搅拌摩擦焊焊接工装设计毕业论文.doc

西南交通大学本科毕业设计(论文)第I页摘要搅拌摩擦焊技术是90年代发展起来的、自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项新型固相连接新技术，公认为是最有前途和最适合航空材料以及结构件制造的工艺方法之一。由于搅拌摩擦焊焊缝组织均匀、接头力学性能优异，生产过程中安全、无飞溅、无烟尘烟气、无辐射，污染小、成本低等技术优势，因而在许多工业领域获得了广泛应用。在航天工业中，搅拌摩擦焊工艺在飞行器铝合金结构制造中的推广应用，在国外已显示出强劲的技术创新活力，给传统制造工艺带来了革命性的改造。随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高，预计在不远的将来，铝合金、镁合金、锌合金、钛合金等轻金属材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成，尤其在运载火箭、高速铝合金列车、铝合金高速快艇、全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主导地位。本文设计出的搅拌摩擦焊焊机，总功率约3千瓦，适合于普通厚度的铝及其合金的工艺试验试件的焊接，搅拌摩擦头转速约6000r/min，焊接速度100600mm/min，最大加工焊缝厚度20mm，焊缝长度600mm。文中介绍了搅拌摩擦焊焊接技术的基本原理和特点，概要地介绍了搅拌摩擦焊的技术优势、研究现状、工业应用和发展前景。针对工艺试验试件搅拌摩擦焊机，主要设计、计算和校核了设备各主要部分，均能够满足试验用焊机的要求。该设备结构紧凑，简单，操作方便，与市场价格相比，成本很低。关键词：搅拌摩擦焊；固相焊接；铝合金焊接；应用前景；焊机设计Abstract西南交通大学本科毕业设计(论文)第II页Frictionstirwelding(FSW)wasfirstlyusedinthe1990s,whichisswiftestindevelopmentandisshortestintimefrominventmenttoapplyment,itisalsotreatedasoneofthetechnologyofthemostpertencialandthemostsuitableforaviationandstructionmanufaction.Thejointsweldedbyfrictionstirweldingarehomogeneousinmicrostructureandpredominantinmechanicalcapacity.Becauseofthevirtue,suchasthesecurity,nosplash,noradiationandnopollutionduringfrictionstirwelding,andsoon,sothistechniqueiswidelyutilizedinindustry.Inaviationindustry,aircraftsmadebyaluminiumalloyareusuallyweldedbyfrictionstirwelding.AbroadmarketisexploredofFSWinothercountries,andalsomakingareformationinthemanufactureofwatercraft.WiththefurtheracknowledgementtoFSW,thejointofaluminiumalloy,magnesiumalloy,zincalloyandtitaniumalloywillbeweldedbyFSW.Especially,thecarrierrocket,highvelocityaluminiumalloytrain,highvelocityalminiumalloyspeedboatandaluminiumalloyvehiclewillbepossiblyweldedbytheFSW.Thistaskistosignamachineusedinlaboratory.Itspowerisaboutthreekilowatt,rotationrateapproximatelyis6000r/min,andweldingspeedisfrom100to600mm/min.Itcanbeapplytoweldingthealuminiumandaluminiumalloy.Inaddition,theweldingthicknesscantexceed20mmandlength600mm.Inthispaper,thebasalprincipleandfeaturesofFSWisintroduced,andthepriority,prospectandapplicationarealsoexpounded.Importantly,mainpartsoftheFSWmachinewasdesignedandcalculated,thecalculationresultsshowsthattheFSWmachinedesignedinthepapercanaccordwiththedemandofthetestinginlaboratory.Thedeviceissimpleandcompactinstructure.Comparingwiththemarketableprice,itscostisverylower.西南交通大学本科毕业设计(论文)第III页Keywords：Frictionstirwelding，Solidphasewelding，Aluminiumalloywelding，Applicationprospect，Weldingmachinedesign目录第一章绪论111搅拌摩擦焊简介112搅拌摩擦焊的技术优势413搅拌摩擦焊的研究现状514搅拌摩擦焊的工业应用915搅拌摩擦焊的发展前景1116本论文的目的和意义12第二章搅拌摩擦焊焊机设计1321总体设计规划1322搅拌摩擦系统设计13221搅拌头及夹具设计13222搅拌系统功率计算15223搅拌系统V带设计16224搅拌轴的设计2523伺服系统设计31231伺服系统功率计算31232伺服系统V带设计32233伺服系统齿轮传动设计35234伺服系统传动丝杠设计44235伺服系统液压传动器件选择4624电气控制设计46241电气控制设计原则46242电气控制系统原理图47结论50致谢51西南交通大学本科毕业设计(论文)第IV页参考文献52年月日毕业设计（论文）任务书班级材料2001级1班学生姓名郭太平学号20013042发题日期：2005年3月11日完成日期：毕业当年的6月10日题目搅拌摩擦焊焊接工装设计1、本论文的目的、意义通过对相关资料、文献的查找，获得相关资料，了解搅拌摩擦焊焊接原理及相关工艺，了解搅拌摩擦焊的应用范围，了解搅拌摩擦焊在焊接中的优势，了解搅拌摩擦焊的研究现状和在工业中的应用，以及搅拌摩擦焊的发展前景。参照搅拌摩擦焊工装设计相关资料