本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告題目名稱: 汽車后橋直縫焊接專機設計 學院名稱： 專業(yè)班級：學生姓名：指導教師： 開題時間： 1目錄1.課題研究的目的和意義 ....................................22.焊接設備國內外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ........................32.1 焊接設備國內發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................32.2 焊接設備國外發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................42.3 焊接設備發(fā)展趨勢 ...................................53.汽車后橋直縫焊接設備要求 ................................54.課題預期達到的目標及要求 ................................75. 進度安排 ...............................................76.參考文獻 ................................................821.課題研究的目的和意義中國汽車工業(yè)經過 60 年的發(fā)展,期間經過數(shù)代人的努力中國汽車工業(yè)從無到有逐步走向國際化。2 009 年 我 國 汽 車 產 量 為 1379.10 萬 輛 ， 超 過 第 二 名 日 本和 第 三 名 美 國 產 量 之 和 。 日 本 為 793 萬 輛 ， 美 國 為 570 萬 。 中 國 成 為 了 全 球 汽車 生 產 第 一 大 國 。 [1]作為汽車制造技術之中最有代表性的 3 大工藝(焊裝、油漆、總裝)之一的焊接工藝，也隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展逐步接近國際先進水平。改革開放前中國的汽車焊接生產是以手工操作為主，只有局部實現(xiàn)了機械化生產。生產規(guī)模較小，焊接質量穩(wěn)定性較差，生產質量不能得到保證。20 世紀 80 年代中期,隨著改革開放的進行，使國內的汽車生產廠家有機會了解并引進國外先進的汽車焊接技術設備。新焊接設備不僅減少了操作者的數(shù)量和勞動強度，也提高產品質量、滿足高標準要求。20 世紀 90 年代以來的技術引進及生產設備工藝裝備的引進使汽車行業(yè)實現(xiàn)了轎車生產的規(guī)?；鸩?，對保證產品質量實現(xiàn)平穩(wěn)生產起到了重要作用 [2]。如今在中國汽車行業(yè)焊接設備是必不可少的，傳統(tǒng)手工焊接已經無法滿足如此巨大的中國市場，因此設計一款焊接設備是具有重要意義。2.焊接設備國內外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.1 焊接設備國內發(fā)展現(xiàn)狀改革開放前中國的汽車焊接生產是以手工操作為主，局部實現(xiàn)了機械化生產生產規(guī)模較小，焊接質量穩(wěn)定性較差。產品的最終結果表現(xiàn)為駕駛室密封性不能保證、振動及噪聲較大、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,當時國內焊接設備廠家的開發(fā)攻關能力很強，在沒技術、沒資料的條件下，為汽車廠生產出了大量的關鍵設備和儀器，為當時汽車工業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障。20 世紀 80 年代中期，隨著改革開放的進行，使國內的汽車生產廠家有機3會了解到國外先進的汽車焊接技術，并將一部分技術應用到了生產中。特別是一汽利用 CA141 換型改造的機會，將國外汽車上的成熟技術用到了我們的產品上來，如將鉚接螺母全部改為焊接螺母，降低了整車的振動和噪聲。車輪輪惘焊接引進了國外的液壓伺服式閃光對焊機，大大降低了廢品率。較大總成的焊接采用了流水線生產，如車頭焊接采用往復桿式生產線。自動點焊機、一氧化碳自動焊機、旋弧焊機、氫弧焊工藝 lv1 等均用于載貨車生產，國內大焊機廠開發(fā)的多點焊機質量更加穩(wěn)定，這些對提高汽車生產能力、減輕工人勞動強度都起到了很大作用。 20 世紀 90 年代初，一汽與德國大眾合資建設現(xiàn)代化的轎車生產基地，其焊裝線雖然是國外的二手設備，但其投入使用后的自動化程度、物流方式讓許多從事汽車焊接技術的人耳目一新,對現(xiàn)代化汽車生產線有了新的理解和認識。隨后，一汽在其載貨車、輕型車項目中都引進了國外的焊接機器人，其中還有一條無人焊接線，人們切實體會到了機器人焊接技術不僅僅是減少了操作者的數(shù)量和勞動強度,對提高產品質量、滿足高標準要求也是必不可少的。20 世紀90 年代以來技術引進及生產設備、工藝裝備的引進使汽車行業(yè)實現(xiàn)了轎車生產的規(guī)?；鸩剑瑢ΡＷC產品質量、實現(xiàn)平穩(wěn)生產起到了重要作用 [3]。但這一結果對國內的焊接設備生產廠家造成了很大沖擊，國內廠家主要在載貨車生產線及轎車配套裝備和單工件焊機方面做了一些工作 [4]。與國外相比，從總體上看國內焊接生產的機械化、自動化水平較低，眾多企業(yè)需要的、中國自有的、 “使用量大面廣”的焊接技術、焊接設備、焊接材料的水平甚至比尖端焊接技術更落后于國外。然而，對于汽車、造船、軌道車輛、電站鍋爐、發(fā)電設備、重型機械、工程機械、集裝箱等行業(yè)的中等以上骨干企業(yè)，在改革開放以來的多次技術改造中，引進了一些國外的先進焊接設備、材料和工藝，焊接生產的技術水平有了很大的提高，基本上能達到接近國外同類企業(yè)的水平，能夠生產出國家經濟和國防建設需要的裝備和產品，只是先進技術的應用面、使用的數(shù)量和技術的先進程度有別于國外的企業(yè)。但是必須看到國內還缺少更多的具有自主品牌的先進焊接設備、高端焊接材料和高效焊接工藝技術，目前企業(yè)使用的這些先進焊接設備與材料大多依賴外國進口。國內焊接生產的這種表面輝煌，技術空心化的局面是一個嚴重的戰(zhàn)略軟肋 [5]-[8]。42.2 焊接設備國外發(fā)展現(xiàn)狀近年來，汽車工業(yè)的技術進步非?？?，各汽車廠家為了在激烈的市場競爭中生存下來，不斷推出具有高技術含量的新產品。在方式上體現(xiàn)在由過去的壟斷技術向更高層次即壟斷標準上轉變，如不斷提高對汽車排放標準、安全標準、振動噪聲標準、材料再生利用標準的要求，達不到標準的車,其市場空間將越來越小，最終被淘汰出局。20 世紀后期，美國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。這一目標的提出，對整個車身制造技術的要求大大提高，即制造材料、沖壓件質量、工藝精度、焊接工藝方法、物流、焊接生產管理等方面都要有嚴格的保證措施。計算機控制的高自動化水平的無人焊裝線在國外先進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 80 年代初建成的年產 21.9 萬輛 3 系列轎車的焊裝車間,全部生產人員僅 50 余人“三班生產” ，主要從事質檢、維護和管理工作，上下料為自動輸送機和機器人，車身物流采用滑撬運送，車身全部是機器人焊接 [9]。2.3 焊接設備發(fā)展趨勢汽車技術向著節(jié)能、安全、環(huán)保的方向發(fā)展,凡是對汽車的動力性、經濟性、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都將有廣泛的應用空間。如現(xiàn)在載貨車廠也要達到“2mm 工程”的目標，轎車車身的生廠進一步提高了要求。據 KuKA 公司的研究人員介紹 [10]，車身上 600 個激光焊點用一個激光頭只需 12 分鐘就可以全部焊完。激光焊出的車身整體性好，對減振安全都有利，但設備投資太大,對零件和維護人員的要求也很高,因此應降低成本提高普及率。原有的工藝技術水平也有待于進一步提高，如很多汽車零件中對擦焊都有相位要求 [7]，國內相位摩擦焊技術不過關，引進國外設備價格又非昂貴并且擔心維護及改造問題，使得這一工藝的應用受到限制。目前,國內的焊接裝備生產廠家綜合技術實力不足，不具備設計制造高水平的套焊裝線的能力。面對汽車行業(yè)的激烈競爭又不允許國內的汽車生產廠家用國產裝備進行試驗，只好成套引進,使得國內焊接裝備生產廠家近年來與國外水平的差越來越大，一些較大的焊機廠連生存都遇到了問題。國內汽車焊接生產5水平與國外逐漸接近，而國內焊接裝備制造水平與國外差距逐漸加大 [11]，這一矛盾目應當予以考慮，僅靠國內焊機廠自身的力量難以解決。3.汽車后橋直縫焊接設備要求對于汽車后橋殼的生產，由于焊接橋殼各項機械性能指標均優(yōu)于鑄造橋 [12]，所以世界各國汽車行業(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題是：(l)橋殼的焊接所用材料應具有良好的焊接性；(2)橋殼焊縫的布置應有利于減少焊接應力及變形；(3)橋殼焊接件的技術要求應該合理；(4)橋殼每條焊縫的焊接接頭形式，位置和尺寸應能滿足焊接質量要求；后橋是汽車的關鍵部件之一，受力復雜,它不但承重和傳力，還承受巨大的動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度、剛度和韌性在眾多焊縫中，尤其是橋殼與半軸套管的對接焊縫是關鍵焊縫，橋殼的焊接質量是直接關系到汽車的行駛安全和乘客及司機的生命，因此保證后橋的焊接質量是十分重要的。以前后橋殼均采用焊條電弧焊來進行焊接,需焊接兩遍如圖 1 圖 2，焊接速度慢，勞動強度大，焊接質量差。而后橋殼焊接總成的質量直接影響到后橋裝配總成的整體質量,焊縫成形良好、水壓和密封試驗、力學性能等各項技術指標全部滿足技術要求的后橋殼，可避免車橋在運行過程中產生異響、漏油等現(xiàn)象[14]。反之就可能出現(xiàn)異響、漏油、甚至殼體斷裂等質量問題。而且焊條電弧焊工藝勞動強度大,不易實現(xiàn)生產機械化和自動化，嚴重制約了后橋生產的進一步發(fā)展。為此，采用適合微型汽車后橋生產的新式焊接工藝，在生產中引入 c02氣體保護焊 [11]，提高了后橋焊接的整體性能，并實現(xiàn)了大批量生產 [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.課題預期達到的目標及要求（1）根據技術要求完成設計。（2）根據設計，利用 AutoCAD 軟件完成裝配圖與相關主要零件圖的繪制。7（3）最后，完成畢業(yè)設計論文的撰寫。5. 進度安排步驟 周次 工 作 內 容 安 排1 1-4 周 查閱資料，概述國內外相關領域的發(fā)展情況，完成開題報告撰寫，外文文獻翻譯。2 5 周 討論設計方案。3 6 周 對焊接專機進行結構設計。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 對重要零件進行校核計算。10 14-15 周 撰寫設計論文。11 16 周 完成設計論文。12 17 周 整理答辯材料。13 18 周 畢業(yè)答辯。86.參考文獻[1] 余躍. 中國汽車出口壁壘難破[J]. 中國經營報, 2011,2057：4.[2] 劉月.汽車后橋用焊接專機研制[D].沈陽:沈陽工業(yè)大學,2007：1.[3] PanzeriC.NewautomatiemanufaeturingsystemsfortheproduetionofmedilargesezedeomPonents.AnsaldoIndustria.Milan:sPa,1993:85-90.[4] 楊雪蘭.加入 WTO 后中國汽車工業(yè)的競爭力.北京:機械工業(yè)出版社,2000[5] Peter J. 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