本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱: 汽車后橋直縫焊接專機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱： 專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 開(kāi)題時(shí)間： 1目錄1.課題研究的目的和意義 ....................................22.焊接設(shè)備國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ........................32.1 焊接設(shè)備國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................32.2 焊接設(shè)備國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................42.3 焊接設(shè)備發(fā)展趨勢(shì) ...................................53.汽車后橋直縫焊接設(shè)備要求 ................................54.課題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及要求 ................................75. 進(jìn)度安排 ...............................................76.參考文獻(xiàn) ................................................821.課題研究的目的和意義中國(guó)汽車工業(yè)經(jīng)過(guò) 60 年的發(fā)展,期間經(jīng)過(guò)數(shù)代人的努力中國(guó)汽車工業(yè)從無(wú)到有逐步走向國(guó)際化。2 009 年 我 國(guó) 汽 車 產(chǎn) 量 為 1379.10 萬(wàn) 輛 ， 超 過(guò) 第 二 名 日 本和 第 三 名 美 國(guó) 產(chǎn) 量 之 和 。 日 本 為 793 萬(wàn) 輛 ， 美 國(guó) 為 570 萬(wàn) 。 中 國(guó) 成 為 了 全 球 汽車 生 產(chǎn) 第 一 大 國(guó) 。 [1]作為汽車制造技術(shù)之中最有代表性的 3 大工藝(焊裝、油漆、總裝)之一的焊接工藝，也隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展逐步接近國(guó)際先進(jìn)水平。改革開(kāi)放前中國(guó)的汽車焊接生產(chǎn)是以手工操作為主，只有局部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)。生產(chǎn)規(guī)模較小，焊接質(zhì)量穩(wěn)定性較差，生產(chǎn)質(zhì)量不能得到保證。20 世紀(jì) 80 年代中期,隨著改革開(kāi)放的進(jìn)行，使國(guó)內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家有機(jī)會(huì)了解并引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的汽車焊接技術(shù)設(shè)備。新焊接設(shè)備不僅減少了操作者的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高產(chǎn)品質(zhì)量、滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求。20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)的技術(shù)引進(jìn)及生產(chǎn)設(shè)備工藝裝備的引進(jìn)使汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)了轎車生產(chǎn)的規(guī)?；鸩?，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)起到了重要作用 [2]。如今在中國(guó)汽車行業(yè)焊接設(shè)備是必不可少的，傳統(tǒng)手工焊接已經(jīng)無(wú)法滿足如此巨大的中國(guó)市場(chǎng)，因此設(shè)計(jì)一款焊接設(shè)備是具有重要意義。2.焊接設(shè)備國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2.1 焊接設(shè)備國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放前中國(guó)的汽車焊接生產(chǎn)是以手工操作為主，局部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模較小，焊接質(zhì)量穩(wěn)定性較差。產(chǎn)品的最終結(jié)果表現(xiàn)為駕駛室密封性不能保證、振動(dòng)及噪聲較大、車門間隙不穩(wěn)定、焊裝后的整體尺寸精度得不到保證。但是,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)焊接設(shè)備廠家的開(kāi)發(fā)攻關(guān)能力很強(qiáng)，在沒(méi)技術(shù)、沒(méi)資料的條件下，為汽車廠生產(chǎn)出了大量的關(guān)鍵設(shè)備和儀器，為當(dāng)時(shí)汽車工業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障。20 世紀(jì) 80 年代中期，隨著改革開(kāi)放的進(jìn)行，使國(guó)內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家有機(jī)3會(huì)了解到國(guó)外先進(jìn)的汽車焊接技術(shù)，并將一部分技術(shù)應(yīng)用到了生產(chǎn)中。特別是一汽利用 CA141 換型改造的機(jī)會(huì)，將國(guó)外汽車上的成熟技術(shù)用到了我們的產(chǎn)品上來(lái)，如將鉚接螺母全部改為焊接螺母，降低了整車的振動(dòng)和噪聲。車輪輪惘焊接引進(jìn)了國(guó)外的液壓伺服式閃光對(duì)焊機(jī)，大大降低了廢品率。較大總成的焊接采用了流水線生產(chǎn)，如車頭焊接采用往復(fù)桿式生產(chǎn)線。自動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)、一氧化碳自動(dòng)焊機(jī)、旋弧焊機(jī)、氫弧焊工藝 lv1 等均用于載貨車生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)大焊機(jī)廠開(kāi)發(fā)的多點(diǎn)焊機(jī)質(zhì)量更加穩(wěn)定，這些對(duì)提高汽車生產(chǎn)能力、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度都起到了很大作用。 20 世紀(jì) 90 年代初，一汽與德國(guó)大眾合資建設(shè)現(xiàn)代化的轎車生產(chǎn)基地，其焊裝線雖然是國(guó)外的二手設(shè)備，但其投入使用后的自動(dòng)化程度、物流方式讓許多從事汽車焊接技術(shù)的人耳目一新,對(duì)現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線有了新的理解和認(rèn)識(shí)。隨后，一汽在其載貨車、輕型車項(xiàng)目中都引進(jìn)了國(guó)外的焊接機(jī)器人，其中還有一條無(wú)人焊接線，人們切實(shí)體會(huì)到了機(jī)器人焊接技術(shù)不僅僅是減少了操作者的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求也是必不可少的。20 世紀(jì)90 年代以來(lái)技術(shù)引進(jìn)及生產(chǎn)設(shè)備、工藝裝備的引進(jìn)使汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)了轎車生產(chǎn)的規(guī)?；鸩?，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)起到了重要作用 [3]。但這一結(jié)果對(duì)國(guó)內(nèi)的焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家造成了很大沖擊，國(guó)內(nèi)廠家主要在載貨車生產(chǎn)線及轎車配套裝備和單工件焊機(jī)方面做了一些工作 [4]。與國(guó)外相比，從總體上看國(guó)內(nèi)焊接生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平較低，眾多企業(yè)需要的、中國(guó)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(guó)外。然而，對(duì)于汽車、造船、軌道車輛、電站鍋爐、發(fā)電設(shè)備、重型機(jī)械、工程機(jī)械、集裝箱等行業(yè)的中等以上骨干企業(yè)，在改革開(kāi)放以來(lái)的多次技術(shù)改造中，引進(jìn)了一些國(guó)外的先進(jìn)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(dá)到接近國(guó)外同類企業(yè)的水平，能夠生產(chǎn)出國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)需要的裝備和產(chǎn)品，只是先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用面、使用的數(shù)量和技術(shù)的先進(jìn)程度有別于國(guó)外的企業(yè)。但是必須看到國(guó)內(nèi)還缺少更多的具有自主品牌的先進(jìn)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(jìn)焊接設(shè)備與材料大多依賴外國(guó)進(jìn)口。國(guó)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(gè)嚴(yán)重的戰(zhàn)略軟肋 [5]-[8]。42.2 焊接設(shè)備國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，汽車工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步非?？欤髌噺S家為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)，不斷推出具有高技術(shù)含量的新產(chǎn)品。在方式上體現(xiàn)在由過(guò)去的壟斷技術(shù)向更高層次即壟斷標(biāo)準(zhǔn)上轉(zhuǎn)變，如不斷提高對(duì)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、振動(dòng)噪聲標(biāo)準(zhǔn)、材料再生利用標(biāo)準(zhǔn)的要求，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的車,其市場(chǎng)空間將越來(lái)越小，最終被淘汰出局。20 世紀(jì)后期，美國(guó)首先提出了轎車車身焊裝“2mm 工程”的概念，即白車身焊后尺寸偏差小于 2mm。這一目標(biāo)的提出，對(duì)整個(gè)車身制造技術(shù)的要求大大提高，即制造材料、沖壓件質(zhì)量、工藝精度、焊接工藝方法、物流、焊接生產(chǎn)管理等方面都要有嚴(yán)格的保證措施。計(jì)算機(jī)控制的高自動(dòng)化水平的無(wú)人焊裝線在國(guó)外先進(jìn)的汽車廠己普遍采用，電弧釬焊工藝取代了一氧化碳電弧焊。如寶馬公司 20 世紀(jì) 80 年代初建成的年產(chǎn) 21.9 萬(wàn)輛 3 系列轎車的焊裝車間,全部生產(chǎn)人員僅 50 余人“三班生產(chǎn)” ，主要從事質(zhì)檢、維護(hù)和管理工作，上下料為自動(dòng)輸送機(jī)和機(jī)器人，車身物流采用滑撬運(yùn)送，車身全部是機(jī)器人焊接 [9]。2.3 焊接設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)汽車技術(shù)向著節(jié)能、安全、環(huán)保的方向發(fā)展,凡是對(duì)汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性、操縱穩(wěn)定性、安全性、低排放等方面有利的焊接技術(shù)都將有廣泛的應(yīng)用空間。如現(xiàn)在載貨車廠也要達(dá)到“2mm 工程”的目標(biāo)，轎車車身的生廠進(jìn)一步提高了要求。據(jù) KuKA 公司的研究人員介紹 [10]，車身上 600 個(gè)激光焊點(diǎn)用一個(gè)激光頭只需 12 分鐘就可以全部焊完。激光焊出的車身整體性好，對(duì)減振安全都有利，但設(shè)備投資太大,對(duì)零件和維護(hù)人員的要求也很高,因此應(yīng)降低成本提高普及率。原有的工藝技術(shù)水平也有待于進(jìn)一步提高，如很多汽車零件中對(duì)擦焊都有相位要求 [7]，國(guó)內(nèi)相位摩擦焊技術(shù)不過(guò)關(guān)，引進(jìn)國(guó)外設(shè)備價(jià)格又非昂貴并且擔(dān)心維護(hù)及改造問(wèn)題，使得這一工藝的應(yīng)用受到限制。目前,國(guó)內(nèi)的焊接裝備生產(chǎn)廠家綜合技術(shù)實(shí)力不足，不具備設(shè)計(jì)制造高水平的套焊裝線的能力。面對(duì)汽車行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)又不允許國(guó)內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家用國(guó)產(chǎn)裝備進(jìn)行試驗(yàn)，只好成套引進(jìn),使得國(guó)內(nèi)焊接裝備生產(chǎn)廠家近年來(lái)與國(guó)外水平的差越來(lái)越大，一些較大的焊機(jī)廠連生存都遇到了問(wèn)題。國(guó)內(nèi)汽車焊接生產(chǎn)5水平與國(guó)外逐漸接近，而國(guó)內(nèi)焊接裝備制造水平與國(guó)外差距逐漸加大 [11]，這一矛盾目應(yīng)當(dāng)予以考慮，僅靠國(guó)內(nèi)焊機(jī)廠自身的力量難以解決。3.汽車后橋直縫焊接設(shè)備要求對(duì)于汽車后橋殼的生產(chǎn)，由于焊接橋殼各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)均優(yōu)于鑄造橋 [12]，所以世界各國(guó)汽車行業(yè)都在逐步淘汰鑄造橋殼,而大力推廣焊接橋殼。焊接橋殼主要注意的問(wèn)題是：(l)橋殼的焊接所用材料應(yīng)具有良好的焊接性；(2)橋殼焊縫的布置應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力及變形；(3)橋殼焊接件的技術(shù)要求應(yīng)該合理；(4)橋殼每條焊縫的焊接接頭形式，位置和尺寸應(yīng)能滿足焊接質(zhì)量要求；后橋是汽車的關(guān)鍵部件之一，受力復(fù)雜,它不但承重和傳力，還承受巨大的動(dòng)載荷和靜載荷所形成的彎矩和扭矩 [13]，為此要求后橋有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性在眾多焊縫中，尤其是橋殼與半軸套管的對(duì)接焊縫是關(guān)鍵焊縫，橋殼的焊接質(zhì)量是直接關(guān)系到汽車的行駛安全和乘客及司機(jī)的生命，因此保證后橋的焊接質(zhì)量是十分重要的。以前后橋殼均采用焊條電弧焊來(lái)進(jìn)行焊接,需焊接兩遍如圖 1 圖 2，焊接速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量差。而后橋殼焊接總成的質(zhì)量直接影響到后橋裝配總成的整體質(zhì)量,焊縫成形良好、水壓和密封試驗(yàn)、力學(xué)性能等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全部滿足技術(shù)要求的后橋殼，可避免車橋在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生異響、漏油等現(xiàn)象[14]。反之就可能出現(xiàn)異響、漏油、甚至殼體斷裂等質(zhì)量問(wèn)題。而且焊條電弧焊工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大,不易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化，嚴(yán)重制約了后橋生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，采用適合微型汽車后橋生產(chǎn)的新式焊接工藝，在生產(chǎn)中引入 c02氣體保護(hù)焊 [11]，提高了后橋焊接的整體性能，并實(shí)現(xiàn)了大批量生產(chǎn) [15]-[18].。6圖 1-1 上下殼體焊接示意圖圖 1-2 半軸套管及殼體焊接示意圖4.課題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及要求（1）根據(jù)技術(shù)要求完成設(shè)計(jì)。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)，利用 AutoCAD 軟件完成裝配圖與相關(guān)主要零件圖的繪制。7（3）最后，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫。5. 進(jìn)度安排步驟 周次 工 作 內(nèi) 容 安 排1 1-4 周 查閱資料，概述國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展情況，完成開(kāi)題報(bào)告撰寫，外文文獻(xiàn)翻譯。2 5 周 討論設(shè)計(jì)方案。3 6 周 對(duì)焊接專機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4 7 周 繪制裝配圖。5 8-9 周 繪制并完成總裝圖。6 10 周 繪制部件圖。7 11 周 繪制主要零件圖。8 12 周 完成全部圖樣。9 13 周 對(duì)重要零件進(jìn)行校核計(jì)算。10 14-15 周 撰寫設(shè)計(jì)論文。11 16 周 完成設(shè)計(jì)論文。12 17 周 整理答辯材料。13 18 周 畢業(yè)答辯。86.參考文獻(xiàn)[1] 余躍. 中國(guó)汽車出口壁壘難破[J]. 中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào), 2011,2057：4.[2] 劉月.汽車后橋用焊接專機(jī)研制[D].沈陽(yáng):沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué),2007：1.[3] PanzeriC.NewautomatiemanufaeturingsystemsfortheproduetionofmedilargesezedeomPonents.AnsaldoIndustria.Milan:sPa,1993:85-90.[4] 楊雪蘭.加入 WTO 后中國(guó)汽車工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000[5] Peter J. Hewitt Strategies for Risk Assessrr Lnt and Control in Welding Challenges for Developing Countries[J]2001, 45(4): 295-298.[6] 李建國(guó)，華大龍，朱旗．我國(guó)焊接設(shè)備的現(xiàn)狀及 90 年代發(fā)展方向[J]北京：機(jī)械工業(yè)出 版社，1992.55～58.[7] 劉順洪，胡乾午，李志遠(yuǎn). 汽車后橋環(huán)焊縫自動(dòng)超聲波探傷系統(tǒng)[J].華中理工大學(xué)校報(bào)， 2000，28（5）：30-33.[8] 李亞江，王娟等．特種材料焊接技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002.[9] K.Y.Bae,5.J.Na.AStudyofVisioBasedMeasurementofWeldJointShapeIneorporatingThe NeuralNetwork.JournalofEngineeringManufaeture.1994,208(6):61-69.[10] Bauehspiess.Sensorguidedrobotiemanipulatorsinautomatedweldingeell.JournalOfMaterialsProeessingTeehnologyvll09nl[11] Submergeareweldingoflargediameterpiperwithdigitalareeontrol.WeldingandCutting,2001,8(6):16-23.[12] 龍偉民.汽車制造中的鋁釬焊技術(shù).汽車工藝與材料,2002,(5):2-5.[13] 陸明志.汽車后橋焊接工藝及應(yīng)用.焊接.2004(7):39-40.[14] 李偉吾.N 微型車后橋焊接工藝分析.裝備制造技術(shù).2005(4):51-53.[15] 周淑玲，朱蘭.汽車后橋焊接工藝及設(shè)備[J].焊接，2011，01（11）：35-37.[16] 王喜亮．汽車后橋焊接生產(chǎn)工藝[J].電焊機(jī)，2010，36（6）：63-66[17] 樊宇峰．重車后橋焊接生產(chǎn)線設(shè)計(jì)[J].電焊機(jī)，2011，40（05）：110-115[18] 李偉并.微型汽車后橋焊接工藝.焊接.2005(12):71-72.[19] 陸明志．汽車后橋焊接工藝及應(yīng)用[J].焊接，2007，03（04）：39-40.[20] 李偉吾．汽車后橋焊接工藝[J].焊接，2009，04（12）：46-47.9