折叠椅论文说明书.doc

甘肃畜牧工程职业技术学院毕 业 设 计题 目： 折 叠 椅 系 别： 机械工程系 _ 专 业： 焊接技术及自动化 班 级: _焊接11.1班_ 学生姓名: _ _ 指导教师：_ 完成时间： 2013.6.12 毕业 设计 开题报告 学生姓名专业班级焊接技术及自动化指导教师张琴论文题目折叠椅研究的目标、内容及方法主要任务及目标： 1.大量收集有关折叠椅文献资料，做好开题报告准备工作。 2.阅读整理相关文献资料，完成文献综述的写作。 3.根据文献综述、论文所要研究内容以及研究路线、研究方法等完成开题报告。 4.根据开题报告，列出设计总体提纲。 5.认真撰写设计初稿和终稿，同时期间完成毕业设计中期小结。在对折叠椅的发展情况和投资政策进行研究比较的基础上，了解目前折叠椅发展程度。 6.购买材料，开始制作。 7.制作完成，画出装配图。 8.认真准备答辩并完成设计答辩工作。 9.全部完成后，完成制作的整理、装订工作，完成毕业设计的全过程。分阶段完成的工作制作进程： 2013年4月1日10日 提出毕业设计选题的初步设想。 4月10日15日 搜集、整理与之文有关的资料。 4月15日25日 确定设计方案，画出简图 。 4月25日30日 购买材料，开始制作。 5月 1日 20日 设计并完成制作 5月20日6月5日 撰写说明书、绘制装配图修改完善，并提交给指导老师 6月18日19日 毕业设计答辩指导老师意见年 月 日 系（部）主 任意 见年 月 日 目 录第一章 绪 论11.1折叠椅的形态11.2折叠椅产品的意义21.3折叠椅产品的内在形态与外在形态及其表现形式31.4折叠椅的结构创新4第二章 多功能折叠椅的设计选材621折叠椅的设计调研62.2常用材料的对比62.3低碳钢、高碳钢、q235钢的适用范围82.4低碳钢、高碳钢、q235钢的焊接性能的比较82.5型钢选择13第三章 折叠椅的设计及尺寸173.1 折叠椅的功能设计173.2折叠椅的制作尺寸193.3总结20第四章 制作过程214.1各构件的选材实体设计214.2焊接方法的选择22第五章 喷漆335.1颜色的选择335.2喷漆过程345.3晾干34存在问题34结论35致 谢36参考文献37第一章 绪 论1.1折叠椅的形态通常物体形态的存在必须依赖于物体本身的结构。一切物体要保持自己的形态，必须要有一定的强度、刚度和稳定性的结构来支撑。折叠椅的形态也是如此。结构在折叠椅中的地位，如同人体的骨架对人的重要性一样。一件折叠椅，如果没有像骨架一样的结构来连接和支撑，也许只是一堆废料，既不能构成产品的形态，也满足不了使用功能。 一件优秀的制作产品，必然要具有一定强度的材料，通过一定的接合方式来实现其功能和基本要求，同时还应注重其审美功能和结构的新颖独特。折叠椅的结构强度是实现其基本功能的基础。没有一定强度和实用性的折叠椅，无论外表怎么优美华丽，也只是虚有其表，根本满足不了使用功能。然而折叠椅的结构构成需要通过一定的接合方式才能完成。在各类折叠椅中，除了一些传统的接合方式仍在沿用外，为适应其“可拆装”的要求，连接件接合是使用最多的方式。由折叠椅的结构形式特点所决定的折叠椅的形态可以称之为折叠椅的结构形态。折叠椅产品的结构形态主要表现在两个方面：一是由于内部结构不同而被决定了折叠椅外观形态；二是折叠椅的结构形式直接反映在折叠椅的外观上。因此，研究折叠椅产品的结构形态，可以从以下几个方面着手：折叠椅产品结构形态的意义；折叠椅产品的结构形态与接合方式；折叠椅产品的内在结构形态与外在结构形态及其表现形式；折叠椅产品形态设计与结构创新。1.2折叠椅产品的意义折叠椅产品之所以表现出它特有的结构形态类型，其意义是二：一是创造出折叠椅产品应有的使用功能；二是保证折叠椅产品具有足够的强度和稳定性特征。折叠椅作为一种制作产品，首先应该具有使用功能。折叠椅产品的功能特点是通过人的使用体现出来的，而折叠椅产品的结构形式是体现其功能的具体手段。制作设计能否充分体现功能的科学性、使用合理、舒适、安全、省力和高效等都反映出产品结构是否合理、造型是否全宜。除了满足使用功能外，折叠椅产品的某些外部结构还具有审美功能。例如中国传统椅子腿上的横档和矮老，以及桌腿间牙条、牙板和桌腿与桌面间牙头等的使用，不仅加强了各个零、部件之间的强度，实现其应用的使用功能，还起到了很强的装饰作用。折叠椅产品要实现基本的使用功能，其结构必须具有足够的强度。结构的强度与结构本身的构成形式有着密切的内在关系。首先，结构的强度与折叠椅所使用的材料形态有着很大的关系。例如，两个材料相同，截面积相同的不同形态的材料，其截面积为方形的强度要比截面积为圆形的强度高。根据力学测定，力对材料的影响主要作用于材料相对的两端，而材料的中间部分，即中性轴部分，受力的影响相对较少，同样面积的方形和圆形材料相比较，圆形中性轴上的材料要比方形的多，故圆形材料受力部分要相对少一些。因此，方形材料要比圆形材料的强度高。其次，结构强度还受受力方向的制约。例如常见的折叠椅，如果使用者从前后向椅子施加压力，椅子就会因为结构不稳而倒，而如果使用者端坐在椅子上，力的方向自上而下，其结构就相当稳定。结构本身的稳定性对折叠椅产品基本功能的实现也起着至关重要的作用。如三角形结构形式是一种最稳定的结构形式，很多产品都利用了这一结构原理。然而，在中国，很多制作产品在设计和制造过程中，企业和设计人员并没有重视对结构的力学强度进行合理分析，有的只停留在以往的经验或个人单纯的外部感官上，但是随着新材料、新技术的不断涌现，设计者对结构形式的不断开发创新，某些过进的经验和个人的感官未必还能奏效。因此，产品的设计应注重对结构的力学分析，做到结构科学、强度合理。12.1折叠椅的接合方式对于绝大部分折叠椅而言，如果没有运用一定的接合方式对其零、部件之间进行连接，折叠椅将“面目全非”，毫无用处，更构不成折叠椅的外观形态，对其结构形态的分析也只能是“纸上谈兵”、“天马行空”，毫无意义可言。从产品的角度来看，则于其接合方式的不同，赋予了产品不同的形态。如，传统折叠椅中的榫铆接合，形成了独特的以线、面等形式构成要素为主的框式结构形态；各种连接件的使用又使现代折叠椅的形态有别于传统折叠椅的形态。现代折叠椅如板式折叠椅，以面、体的形态构成要素为主，通过部件、单体的形式来构成产品形态。而适用于金属、塑料等材料的焊接、粘结和胶结等接合方式又赋予了产品别具一格的整体构成形态。连接件对产品的结构组成是至关重要的，其功能有二：连接和装饰。连接件的连接功能就如人体骨骼间的“关节”，连接着各个零、部件，把本来毫无生机的各种材料组合起来，从而赋予了产品应有的功能和使用要求，同时构成了各种生动活泼、姿态万千的折叠形态，也实现了设计者的各种创意梦想。此外，各种连接件的使用，对产品的外观形态起到了很大的装饰作用，有“画龙点睛”之功效。1.3折叠椅产品的内在形态与外在形态及其表现形式折叠椅产品的内在结构形态包含两个方面的含义：一是指由材料本身的结构特性所决定的，不同材料种类所产生的不同的折叠椅产品形态。如金属、塑料、竹藤、充气及软体产品等都有自己独特的结构特点和表现形式。设计师利用材料的特殊性质设计出了结构和造型非同一般的椅子。另外，人造板如胶合板、刨花板、纤维板等，由于其材料本身内部与天然实木的内部结构大不相同，因此人造板形态与实木也存在着很大差异；二是指隐藏在折叠椅外观形态之内，不易被人们察觉的折叠椅零、部件之间的连接结构形态以及由它们所决定的折叠椅造型形态。折叠椅产品的外在结构，即指外观结构，它充分暴露在人的视觉范围之内。折叠椅的外在结构与内在结构最大的区别就在于外在结构直接表现在产品的外观形式上，它在满足产品基本功能和要求的同时，还具有很强的审美功能。但是外观形态与结构之间并不存在对应的关系。比如同一结构形式，若使用不同的材料和颜色，家具产品将会产生截然不同的外观效果。1.4折叠椅的结构创新古往今来，折叠椅在形态设计上的求新、求变，其主要途径之一即是力求结构形态上的变化创新。而其在满足其基本功能和使用要求的条件下，设计者就在努力探索如何在结构上进行变化，以求产品功能的拓展和形态的新颖独特。折叠椅的结构形态是实现其功能的基础。因此，它使用功能的开发与拓展需要进行结构创新。另一方面，通过对折叠椅结构创新，还可以提高产品的审美功能，尤其是对产品外在结构的创新。然而不可否认，折叠椅在结构形态上的创新，新技术、新材料、新工艺的发明起了至关重要的作用 。它们的出现和使用折叠椅的新结构和新造型从“空想”变成现实。这种全新的结构形式不仅与以往的框架结构完全不同，还顺应时代的发展实现了折叠椅的标准化、系列化、通用化以及便于装配和运输的功能和要求。这些都是人类的不断探索创新和科技的发展进步所带来的。由此可见，折叠椅结构的科学性与合理性能体现出一个时代的科技成果及该时代人们对新的生活方式的追求。此外，大自然也是物体基本结构产生的源泉，它对折叠椅的结构创新有着很大启发性。例如，人类在吸取了大自然中科学合理的基本结构原理之后，创造出如壳体结构、折板结构、蜂窝板结构和充分结构等多种多样的新颖结构。随着人类对自然的不断认识，对生物结构的不断探索和研究，以及对不断出现的新材料、新艺、新技术的使用，折叠椅的结构形式将会越来越多样化，折叠椅也会不断满足使用者的生理、心理需求，甚至各种个性需求。综上可知，折叠椅的结构形态设计是折叠椅设计的主要内容之一，其地位和作用在折叠椅形态设计中是任何要素都无法替代的。折叠椅的结构形态设计需要考虑很多方面的因素。归结起来包括产品功能的满足与拓展、材料的强度、零部件的接合方式、连接件的使用以及新材料、新技术、新工艺的发明和使用等主客观因素。由于折叠椅本身成为人们普遍的座椅，所以出现了形式与制作工艺的多样化，这也导致了新功能、新设计的发展出现了各种形式各种用途的座椅。第二章 多功能折叠椅的设计选材21折叠椅的设计调研据资料所得，最初的折叠椅是由那些水手和远足人员制造并使用的，并且是在那些需要椅子尽可能重量轻和少占面积的地方使用。例如：露营用的折叠椅，体积小和省地方；在花园里用以喝酒的折叠椅。可见折叠椅在出世后，很受人们的青睐。在人们长期的研究中，越来越多种类的折叠椅为人们所创造。如：有休闲类的、办公用的、户外用的等，根据其材料分类有：皮革做的、塑料做的、合金钢做的等，各有各的特点与优势。为此，折叠椅在人们生活中也成为一大热点。但在我国，折叠椅很少用科学方法从理论上对结构的强度、刚度进行分析计算，长期依赖于实践经验，致使国内折叠椅科学发展缓慢，产品出现很多问题：有的为了加强安全，用料过大，造成浪费；有的强度或刚度不够，导致变形甚至破坏。随着科学技术的发展，中密度板、刨花板、空心板、塑料、金属等新材料在折叠椅制造中不断地被广泛应用，折叠椅材料及其结构强度就越来越为人们重视。为了合理使用材料，保证折叠椅的功能，有必要对其结构强度进行分析和研究，以便更好的进行折叠椅设计。2.2常用材料的对比2.2.1低、中高碳钢及q235的区别钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其中按化学成份分类可分为： 1.碳素钢：a.低碳钢（c0.25%）；b.中碳钢（c0.250.60%）；c.高碳钢（c0.60%）。 2.合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）b.中合金钢（合金元素总含量510%c.高合金钢（合金元素总含量10%）。 3.高碳钢，常称工具钢 , 含碳量从0.60%至1.70%, 可以淬硬和回火。锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至 1.00% 的钢制造。 一般高碳钢的强度很高，普遍用于切削、钻孔、车床、铣床等等需要硬度要求高的环境当中。4.中碳钢，含碳量0.250.60的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.701.20)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为hrc55(hb538)，b为6001100mpa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。5.低碳钢，又称软钢, 含碳量从0.10至0.30%低碳钢易於接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。6.q235，q235是碳素结构钢,屈服强度为235mp,含碳量在0.14-0.22%虽然力学性能不怎么样,不过价钱便宜,以前也叫a3钢,焊接中是挺常多的,不过只能用在一些不重要的结构上. q235由q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是mpa例如q235表示屈服点(s)为235mpa的碳素结构钢。 2.3低碳钢、高碳钢、q235钢的适用范围1低碳钢碳含量低于0.25的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。2.高碳钢常称工具钢，含碳量从0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。锤、撬棍等由含碳量0.75%的钢制造；切削工具如钻头、丝攻、铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。3.q235钢由于q235钢含碳适中综合性能好,强度塑形和焊接等性能能得到较好配合用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢,方钢,扁钢,角钢,工字钢,槽钢,宽框钢等型钢中厚钢板用于制作钢筋或建造厂房房架高压输电铁塔,桥梁,车辆,锅炉,容器,船舶等,也可大量用做性能不太高的机械零件。2.4低碳钢、高碳钢、q235钢的焊接性能的比较钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。1低碳钢焊接性能低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强廖和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢翅具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。2高碳钢焊接性能高碳钢由于含碳量高，焊接性能很差。其焊接有如下特点：（1）导热性差，焊接区和未加热部分之间产生显著的温差，当熔池急剧冷却时，在焊缝中引起的内应力，很容易形成裂纹。(2)对淬火更加敏感，近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用，使近缝区产生冷裂纹。(3)由于焊接高温的影响，晶粒长大快，碳化物容易在晶界上积聚、长大，使焊缝脆弱，焊接接头强度降低。(4)高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。3 q235的焊接性能 由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化 组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 但在少数情况下，焊接时也会出现困难： （1）采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。 (2)沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，p等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏感性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。(3)采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接q235-a钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。 (4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火处理，以提高冲击韧度。 总之，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接 低合金结构钢的焊接性分析 16mn和15mnv均属于低合金结构钢中的热轧钢，这类钢价格便宜，而且具有满意的综合力学性能和加工工艺性能。首先来分析一下这类钢的焊接性，焊接性通常变现为两方面的问题：一是焊接引起的各种缺陷，对这类钢来说主要是各类裂纹问题；二是焊接时材料性能的变化，对这类钢来说主要是脆化问题。1裂纹问题 （1） 热裂纹：热轧钢一般含碳量较低，而含锰量较高，因此它们mn/s比较大，具有良好的抗热裂性能。正常情况下焊缝中不会出现热裂纹，但当材料成分不合格或有严重偏析，使碳、硫含量偏高，mn/s比偏低，易出现热裂纹。锰在钢种可与硫形成硫化锰，减少了硫的有害影响，增强了钢的抗热裂性能。 （2） 冷裂纹：钢材冷裂纹主要取决于钢材的淬硬倾向，而刚才的淬硬倾向又主要取决于它的化学成分。热轧钢由于含有少量合金元素，其碳当量比低碳钢碳当量略高些，所以这种钢淬硬倾向比低碳钢要大些，而且随钢材强度级别的提高，合金元素的增加，它的淬硬倾向逐渐增大，应根据接头形式和钢材厚度来调整线能量、预热和后热温度，以控制热影响区的冷却速度，同时降低焊缝金属的含氢量等措施，防止冷裂纹的产生。 （3） 再热裂纹：从钢材的化学成分考虑，由于热轧钢中不含强碳化物形成元素，因此对再热裂纹不敏感，而且还可以通过提高预热温度和焊后立即后热等措施来防止再热裂纹的产生。 2.脆化问题 （1） 过热区脆化：热轧钢焊接时近缝区中被加热到100以上粗晶区，易产生晶粒长大现象，是焊接接头中塑性最差的部位，往往会承受不住应力的作用而破坏。防止过热区脆化的措施是提高冷却速度，尤其是提高奥氏体最小稳定性范围内的冷却速度，缩短在这一温度区间停留时间，减少或防止奥氏体组织的出现，以提高钢的冲击韧度，而且为防止过热区粗晶脆化，也不宜采用过大线能量。 （2） 热应变脆化：热应变脆化是由于焊接过程中热应力产生塑性变形使位错增殖，同时诱发氮碳原子快速扩散聚集在位错区，出现热应变脆化。16mn和15mnv这两类钢具有一定得热应变脆化倾向，焊接时消除热应变脆化的有效措施是焊后退火处理。3 低合金结构钢的焊接工艺（1）焊前准备： 焊接坡口形式的设计应避免采用焊不透或局部焊透的坡口，还要尽量减少焊缝的横截面积，以降低接头的残余应力，同时也可减少焊接材料的消耗量。 坡口加工采用热切割时应注意防止母材边缘会形成一定深度的淬硬层，这种低塑性的淬硬层往往成为冷加工的开裂源。 焊前必须消除焊接区钢板表面的水分，坡口表面的氧化皮、锈斑、油脂以及其他污物。 焊接材料在使用前应按生产厂推荐的规范进行烘干。 装配定位焊缝必须采用与正式焊缝同一类型的焊条。 ( 2)焊接线能量的选择：线能量的参数是指焊接电流、电弧电压和焊接速度。低合金结构钢焊接时，线能量参数除要保证接头的熔透性和焊缝成型外，还要考虑其对接头性能的影响。焊接含碳量低的热轧钢以及含碳量偏下限的16mn钢时，对焊接线能量没有严格的限制，但从提高过热区塑性和韧性考虑还是采用偏小线能量更为有利；当焊接含碳量偏高的16mn钢时，为降低淬硬倾向，防止冷裂纹产生，焊接时线能量应偏大些。( 3)预热、后热及热处理 预热：焊接低合金结构钢时，焊前预热时防止接头冷裂，改善接头组织性能，减小焊接应力的重要工艺措施。焊前预热的有利作用还在于：改变了焊接过程的热循环，降低焊接接头各区高温转变和低温转变温度区间的冷却速度，避免或减少了淬硬组织的形成；减少焊接区的温度梯度，降低了焊接接头的内应力，并使之较均匀地分布；扩大了焊接区的温度场，使焊接接头在较宽的区域内处于塑性状态，减弱了焊接应力的不利影响；延长了焊接区在100以上温度的停留时间，有利于氢从焊缝金属中逸出。预热温度的确定，随钢材碳当量、板厚、结构的拘束度的增加而增加，环境温度的升降。 （4）后热及热处理：后热是指焊接结束后将焊件或整条焊缝立即加热到150250温度范围内，并保持一段时间，这种工艺简称后热。其作用在于首先是降低了接头低温转变区的冷却速度，其效果比预热更显著，其次是延长了接头在100以上温度区间的停留时间，使焊缝金属中的氢有充分时间向外扩散。在寒风金属氢扩散阶段，从根本上消除了导致冷裂纹形成的力学因素。后热的温度和时间，取决于被焊钢的冷裂敏感性，焊接材料的含氢量和接头的拘束度。后热温度愈高，保温时间愈长，去氢效果愈明显。 去氢处理是将焊件在焊后立即加热到300400温度并保温一段时间，可加速焊接接头氢的扩散逸出。氢的排除程度取决于加热温度和时间，温度高保温时间可短一些，温度低去氢时间就要加长。生产中消氢处理的温度为300400，消氢时间为12小时。 消除应力处理是将焊件均匀地以一定的速度加热到ac1点以下足够高的温度，保温一段时间后随炉均匀地冷却到300400，最后将工件移到炉外空冷。低合金结构钢焊后消除应力处理的目的有以下几点：消除焊缝金属中的氢，提高焊接接头的抗裂性和韧性；降低焊接接头中的参与应力；改善焊缝及热影响区组织，使淬硬组织经受回火处理而提高接头各区的韧性；稳定了低合金耐热钢焊缝及热影响区的碳化物，提高了接头的高温持久强度；降低了焊缝及热影响区的硬度，易于切削加工。 综上所述，从材料的焊接性能及焊接设备出发可选择q235 钢钢进行制作。2.5型钢选择1.角钢角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的 两个边宽相等。其规格以边宽边宽边厚的毫米数表示。如“30303”，即表示边宽为 30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如3#。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸，因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全，避免单独用型号表示。2.槽钢槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格以腰高(h)*腿宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示，如120*53*5，表示腰高为120毫米，腿宽为53毫米的槽钢，腰厚为5毫米的槽钢，或称12#槽钢。腰高相同的槽钢，如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加a b c 予以区别，如25a# 25b# 25c#等。3.角钢应用特点角钢：俗称角铁，是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的两个边宽相等，其规格以边宽边宽边厚的毫米数表示。如“30303”，即表示边宽为30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如3#。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸，因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全，避免单独用型号表示。热轧等边角钢的规格为2#-20#。角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等。 4.槽钢应用特点槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格表示方法，如120*53*5，即表示腰高为120毫米、腿宽为53毫米、腰厚为5毫米的槽钢，或称12#槽钢。腰高相同的槽钢，如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加a b c 予以区别，如25a# 25b# 25c#等。槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。热轧普通槽钢的规格为5-40#。经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6.5-30#。槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构，槽钢还常常和工字钢配合使用。 5.工字钢应用特点工字钢也称钢梁，是截面为工字形的长条钢材。其规格以腰高( h)*腿宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示，如“工160*88*6”，即表示腰高为160毫米、腿宽为88毫米、腰厚为6毫米的工字钢。工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如工16#。腰高相同的工字钢，如有几种不同的腿宽和腰厚，需在型号右边加a b c 予以区别，如32a# 32b# 32c#等。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，热轧普通工字钢的规格为10-63#。经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12-55#。工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。6.生铁、熟铁、钢的比较一般含碳量小于0.02%的叫熟铁或纯铁，含量在0.02-2.11%的叫钢，含量在2.11-6.69%的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性。7.方管特点用途方管顾名思义，它是种方形体的管型，很多种材质的物质都可以形成方管体，它介质于，干什么用，用在什么地方，大多数方管以钢管为多数，经过拆包，平整，卷曲，焊接形成圆管，再由圆管轧制成方形管然后剪切成需要的长度。一般是50根每包方管在现货方面以大规格居多在10*10*0.8-1.5500*500*10-25，方管。按用途分为结构方管，装饰方管，建筑方管，机械方管等。 8.特点用途(1)方管产品说明方管是一种空心方形的截面轻型薄壁钢管，也称为钢制冷弯型材。它是以q235热轧或冷轧带钢或卷板为母材经冷弯曲加工成型后再经高频焊接制成的方形截面形状尺寸的型钢。热轧特厚壁方管除壁厚增厚外情况,其角部尺寸和边部平直度均达到甚至超过电阻焊冷成型方管的水平。综合力学性能好，焊接性，冷，热加工性能和耐腐蚀性能均好，具有良好的低温韧性。(2)方管用途方管的用途有建筑，机械制造，钢铁建设等项目， 造船，太阳能发电支架，钢结构工程，电力工程，电厂，农业和化学机械，玻璃幕墙，汽车底盘，机场,锅炉建造，高速路栏杆，房屋建筑，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备，起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件等。从设计的美观性、实用性、环保性、节约性出发选用矩形钢管和角钢。以下来让我们来看一组数据：9.矩形管规格 矩形管执行标准：gb/t12770 材质：q235a q235b q235c q345 q345b q345c 从现有材料，制作产品的使用及外观等因素着手选用等边角钢和矩形钢管配合制作。规格：矩形钢管30451 角钢 30451表2.1 方管部分规格表矩型管规格表（mm）10200.61.5250150612.014210.61.5250100612.015301.51.5250200612.015380.61.5300150612.020300.62.0300200612.020400.82.0300250612.020501.02.0400250812.022350.92.0400300812.025400.93.75450200812.025651.02.0450250812.030401.03.75400300812.030451.03.75400350812.030501.04.05002001012.0第三章 折叠椅的设计及尺寸 3.1 折叠椅的功能设计 椅子的各部位尺寸，不论是坐位的高低、深度和宽度，靠背，以及靠背的倾斜角度都要有严格的依据，如果稍有差错就会影响折叠椅的整体结构 。坐高是指坐板前沿高度，这个高度决定了椅子的舒适程度。根据人体工程学的理论，人体质量和压力的散布和紧张的松弛乃是获得舒适的基础，这是因为人坐在椅子上的时候，身体质量由脊骨至坐骨，尽管坐骨结节点承受了最大压力，但因骨盆拱骨的尖端力学作用，臀部的各部位均分别承受不同压力使压感略有减缓。坐面的高低使人体的接触面也不同，因而决定了坐椅的舒适程度，通过以小腿高为标准的坐高与高于小腿高度的坐面实测，可以看出其体压是不同的。理想的坐面高度要与人的小腿长度相等，最好是略小于坐者的小腿长度，使脚部能安置在地面上，并使腿部能完全放松。如果坐位太低，要保持身体平衡惟有把双脚向后屈，但这样会使上身全部质量集中在臀部中央，使臀部的一些肌肉受到很大压力，同时两腿又容易疲劳，很难得到休息。但是坐面过高，大腿前半部近膝窝处就会受到约20kpa的压力。这种压力虽不算大，但时间长了易引起血液循环障碍，肌腱就会发胀而麻木。椅面过高相对桌降低，令人不得不把身体向前俯斜，把全部力量压在椅座前沿，只要坐上片刻便会感到背部和小腿麻痹。由上述可知，坐高的决定与人的小腿高度有密切关系，按照人体工学的基本原理，坐高应小于人体坐姿态时小腿肋窝到地面的高度，根据我国男性平均胭窝为408mm，女性为385mm，再加上2.5-3.5mm鞋的高度，则高为420-430mm，考虑到小腿的活动作地，一般采用400-410为宜。 坐深：坐深确定通常是根据人体大腿水平长度，即胭窝到臀部后端的距离作为依据，为使小腿内侧不受到压近或使靠背失去作用，坐位浓度实际尺寸还应减去椅座前沿到胭窝之间大约60mm的空隙，也就是坐深小于坐者大腿的长度，使膝下没有压力，为了使坐深设计得适合于多种人体尺寸的需要，下腿水平长度应取平均值。如果坐位过深，会令人背部无法触及靠背，使腰部的支撑点悬空，上身一部分质量要靠颈项来支持，同时下身还有向外滑出趋势，使人无法久坐。一般来说普通椅子在通常就坐的情况下，由于腰椎到盆骨之间接近垂直状态，其坐深可以浅一些，对于倾斜度大的休息用椅，因使人腰椎至盆骨也呈倾斜状态，故坐深就要加大一些。我国成年男女的大腿水平长度尺寸平均可取420mm，故一般常用的靠背椅坐深不宜大于420mm。 坐宽：坐位宽度必须大于臀部的宽度，使身体改变姿势时有足够的移动空间，但坐宽过大两臂不能均匀地倚靠扶手，坐宽过窄没有横向挪支的作地，易产生促感，这样很容易产生疲劳。根据我国人体尺寸，一般靠背椅坐宽不应小于380mm。 靠背高度：靠背高度是指椅背上沿至椅背与坐面交接处的距离，是沿椅背平面中线测量的长度，靠背必须具有支持背部的作用，并且根据需要稍向后倾斜，以支持身体的质量，两者之间必须形成95度或更大的角度，它的作用是使人的身体保持一定的姿态，同时分担部分人体质量，如果靠背垂直和太低，就使人腹部凹曲，腰部肌肉被拉紧，尤其是背部受椅背板边缘压迫。这样的椅子，会使人身体的压力有一部分向前滑去。正确椅背高度应依据椅子的使用功能而定，一般椅背应在肩胛骨以下，以便于背部肌肉得到适当的休息，同时也便于上肢活动；对工作用椅为全球上肢前后左右活动，高度要低于腰椎骨上沿；休息用椅坐者处在躺坐之间，靠背应加高至颈部或头产。此外，坐位和靠背的位置最好可以自由调节，以适应各种姿态需要。 部件与部件的协调 部件之间的协调可以增加人体与支撑面的接触，将过于集中的体压分散开。人坐在椅子上可有多种不同姿态，对椅子各部件的作用力也就有所不同。所以舒适的坐椅最好是从坐面与靠背所构成的角度和支撑的位置选择来设计。水平的坐面和垂直的靠背椅子不适应人体自然活动状态，坐和倚靠都不舒服，因为这时候很大一部分人体重量都通过靠背伟给椅座，这样靠背和坐面必须依使用需要向后倾斜，靠背与水平面之间成夹角b以支撑身体重量。至于倾斜多少，这要根据使用要求决定，通常认为在90度120度的范围内改变靠背的角度，写字及餐饮用椅斜度就要小些，这类椅子的靠背只需做间隔条形，能承受很小的倚靠就可以。3.2折叠椅的制作尺寸 一座板1 前座板长145厘米 2 后座板长 152厘米3 前座板宽22厘米4 后座板宽40厘米二椅腿1. 前腿：长 40厘米2. 后退：长40 厘米3. 前、后退侧面加强肋长28.5厘米4. 后退横向加强档长 152厘米三靠背1长152厘米2宽度方向45厘米3角度105度四连接杆1.前腿与靠背连接杆长 70厘米2.后退与靠背连接杆长45厘米五坐高 40厘米，撑开高度77厘米。3.3总结 叠椅的设计，它由普通的折叠椅和桌子组合而成。我们从前人的研究基础上，可以得到很多的理论知识，从人类功效学数据可以看到一些有关设计椅子的原理，靠背与坐面的夹角应在105110度。靠背与水平面的夹角应在110130度。折叠椅家具是运用平面机构的原理，以螺栓连接合作铰链结构，把产品中的各部分（杆件）连接起来的产品。折叠产品在折叠椅的折叠部位采用铰链连接，停止使用时可以折叠起来，以便搬运。 本次设计的折叠椅撑开前可坐3人，撑开后可坐6人，平均重量在65千克，适合身高在 1.37 米2.06 米之间的人，坐在其上与坐在普通椅子上的高度完全一样，无论在旅游、休闲还是在家里，使用这种折叠椅都很合适。人们可以在野营、沙滩休闲、运动赛事等随处见到不同的折叠椅，它是一种适应所有习惯和需求的椅子。第四章 制作过程 4.1各构件的选材实体设计 一座板折叠椅的座板,材料可用塑料、木板等。本次设计采用q235钢为材料。选用规格为30451的矩形钢管。下料：1.前座板长145厘米的矩形钢管3根 2.后座板长 152厘米的矩形钢管3根3.前座板宽22厘米（采用q235钢，规格为35352 的等边角钢）4.后座板宽40厘米（采用q235钢，规格为35352 的等边角钢）二椅腿 折叠椅腿的材料采用q235钢，选用规格为35352 的等边角钢下料：1.前腿：长 40厘米的角钢4根2.后退：长40 厘米的角钢4根.3.前、后退侧面加强肋长28.5厘米的角钢4根 4.后退横向加强档长 152厘米的角钢2根三靠背 折叠椅的靠背采用q235钢为材料。选用规格为30451的矩形钢管。下料：1.长152厘米的矩形钢管6根2.宽度方向45厘米2根（采用q235钢，规格为35352 的等边角钢）四连接杆1.前腿与靠背连接杆长 70厘米2根（采用q235钢，规格为35352 的等边角钢）2.后退与靠背连接杆长45厘米2根（采用q235钢，规格为35352 的等边角钢）五靠背与前、后退的连接方式1.前腿连接采用螺栓连接，打孔直径 0.1厘米，螺栓规格m81）前腿打孔角钢长度方向38厘米正中心对称两侧2）后腿打孔角钢长度方向43厘米正中心对称两侧3)靠背（宽度方向）两侧打孔角钢长度方向43厘米正中心对称两侧，伸出部分角钢长度方向42厘米正中心对称两侧（注意：在焊接前根据相关尺寸及装备图先打孔在焊接）2.后腿连接采用固定连接六坐高 39.5厘米，撑开高度77厘米。4.2焊接方法的选择4.21焊接方法的比较（一）tig焊接tig焊是英文字母tungsten inert-gas welding的简称。它的中文名称是钨极惰性气体保护焊。 焊接方法原理图这种焊接方法从其名称上可知，它具有两个显著的特点：一是它的电极是用钨或者钨基合金制作而成，二是采用惰性气体做保护气氛。它是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化焊件和填充焊丝的一种焊接方法。焊接时保护气体从嘴中喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近的热影响区的有害影响，从而获得高质量焊缝。1 tig焊的主要特点1）惰性气体有极好的保护作用，它本身既不与金属发生任何化学反应，也不溶解于高温金属中，使得焊接过程熔池的冶金反应容易控制。对于一般易氧化、氮化的活泼金属、高熔点的黑色金属都能进行焊接，应用面很广泛。2）电弧在氩气中燃烧非常稳定，在小的焊接电流情况下（10mm）铝板。（二）二氧化碳气体保护焊一焊接特点1.保护效果好由于co2 气体密度较大，并且受电弧加热后体积膨胀也较大，所以在隔离空气保护焊接熔池和电弧方面效果良好。2.生产效率高与焊条手弧焊相比，co2 电弧的穿透力强熔深大，而且焊丝的熔化率高，熔敷速度快，生产率高。3.成本低co2 气体来源广、价格低，因而焊接成本只有埋弧焊和焊条手弧焊的4050% 左右。4.节省能源co2 电弧焊与焊条手弧焊相比，对于3mm 厚的低碳钢板对接焊缝，每米焊缝消耗的电能，前者为后者的70 左右；对于25mm 厚的低碳钢板对接焊缝， 每米焊缝消耗的电能，前者仅为后者的40 。所以是较好的节能焊接方法。 5.适应范围适用范围广，可全位置进行焊接。薄板可焊到1mm 左右，最厚几乎不受限制（采用多层焊）。而且焊接薄板时，较之气焊速度快、变形小。6.焊接质量较好，抗锈能力较强，焊缝含氢量低，抗裂性好。7.便于机械化与自动化焊后不需要清渣。又因是明弧，便于监视和控制，有利于实现焊接过程的机械化和自动化。8问题金属飞溅是co2 焊较为突出的问题，目前不论从焊接电源、材料及工艺上采用何种措施，也只能使其飞溅减少，并不能完全消除。焊缝成形有待改善，特别应注意减小应力集中的可能性。co2 电弧气氛具有较强的氧化性，必须采用含有脱氧剂的焊丝等。 （三）手工电弧焊手工电弧焊有以下特点： （1）操作方便，使用灵活，适应性强。适用于各种钢种，各种角度，各种位置和各种结构的焊接。特别是对不规则的焊缝，短焊颖，仰焊缝，高空和位置狭窄的焊缝，均能灵活运用，操作自如。 （2）焊接质量好。因电弧温度高，焊接速度较快，热影响区小，焊接接头的机械性能较为理想。另外，由于焊条和电焊机的不断改进，在常用的低碳钢和低合金钢的焊接结构中，焊缝的机械性能能够有效地控制，达到与母材等强的要求。对于焊缝缺陷，在一定范围内可以通过提高焊工水平、改进工艺措施得到克服。 （3）手工电弧焊易于分散应力和控制变形。所有焊接结构中，因受热应力的作用，都存在着焊接残余应力和变形，外形复杂的焊缝、长焊缝和大工件上的焊缝，共残余应力和变形问题更为突出。采用手工电弧焊，可以通过工艺调整，如跳焊、逆向分段焊、对称焊等方法，来减少变形和改善应力分布。 （4）设备简单，使用维护方便。无论交流电焊机还是直流电焊机，焊工都容易掌握，使用可靠，维护方便。不象埋弧焊、电渣焊设备那样复杂。 （5）由于手工操作，生产效率低，焊工的劳动强度也比较大。 （6）焊接质量不稳定。手工电弧焊的焊接质量，与焊工的技能有关，培训焊工技能的难度较大，也由于手工操作的随意性比较大，使焊接质量不稳定，这是手工电弧焊的最大缺点。适用范围： 造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修业中都广泛使用。 综上所述，从母材及现有设备出发本次设计采用二氧化碳气体保护焊结合手工电弧焊焊接产品。4.2.2焊