毕业设计开题报告 微型车车身纵梁1序总成焊接夹具设计

1、毕业设计（论文）开题报告课题名称微型车车身纵梁1序总成焊接夹具设计1 课题背景及意义焊接夹具是进行金属结构焊接不可缺少的辅助器具 ,是焊接工艺的重要组成部分 。它在焊接过程中主要起维持 、保证焊接产品形状及尺寸符合产品图纸要求 ,方便焊工操作 ,提高工效如焊接转胎的作用 。在初级焊接产品中 ,所需的焊接夹具是比较简单和容易设计制作的 ,因此它的重要性并不是从一开始就为人们关注和重视的 ,在焊接设备 、焊接材料诞生后相当长的时间里没有什么发展 。直到近代诞生汽车 ,随着汽车工业的发展 ,它的重要性才日益显现出来并发展形成一门技术 ,有自已独到的一套设计理论和方法 。汽车是一种社会需求量非常大的交

2、通工具同时也是一种典型而复杂的焊接结构（仅车身就由数以百计的不同冲压件按一定空间位置组焊而成 ）。如果没有足够的焊接夹具在起作用 ,那么这些如一盘散沙的冲压件就不可能按图纸要求一步步组装成规 则划一的产品 。因此 ,焊接夹具在汽车工业的地位作用是不言而喻的 ,它不仅表现在确保车身形状 、尺寸 、精度符合产品图纸技术要求方面 ,而且还表现在焊接夹具的自动化程度是影响汽车生产能否上批量的关键因素 。由于焊接夹具是典型的非标工装 ,通用性差 ,专用性强 ,占一条车身焊装生产线设计制作工作量的一半以上 。可以毫不过分地说 ,焊接夹具是构成车身焊装生产线的“ 核心” 。所以在此焊接夹具值得介绍1。2 本

3、课题及相关领域的国内外现状及发展柔性夹具发展概述制造过程的工艺设备包括刀具、夹具、检测设备及模具的选择和设计。为了降低装夹费用和生产准备时间，柔性装夹是必不可少的。一般说来，柔性夹具是指工件的形状和尺寸有一定变化后，夹具还能适应这种变化并继续使用的应变能力2。但是工件变化可以在小范围，即在相似的形状和尺寸变动不大的范围，也可在大范围，即零件形状完全不同，尺寸变化也很大。所以，柔性夹具还是模糊的，没有明确的定义和界限。笼统地说，就是指与NC机床、加工中心配合使用的、具有夹持多种不同工件能力的夹具。柔性夹具包括组合夹具、可编程夹具、通用柔性夹具、相变材料柔性夹具及其它夹具，使用不同的相变材料可得到

4、多种类型的夹具，相变材料柔性夹具分类详见图25。机械夹具中的夹紧力只应用到非常小的面域内，甚至是点接触，而相变材料柔性夹具适合于装夹具有复杂曲面和刚度较弱容易变形的工件。朱耀祥和融易鸣中将80年代后期柔性夹具的研究开发分为两大方向2。原理和结构都有创新的柔性夹具这种柔性夹具主要包括3种类型1）真相变式柔性夹具和伪相变式柔性夹具。2）适应性夹具。3）模块化程控式夹具。传统夹具创新这种柔性夹具主要包括两种类型1）可调整夹具 。2）组合夹具。图2 相变材料柔性夹具分类(怎么一上来就是图2？)国内外现状在我国对焊接夹具的系统研究进行得比较少 ,方法落后 ,汽车焊接夹具的开发设计更是一个薄弱环节。在我国

5、现有的所有引进车型中 ,焊接夹具几乎无一例外全部依赖进口 。（这是查阅的什么时候的文献结论？）焊接夹具开发的滞后状态严重制约了我国汽车工业的进一步健康发展 。这与国外的技术封锁有关但更主要的是我们重引进轻研究开发重眼前利益 ,从长远打算 ,而在工业发达国家和汽车大国 ,焊装的研制开发已形成一个相对独立的新兴工业部门焊装的开发与设计已形成子准化 、系列化 、通用化人们能够紧随汽车车身车型更新换代的步伐 ,及时地为新产品提供相应的焊接生产线为汽车厂家早上批量占领市场提供了坚实的技术装备保证 ,争得了生死枚关的宝贵时间 。应该看到汽车焊接夹具是一项利润丰厚的智力型产品 ,占一个车身车型开发费用的1/

6、6左右。它真正的材料费用是很低的 ,大部分是在设计制作费用上。这种高额的回报是非常诱人的 。我国不少科研部门和制造单位从事了这项有益的工作。但由于国产焊装起点都不高 ,批量不大 ,与西方汽车大国相比水平还有待在实践中进一步提高1 。国内外发展趋势夹具是机械加工及材料成型不可缺少的部件 ,现在夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展6。.1高精度随着焊接成型自动化的高度发展，焊接夹具成为自动化焊接过程中不可缺少的重要部分。在自动化焊接过程中，夹具的精度是实现高质量自动化焊接的重要保证。所以要获得最优的焊接质量，必须对焊接夹具精度提出更高的要求6。.2高效率为了提高焊接成型及机械加

7、工的生产效率 ,双面、 四面和多件装夹的夹具产品越来越多。夹具结构简化 ,为焊接成型及机械加工进行多工位、 多面和多件加工创造了条件。为了缩短在焊接成型及机械加工上安装与调整夹具的时间 ,瑞典研制出了3R 夹具6。.3模块化组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。省工、 省时、 节材、 节能 ,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础。应用CAD技术 ,可建立元件库、 典型夹具库、 标准和用户使用档案库 ,进行夹具优化设计。组合夹具分会与华中科技大学合作 ,正在着手创建夹具专业技术网站 ,为夹具行业提供信息交流、 夹具产品咨询与开发的公共平台 ,争取实现夹

8、具设计与服务的通用化、 远程信息化和经营电子商务化6。.4通用化经济夹具的通用性直接影响其经济性。夹具系统的可重组性、 可重构性及可扩展性功能强 ,应用范围广 ,通用性好 ,夹具利用率高。德国 demmeler 公司的孔系列组合焊接夹具 ,仅用品种、 规格很少的配套元件即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强 ,使得夹具的通用性好 ,元件少而精 ,配套的费用低 ,经济实用才有推广应用的价值。随着我国经济的高速发展 ,社会对机械产品需求多样化的趋势也越来越明显。为此 ,制造技术的研究者提出了成组技术的科学理论及实践方法 ,它能从根本上解决生产由于品种多 ,产量小带来的矛盾。成组技术 GT (

9、Group T2echnology)是一门生产技术科学 ,它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性 ,并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组 ,寻求解决这一组问题相对统一的最优方案 ,以取得所期望的经济效益。成组技术应用与机械加工方面 ,乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族 ,把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量 ,从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果6。3 课题主要任务和研究路线3.1 课题主要任务 课题的主要任务和要求（1）了解焊接夹具的特点，结合焊接夹具的特点分析其原理及实现自动焊的工艺特点；（2）写出3000字以上的开题报告，做出3

10、000单词以上的英文翻译；（3）查阅焊接夹具的有关资料文献，进行零件的三维造型，确定夹具设计方案，以及夹具的三维设计；（4）在教师指导下进行设计，运用所学的基本理论和基本知识对试验结果进行分析，完成主要零件工程图绘制；（5）完成设计说明书，写出15000字左右的毕业论文。3.2 课题研究综合分析焊接夹具的设计简述各类焊接夹具主要以力学理论为指导进行设计 ,牵涉机构运动学 、机械设计制造 、控制技术 、电气应用等许多方面是多学科综合应用的产物 。而汽车焊接夹具作为各类夹具中的典型代表 ,有自已的特点和规律 ,每个夹具结构 、工况 、环境各不相同 ,对设计提出了更苛刻的要求 。焊接夹具传统的设计方

11、法是整体式设计 ,即根据待焊零件的外形和工艺要求 ,以整体式的定位件及夹紧件为基础进行设计 ，也就是需要在什么位置定位 ,就设计一个适合于该位置的定位件 ,只有紧固件和手动夹紧器可采用标准件和通用件因此标准化程度低 ,设计周期长 ,调整困难7 。焊接夹具设计的基本步骤 夹具设计一般包括个步骤2：安装规划，夹具规划和夹具构形设计如图1 所示。安装规划的任务是确定加工时的定位装夹次数,工件在每次装夹中的定位方式及加工面；夹具规划的任务是确定加工时工件上的定位面、定位点及夹紧面、夹紧点；夹具构形设计是指选择某些夹具元件,并组装成能夹紧工件的夹具。夹具构形设计已经成为CAFD领域的一个重要问题。随着越

12、来越多的CNC机床和加工中心的应用，许多加工都可在一次装夹中全部完成，这就需要有可靠的夹具构型设计。Zone-Ching Lin和Jin-Ching Huang3对三坐标测量机进行了组合夹具的夹具规划，即复杂的小支撑面和大的支撑面的夹具规划，并基于成组技术建立了组合夹具元件编码库，同时在夹具规划中应用了多种启发式算法。Y . Wu，Y . Rong，W . Ma4等提出了关于夹具精度、夹具规划 、夹具可及性和装夹稳定性的一种分析，分析结果可以用来验证夹具设计的性能。图1 制造系统夹具设计图（图号按顺序出现）4焊接问题及检验 对于每套夹具进行试焊，就是检验一下工作流程有无问题。包括时间节拍是否符

13、合设计要求，焊接出焊点的位置是否准确，工件有无较大的焊接热变形。 如若出现问题进行反馈，重新设计1。5课题工作计划序号 设计（论文）各阶段名称 日 期1 收集资料，进行开题报告、英文翻译的准备工作 2 完成开题报告、英文翻译，进行毕业设计试验和设计的准备 3 进行试验研究，完成工艺设计，毕业设计中期检查。 4 完成工艺试验，焊后检验及结果分析。 ？ 5 完善设计、撰写设计说明书、准备答辩。 6 毕业答辩。 2011.6.610参考文献1 车架大梁自动焊夹具设计及应用 梁金余 ( 广东省石油化工专用设备公司开平机械厂 开平529300 )。2 Wu.y,Rong Y M,Chu T C Auto

14、mated generation of dedicated fixture design J。International journal of computer Application in Technology，1997（10）：213-235。3 Lin Z C, Huang J C。The fixture planning of modular fixtures for measurement J。IIE Transaction 2000，（32）:345-359。4 Wu Y,Rong Y M,Ma W,etal。Automated modular fixture planning：Accuracy，Clamping，and accessibility ana