开题报告-汽车后桥直缝焊接专机设计

本科生毕业设计（论文）开题报告题目名称汽车后桥直缝焊接专机设计学院名称机械工程学院专业班级机械设计制造及其自动化1001班学生姓名指导教师开题时间2014年3月25日目录1课题研究的目的和意义22焊接设备国内外发展现状及发展趋势321焊接设备国内发展现状322焊接设备国外发展现状423焊接设备发展趋势53汽车后桥直缝焊接设备要求54课题预期达到的目标及要求75进度安排76参考文献81课题研究的目的和意义中国汽车工业经过60年的发展,期间经过数代人的努力中国汽车工业从无到有逐步走向国际化。2009年我国汽车产量为137910万辆，超过第二名日本和第三名美国产量之和。日本为793万辆，美国为570万。中国成为了全球汽车生产第一大国。1作为汽车制造技术之中最有代表性的3大工艺焊装、油漆、总装之一的焊接工艺，也随着中国汽车工业的发展逐步接近国际先进水平。改革开放前中国的汽车焊接生产是以手工操作为主，只有局部实现了机械化生产。生产规模较小，焊接质量稳定性较差，生产质量不能得到保证。20世纪80年代中期,随着改革开放的进行，使国内的汽车生产厂家有机会了解并引进国外先进的汽车焊接技术设备。新焊接设备不仅减少了操作者的数量和劳动强度，也提高产品质量、满足高标准要求。20世纪90年代以来的技术引进及生产设备工艺装备的引进使汽车行业实现了轿车生产的规模化起步，对保证产品质量实现平稳生产起到了重要作用2。如今在中国汽车行业焊接设备是必不可少的，传统手工焊接已经无法满足如此巨大的中国市场，因此设计一款焊接设备是具有重要意义。2焊接设备国内外发展现状及发展趋势21焊接设备国内发展现状改革开放前中国的汽车焊接生产是以手工操作为主，局部实现了机械化生产生产规模较小，焊接质量稳定性较差。产品的最终结果表现为驾驶室密封性不能保证、振动及噪声较大、车门间隙不稳定、焊装后的整体尺寸精度得不到保证。但是,当时国内焊接设备厂家的开发攻关能力很强，在没技术、没资料的条件下，为汽车厂生产出了大量的关键设备和仪器，为当时汽车工业的发展提供了有力的保障。20世纪80年代中期，随着改革开放的进行，使国内的汽车生产厂家有机会了解到国外先进的汽车焊接技术，并将一部分技术应用到了生产中。特别是一汽利用CA141换型改造的机会，将国外汽车上的成熟技术用到了我们的产品上来，如将铆接螺母全部改为焊接螺母，降低了整车的振动和噪声。车轮轮惘焊接引进了国外的液压伺服式闪光对焊机，大大降低了废品率。较大总成的焊接采用了流水线生产，如车头焊接采用往复杆式生产线。自动点焊机、一氧化碳自动焊机、旋弧焊机、氢弧焊工艺LV1等均用于载货车生产，国内大焊机厂开发的多点焊机质量更加稳定，这些对提高汽车生产能力、减轻工人劳动强度都起到了很大作用。20世纪90年代初，一汽与德国大众合资建设现代化的轿车生产基地，其焊装线虽然是国外的二手设备，但其投入使用后的自动化程度、物流方式让许多从事汽车焊接技术的人耳目一新,对现代化汽车生产线有了新的理解和认识。随后，一汽在其载货车、轻型车项目中都引进了国外的焊接机器人，其中还有一条无人焊接线，人们切实体会到了机器人焊接技术不仅仅是减少了操作者的数量和劳动强度,对提高产品质量、满足高标准要求也是必不可少的。20世纪90年代以来技术引进及生产设备、工艺装备的引进使汽车行业实现了轿车生产的规模化起步，对保证产品质量、实现平稳生产起到了重要作用3。但这一结果对国内的焊接设备生产厂家造成了很大冲击，国内厂家主要在载货车生产线及轿车配套装备和单工件焊机方面做了一些工作4。与国外相比，从总体上看国内焊接生产的机械化、自动化水平较低，众多企业需要的、中国自有的、“使用量大面广”的焊接技术、焊接设备、焊接材料的水平甚至比尖端焊接技术更落后于国外。然而，对于汽车、造船、轨道车辆、电站锅炉、发电设备、重型机械、工程机械、集装箱等行业的中等以上骨干企业，在改革开放以来的多次技术改造中，引进了一些国外的先进焊接设备、材料和工艺，焊接生产的技术水平有了很大的提高，基本上能达到接近国外同类企业的水平，能够生产出国家经济和国防建设需要的装备和产品，只是先进技术的应用面、使用的数量和技术的先进程度有别于国外的企业。但是必须看到国内还缺少更多的具有自主品牌的先进焊接设备、高端焊接材料和高效焊接工艺技术，目前企业使用的这些先进焊接设备与材料大多依赖外国进口。国内焊接生产的这种表面辉煌，技术空心化的局面是一个严重的战略软肋58。22焊接设备国外发展现状近年来，汽车工业的技术进步非常快，各汽车厂家为了在激烈的市场竞争中生存下来，不断推出具有高技术含量的新产品。在方式上体现在由过去的垄断技术向更高层次即垄断标准上转变，如不断提高对汽车排放标准、安全标准、振动噪声标准、材料再生利用标准的要求，达不到标准的车,其市场空间将越来越小，最终被淘汰出局。20世纪后期，美国首先提出了轿车车身焊装“2MM工程”的概念，即白车身焊后尺寸偏差小于2MM。这一目标的提出，对整个车身制造技术的要求大大提高，即制造材料、冲压件质量、工艺精度、焊接工艺方法、物流、焊接生产管理等方面都要有严格的保证措施。计算机控制的高自动化水平的无人焊装线在国外先进的汽车厂己普遍采用，电弧钎焊工艺取代了一氧化碳电弧焊。如宝马公司20世纪80年代初建成的年产219万辆3系列轿车的焊装车间,全部生产人员仅50余人“三班生产”，主要从事质检、维护和管理工作，上下料为自动输送机和机器人，车身物流采用滑撬运送，车身全部是机器人焊接9。23焊接设备发展趋势汽车技术向着节能、安全、环保的方向发展,凡是对汽车的动力性、经济性、可靠性、耐久性、操纵稳定性、安全性、低排放等方面有利的焊接技术都将有广泛的应用空间。如现在载货车厂也要达到“2MM工程”的目标，轿车车身的生厂进一步提高了要求。据KUKA公司的研究人员介绍10，车身上600个激光焊点用一个激光头只需12分钟就可以全部焊完。激光焊出的车身整体性好，对减振安全都有利，但设备投资太大,对零件和维护人员的要求也很高,因此应降低成本提高普及率。原有的工艺技术水平也有待于进一步提高，如很多汽车零件中对擦焊都有相位要求7，国内相位摩擦焊技术不过关，引进国外设备价格又非昂贵并且担心维护及改造问题，使得这一工艺的应用受到限制。目前,国内的焊接装备生产厂家综合技术实力不足，不具备设计制造高水平的套焊装线的能力。面对汽车行业的激烈竞争又不允许国内的汽车生产厂家用国产装备进行试验，只好成套引进,使得国内焊接装备生产厂家近年来与国外水平的差越来越大，一些较大的焊机厂连生存都遇到了问题。国内汽车焊接生产水平与国外逐渐接近，而国内焊接装备制造水平与国外差距逐渐加大11，这一矛盾目应当予以考虑，仅靠国内焊机厂自身的力量难以解决。3汽车后桥直缝焊接设备要求对于汽车后桥壳的生产，由于焊接桥壳各项机械性能指标均优于铸造桥12，所以世界各国汽车行业都在逐步淘汰铸造桥壳,而大力推广焊接桥壳。焊接桥壳主要注意的问题是L桥壳的焊接所用材料应具有良好的焊接性；2桥壳焊缝的布置应有利于减少焊接应力及变形；3桥壳焊接件的技术要求应该合理；4桥壳每条焊缝的焊接接头形式，位置和尺寸应能满足焊接质量要求；后桥是汽车的关键部件之一，受力复杂,它不但承重和传力，还承受巨大的动载荷和静载荷所形成的弯矩和扭矩13，为此要求后桥有足够的强度、刚度和韧性在众多焊缝中，尤其是桥壳与半轴套管的对接焊缝是关键焊缝，桥壳的焊接质量是直接关系到汽车的行驶安全和乘客及司机的生命，因此保证后桥的焊接质量是十分重要的。以前后桥壳均采用焊条电弧焊来进行焊接,需焊接两遍如图1图2，焊接速度慢，劳动强度大，焊接质量差。而后桥壳焊接总成的质量直接影响到后桥装配总成的整体质量,焊缝成形良好、水压和密封试验、力学性能等各项技术指标全部满足技术要求的后桥壳，可避免车桥在运行过程中产生异响、漏油等现象14。反之就可能出现异响、漏油、甚至壳体断裂等质量问题。而且焊条电弧焊工艺劳动强度大,不易实现生产机械化和自动化，严重制约了后桥生产的进一步发展。为此，采用适合微型汽车后桥生产的新式焊接工艺，在生产中引入C02气体保护焊11，提高了后桥焊接的整体性能，并实现了大批量生产1518。图11上下壳体焊接示意图图12半轴套管及壳体焊接示意图4课题预期达到的目标及要求（1）根据技术要求完成设计。（2）根据设计，利用AUTOCAD软件完成装配图与相关主要零件图的绘制。（3）最后，完成毕业设计论文的撰写。5进度安排步骤周次工作内容安排114周查阅资料，概述国内外相关领域的发展情况，完成开题报告撰写，外文文献翻译。25周讨论设计方案。36周对焊接专机进行结构设计。47周绘制装配图。589周绘制并完成总装图。610周绘制部件图。711周绘制主要零件图。812周完成全部图样。913周对重要零件进行校核计算。101415周撰写设计论文。1116周完成设计论文。1217周整理答辩材料。1318周毕业答辩。6参考文献1余跃中国汽车出口壁垒难破J中国经营报,2011,205742刘月汽车后桥用焊接专机研制D沈阳沈阳工业大学,200713PANZERICNEWAUTOMATIEMANUFAETURINGSYSTEMSFORTHEPRODUETIONOFMEDILARGESEZEDEOMPONENTSANSALDOINDUSTRIAMILANSPA,199385904杨雪兰加入WTO后中国汽车工业的竞争力北京机械工业出版社,20005PETERJHEWITTSTRATEGIESFORRISKASSESSRRLNTANDCONTROLINWELDINGCHALLENGESFORDEVELOPINGCOUNTRIESJ2001,4542952986李建国，华大龙，朱旗我国焊接设备的现状及90年代发展方向J北京机械工业出版社，199255587刘顺洪，胡乾午，李志远汽车后桥环焊缝自动超声波探伤系统J华中理工大学校报，2000，28（5）30338李亚江，王娟等特种材料焊接技术及应用M北京化学工业出版社20029KYBAE,5JNAASTUDYOFVISIOBASEDMEASUREMENTOFWELDJOINTSHAPEINEORPORATINGTHENEURALNETWORKJOURNALOFENGINEERINGMANUFAETURE1994,2086616910BAUEHSPIESSSENSORGUIDEDROBOTIEMANIPULATORSINAUTOMATEDWELDINGEELLJOURNALOFMATERIALSPROEESSINGTEEHNOLOGYVLL09NL11SUBMERGEAREWELDINGOFLARGEDIAMETERPIPERWITHDIGITALAREEONTROLWELDINGANDCUTTING,2001,86162312龙伟民汽车制造中的铝钎焊技术汽车工艺与材料,2002,52513陆明志汽车后桥焊接工艺及应用焊接200473