)較強的電子電器公司轉(zhuǎn)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）、 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(chǎn)與應(yīng)用 “ 王國 ” ， 2004 年已擁有 占世界總量的 42%。日本汽車產(chǎn)業(yè)也是應(yīng)用機器人最多的行業(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(shù)， 3 在政府的資助和引導(dǎo)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(yīng)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(chǎn)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(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)機器人的企業(yè)都沒有建立，形成巨大的反差。 [10]-[16] 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，引進了一些國外的先進焊接設(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，基本上能達到接近國外同類企業(yè)的水平，能夠生產(chǎn)出國家經(jīng)濟和國防建設(shè)需要的裝備和產(chǎn)品，只是先 進技術(shù)的應(yīng)用面、使用的數(shù)量和技術(shù)的先進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)使用的這些先進焊接設(shè)備與材料大多依賴外國進口。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重的戰(zhàn)略軟肋。 [17]-[25] 體設(shè)計方案 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 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。 機的選取 電機的選擇主要包括電機的種類，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。 主要研究內(nèi)容 載的可靠性及穩(wěn)定性。 研究過程中解決的關(guān)鍵問題 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。 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(dǎo)程精密滑珠螺桿 。 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)。 導(dǎo)教師從業(yè)已有近 30 年，對本次的焊接專機的設(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。 次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)以來第一次獨立完成整套機械設(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。 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。 5 6、 進度計劃 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 詳細方案設(shè)計 05 第八周 詳細方案設(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] 2008， 10(3):26. 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