通道前加强件焊接夹具.doc

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:通道前加强件焊接夹具设计 院 系 名 称:汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆08-11班 学 生 姓 名: 韩鹏 导 师 姓 名: 林明 开 题 时 间: 2012年3月1日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日毕业设计开题报告学生姓名韩鹏系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆08-11班指导教师姓名林明职称高工从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称通道前加强件焊接夹具设计一、设计（论文）研究现状、选题目的和意义1.1研究现状国内焊接车间主要生产工艺有: 电阻点焊, CO2，气体保护焊, 螺柱焊, 钎焊,MIG 焊, 激光焊, 涂胶, 冲铆, 装配, 修磨等。电阻焊是国内车身焊接所采用的主要的焊接方式。在车身焊接生产中大量采用了电阻点焊, 焊点数多达数千个。电阻焊一般是使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。这种焊接方法是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源, 由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接的。熔化极气体保护电弧焊通常用的保护气体有: 氩气、氦气、CO2 气或这些气体的混合气。激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接是汽车工业上应用的新技术。激光焊接又分为激光熔焊及激光钎焊。从上世纪80 年代开始, 中国汽车工业通过引进国外先进技术有了长足的发展, 但是与世界汽车工业生产水平仍然有不少差距。一些新技术如激光焊接、激光拼焊板、机器人工作站等由于设备投资昂贵, 目前主要是在一些合资汽车厂家加以应用。但随着国内汽车行业竞争的加剧, 产品质量、车型多样化越来越受到国人的重视, 因此先进生产工艺, 如激光焊接、机器人焊接等, 将会越来越普及, 柔性化生产也将得到国内厂家的重视。1.2目的：1.2.1此次主要设计的零件有：1、夹具体2、定位元件4 r F/ Z* P$ U4 r3、压紧元件 w* Y( U: K2 r$ C) 0 H4、其它元件1.2.2工装夹具设计方案的确定：w- y*1、 基准面的选择（夹具体方式的确定）2、 ; R/ j r3 T z+ v, w定位方式及元器件选择3、 3 |! D Y4 + N( Q2 夹紧方式及元器件选择4、 6 F4 B+ V# j) h! F装配方案5、 $ G* 4 b0 ?- l, a0 X4 H1 I7 f夹具总装结构焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。本次设计的目的是为给出的零件设计与定位方式方位，通过计算与绘图等工作，设计出为之对应的夹具。1.1.3意义：1、保证被加工表面的位置精度 用夹具装夹工件，可以准确确定工件之间的相对位置，能比较可靠、稳定地获得较高的位置精度。2、提高劳动生产率 采用夹具后，可以省去对工件的逐个找正，使辅助时间显著减少；当采用机械化、自动化程度较高的夹具时，还可进一步减少辅助时间，使劳动生产率大大提高。3、扩大焊接工艺范围4、降低对工人的技术要求5、减轻工个的劳动强度二、文献综述、课题研究现状及分析毕业设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 工艺规程的意义和重要性： 1、指导生产的主要技术文件机械加工车间生产计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同的依据。 2、是生产准备的主要依据车间生产新零件时，首先要制定该零的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。 3、是新建设机械厂（车间）的基本技术文件新建（扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。夹具是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。 夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期，机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。夹具的现状及生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类的85%左右，然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有单一生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC）、加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步走近于大批生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：（1） 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；（2） 能装夹一组相似性特征的工件；（3） 适用于精密加工的高精度的机床；（4） 适用于各种现代化制造技术的新型技术；（5） 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。2.2现代夹具的发展方向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：1.精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度可达0.20.5m。2. 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。3. 柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化挺重的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。4. 标准化 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB21482249-80,GB22622269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产周期，降低生产成本。用,社会环境因素也发生了很大变化,这些都推动了传统机械制造向先进制造技术转变。焊接的经济成本是其工业应用的重要影响因素。影响焊接成本的因素很多，如设备、人力、原材料和能量成本等。焊接设备的成本对不同工艺来说变化很大，手工电弧焊和可燃气焊接相对成本低廉，激光焊接和电子束焊接则成本较高。由于某些焊接工艺的成本高昂，一般只用于制造重要的部件。自动焊接设备和焊接机器人的设备成本也很高，因此它们的使用也受到相应的限制。人力成本取决于焊接的速度、每小时工资和总工作时间（包括焊接和后续处理）。原材料成本包括购置母材、焊缝填充材料、保护气体的费用。能量成本则取决于电弧工作时间和焊接的能量需求。 对于手工焊接来说，人力成本往往占总成本的很大一部分。因此，手工焊接成本的降低往往着眼于减少焊接操作的时间，有效的方法包括提高焊接速度、优化焊接参数等。焊接之后的除渣也是一件费时费力的工作。因此，减少焊渣能够提高安全性、环保性，并降低成本，提高焊接质量。机械化和自动化作业也能有效地降低人力成本，但另一方面增加了设备成本，还需要额外的设备安装和调试时间。当产品有特殊需求时，原材料成本往往随之水涨船高。而能量成本通常是不重要的，因为它一般只占总成本的几个百分点。 近年来为了减少高端产品中焊接的人力成本，工业生产中的电阻点焊和弧焊大量采用自动焊接设备（尤其是汽车工业）。焊接机器人能够有效地完成焊接，尤其是点焊。随着技术的进步，焊接机器人也开始用于弧焊。焊接技术的前沿发展领域包括：异型材料之间的焊接（如铁和铝部件的焊接连接）、新型焊接工艺，如搅拌摩擦焊、磁力脉冲焊、导热缝焊和激光复合焊等。其他研究则集中于扩展现有焊接工艺的应用范围，如将激光焊接应用于航空和汽车工业。研究者们还希望进一步提高焊接质量，尤其是控制焊缝的微观结构和残余应力，以减少焊缝的变形断裂。三、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题3.1研究的基本内容3.1.1主要零件设计的说明- . r H% r, 3 S U1、夹具体4 eX9 F, Z) | z2 Z+ 综合考虑了结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；考虑到定位的精确度，要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作；考虑到焊件小，夹具体的强度要求以及夹具体的结构要求，没有在夹具体上设计加强筋。+ . u; ?5 ? t9 ?9 to2、压板& N7 t, fK# p考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才能保证顺利脱离焊件，在压板下边设置了弹簧；考虑到对螺母M6和喇叭支座的组件的定位，在压板上开了凹槽起到定位作用；考虑到快速并顺利取出焊件，将压板设计成可退式压板。8 ?6 6 u3 T. W0 Z e3、插销机构主体2 X6 z0 O9 U/ P( X3 C插销机构主体作为插销的支座，考虑到发动机衬管两件之间距离小，将两个插销的插销机构主体做成一体；并且为了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一体的插销机构主体的插销孔时要求两孔中心线的距离和平行度。& $ T; T+ 5 m, _5 . Y4、快撤式螺旋夹紧器件% J. F1 g& d( B7 % E6 B& 同插销机构主体一样，快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一体并且要求两孔中心线的距离。- n8 p* 2 G9 d4 J# h: 快撤式螺旋夹紧器件工作过程：螺母套筒不直接固定在主体上，而是以它外圆上的L形槽沿着主体上的定位销来回移动；工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓快速接近工件；转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内，螺母不能轴向移动，再旋转螺栓便可夹紧工件；卸下焊件时，只要稍松螺栓，再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒外圆的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。7 8w一种加强件，包括：具有多个外壁的载体，所述外壁相互隔开并限定通道，所述通道大体平行于由腔室限定的纵向轴线延伸；材料层，所述材料层设置在所述通道内的至少一个所述外壁上，使得在所述材料层膨胀之前，电泳涂料能够流经所述通道，在所述材料层膨胀之后，所述通道被至少部分程度地充满。加强件被应用在各种产业中，以在各种产品中提供结构支撑或减小噪声和/或振动。例如，在汽车工业中，加强件可用于加强车辆的梁、支柱、导轨、节点(nodes)、门或顶部。加强件可包括设置在产品的腔室中的载体，在载体上设置有诸如结构泡沫材料或隔音泡沫材料或粘结物等的材料层。载体可由与材料层粘合的塑料或金属制成。因此，材料层通常具有粘性。3.2拟解决的主要问题1.在设计中定位一定要准确，所以一定要提前绘制图来分析定位方式和位置。2.设计时要注意焊枪的移动路线，不要有重叠冲突的路线。3.在设计时绘图与数据要严格对应，做到准确无误。四、设计（论文）技术路线（研究方法）五、设计（论文）进度安排（1）熟悉设计任务书，并了解相关材料（网上查阅），准备资料，填写开题报告：第1周（2）熟悉零部件图纸（提出相应的问题），熟悉掌握CAD2004、CATIA