基于SolidWorks的焊鉗X-M型靜臂的工藝工裝優(yōu)化設計-鉆6-φ14.5光孔【三維SW】【8張cad圖紙+文檔全套資料】
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開題報告
一、 課題名稱：基于Solidworks的電阻電焊鉗主要零件的工藝工裝優(yōu)化
二、 課題來源：結合社會實際
三、 選題的目的與意義：
目的：在給定XM型電阻電焊鉗靜臂部件圖紙的基礎上，利用solidworks三維設計軟件，通過畢業(yè)設計訓練，使我們熟悉掌握電阻點焊鉗的功能、用途和結構特點，分析制定其主要零件的機械加工工藝路線，重點進行工序工裝夾具的三維建模設計與優(yōu)化。更是為了實現(xiàn)電阻點焊鉗的國有化。
意義：1將我們大學所學的知識做一個很好的融合與應用
2掌握Solidworks三維軟件的使用
3提高我們對工藝工裝設計流程熟識和通用夾具的設計能力
4 實現(xiàn)電阻點焊鉗的國有化
四、 電阻點焊鉗，電阻點焊的基本認識，應用范圍及特點
電阻點焊鉗的基本認識
如上圖，是XM型電阻點焊鉗的總裝圖片。本次設計主要是針對M型電阻點焊鉗的靜臂進行三維建模并進行工藝工裝優(yōu)化。下圖為XM型電阻點焊鉗靜臂的零件圖形。
電阻點焊的基本認識：
定義：焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。
利用點焊機進行交叉鋼筋的焊接，可成型為鋼筋網(wǎng)片或骨架，以代替人工綁扎。同人工綁扎相比較，電焊具有功效高、節(jié)約勞動力、成品整體性好、節(jié)約材料、降低成本等特點。
點焊采用的點焊機有單點點焊機（主要用于焊接較粗鋼筋），多點點焊機（主要用于焊接鋼筋網(wǎng)片）和懸掛式點焊機（能任意移動、可焊接各種幾何形狀的大型鋼筋網(wǎng)片和鋼筋骨架）。
電阻點焊主要工作參數(shù)有變壓器級數(shù)、焊接通電時間、電流強度、電極壓力等。焊接時應根據(jù)鋼筋級別、直徑及焊機性能等具體情況合理選擇工作參數(shù)。
點焊接頭的質量檢查包括外觀檢查和強度檢驗兩部分內容。取樣時，外觀檢查應按同一類型制品分批抽查，一般制品每批抽查5%；梁柱、桁架等重要制品每批抽查10%，且均不能少于3件。要求焊點處金屬熔化均勻；壓入深度符合規(guī)定；焊點無脫落、漏焊、裂紋、多孔性缺陷及明顯的燒傷現(xiàn)象；制品尺寸，網(wǎng)格間距偏差應滿足有關規(guī)定。偏差應滿足有關規(guī)定。強度檢驗時，從每批成品中切取。熱軋鋼筋焊點應作抗剪試驗；冷拔低碳鋼絲焊點處作抗剪試驗外，還應對較小鋼絲作拉力試驗。強度指標應符合《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》的規(guī)定。試驗結果，如有一個試件達不到上述要求，則應取雙倍數(shù)量的試件進行復檢。復檢結果，如仍有一個試件不能達到上述要求，則該批制品即為不合格。采用加固處理后，可進行二次驗收。
電阻點焊的特點
1、焊件間依靠尺寸不大的熔核進行連接，熔核應均勻，對稱的分布在兩焊件的貼合面上。
2、點焊是熱——機械（力）聯(lián)合作用的焊接過程。
3、點焊接頭質量主要取決于熔核尺寸（直徑和焊透率）、熔核本身及其周圍熱影響區(qū)的金屬顯微組織及缺陷情況。同時若有壓紋過深，表面裂紋，貼損等表面缺陷，也會使表面疲勞強度降低。
點焊的工作原理
點焊工作原理見圖。將鋼筋的交叉部分置于點焊機的兩個電極間，然后通電，鋼筋溫升至一定高度后熔化，再加壓使交叉處鋼筋焊接在一起，焊點的壓入深度應符合下列要求：熱軋鋼筋點焊時，壓入深度為較小鋼筋直徑的30%~45%；冷拔低碳鋼絲點焊時，壓入深度為較小鋼絲直徑的30%~35%。
點焊機的焊接回路主要是由電阻焊變壓器次級線圈，次級硬，軟件接件，電極臂（導電軸，軸瓦），電極握桿，電極（電極平板）等組成。
電阻點焊實際中的應用和發(fā)展前景：
在汽車工業(yè)的應用
電阻焊作為一種高效、廉價且機械化和 自動化程度較高的連接技術 ，在汽車工業(yè)中得到 了廣泛的應用 。無論是在汽車車身組裝中，還是汽車零部件的生產中，電阻焊工藝都占了 相當重要且相當數(shù)量比例的地位 。
電阻焊在汽車零部件生產中的應用：
1 轎車橫梁裝配焊接
2 液力變矩器平衡塊焊接
3 傳動軸平衡塊凸焊
4 汽車制動蹄焊接
汽車車身焊裝線上的電阻焊設備主要有 3 類:
a. 懸掛式點焊機 它是目前車身焊裝生產線上的主要設備，用于車身的各個部位的裝配點焊，特別用于點焊焊接位置復雜多變的部件。
b. 點焊機器人 為了提高車身焊裝線的自動化程度 ，減輕操作者的勞動強度，提高工作效率，保證焊接質量，在現(xiàn)代化的車身焊接生產線上，采用點焊機器人代替笨重的懸掛式點焊機，以代替人的單主要從事壓力焊工藝及設備 、焊接自動控制等方調、重復、長時間的強體力勞動 。同時，還適應產品的多樣化生產。
c. 多點焊機 采用多點焊工藝的目的是為了提高生產效率，減小焊接變形，在車身焊裝生產線上，車身底板的點焊裝配經常采用多點焊機。
電阻點焊的發(fā)展及現(xiàn)狀
電阻點焊技術的技術研究中，研究的熱點和重點是點焊電源，電阻點焊電源提供電阻焊的電阻加熱能量，它的發(fā)展經歷了單相工頻交流點焊機、直流脈沖點焊機、三相低頻點焊機、次級整流式及電容儲能式點焊機的過程，80年代中期又出現(xiàn)了逆變式點焊機。日本、美國等國家先后推出逆變式電阻焊機產品，并應用于汽車、家電、電子行業(yè)，建立起以逆變點焊機器人為主的汽車車身焊裝線，使逆變式電阻點焊機進入實際應用階段。目前，逆變電阻焊機主要用于中小功率焊機及集成點焊鉗上。
目前，對于逆變電源的控制，有采用集成移相控制芯片與微型計算機相結合的方式，實現(xiàn)對電源能量的恒流控制；也有使用了數(shù)字信號處理器(DSP)作為主控芯片，通過軟件來實現(xiàn)控制方式，這些控制方式主要有傳統(tǒng)移相控制、雙極性控制和有限雙極性控制三種方式，也有通過在雙極性控制和有限雙極性控制兩種控制方式基礎上增加移相控制，形成移相雙極性控制方式和移相有限雙極性控制方式。通過對各種控制方式下的檢測分析，傳統(tǒng)移相控制方式實現(xiàn)了開關管的零電壓開通，其開關管的開通功率損失小，更適合精密逆變點焊電源。
電阻點焊電源技術快速發(fā)展，但其加壓技術卻還沒有得到相應的發(fā)展，這將影響著電阻點焊技術的進一步發(fā)展。
國外電阻焊技術的最新發(fā)展
1計算機模擬的工業(yè)應用
計算機數(shù)值模擬有其成本低，參數(shù)改變靈活、方便等優(yōu)點，但目前大部分都用于離線計算和模擬，如何將這種方法有效地應用到工業(yè)生產中對焊接質量進行在線評估和控制，這個問題也成為近年來焊接學家們研究的一個重點。丹麥學者Zhang,Wenqi基于長期的工程研究和工業(yè)合作，開發(fā)了一個新的基于有限元方法的焊接軟件:SORPAS,用于模擬電阻凸焊和點焊過程。為了使該軟件能被工廠中的工程師和技術員直接應用，電阻焊中的所有參數(shù)被考慮并自動地在軟件中實現(xiàn)。該軟件支持Windows友好界面，操作靈活，對工件及電極可靈活地進行幾何形狀設計，參數(shù)設置猶如正式焊機，它可用于工業(yè)中支持產品開發(fā)和工藝優(yōu)化。現(xiàn)在Volkswangen, Volvo, Siemens和ABB等公司都開始采用此軟件。美國華盛頓大學的Li,Wei提出了一個基于接觸區(qū)域的點焊質量評估模型，它是用一個有限元分析模型來表示接觸區(qū)域變化，根據(jù)模擬結果進行在線應用，經試驗：在不同的電極尺寸、電極力、焊接時間和電流下這種方法是成功的，它將為電阻焊監(jiān)測和控制提供重要的信息。
2新型材料的可焊性研究
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，對工業(yè)產品(特別是汽車)外殼用材的性能提出了更高的要求，并促進了產品用材的更新?lián)Q代。例如，為了改善汽車外殼的抗腐蝕性能，提高汽車的使用壽命，在汽車車身制造中大量采用鍍鋅鋼板代替普通冷軋鋼板；為了減輕車身總體重量，節(jié)省能源消耗，世界各大汽車公司正在開發(fā)鋁合金或高強鋼車身的汽車。由于在汽車車身等薄板結構的裝配制造中，大量采用電阻點焊方法，為保證焊接質量，研究鋁合金、鍍鋅鋼板高強鋼等新材料的電阻點焊性能已成了非常迫切的任務。近年來，各國焊接工作者就此方面做了大量的理論及實際研究工作，并取得了一定的成績。
五、 選用Solidworks三維設計軟件的優(yōu)勢
1、 Solidworks菜單少，使用直觀、簡單，界面友好。
2、 數(shù)據(jù)轉換接口豐富，轉換成功率高。
3、 Solidworks與I-DEAS、ANSYS、Pro-e、AutoCAD等之間的數(shù)據(jù)轉換均非常成功、流暢。
4、Solidworks具有很好的設計柔性，使設計過程靈活、方便修改。
六、 工作的進度安排及最終完成時間
1 設計準備工作及開題報告
①查閱有關文獻資料，了解電阻點焊鉗在汽車工業(yè)上的用途，熟悉電阻點焊鉗的工作原理，組成結構及設計特點；分子主要零部件的靜臂的材料特性和結構特性，了解工藝工裝的有關內容（1周）
②學習掌握Solidworks設計方法及實際應用
③構思設計流程框架，撰寫開題報告（設計思路。計劃進程等，3000字），撰寫文獻綜述（3000字）。（1周）
2 主要零件工藝工裝設計與優(yōu)化（總7周）
①零件圖的二維繪制，三維建模，二維工程圖輸出（1周）
②毛坯圖三維建模，二維工程圖輸出（1周）
③制定出零件的加工工藝路線，重點工序的工時定額，鞋靴用量計算，填寫加工工藝和工序卡（1周）
④夾具實體建模運動仿真與優(yōu)化設計（3周）
⑤夾具而為裝配圖，專用零件圖繪制（1周）
3 外文翻譯（1周）
4 編寫設計說明書（1周）
5 修改打印，輸出圖紙，流程圖及設計說明書（1周）
6 最終完成時間：2013年5月
七、 主要內容及應完成的工作
1 了解汽車工業(yè)中廣泛使用的電阻點焊鉗的功能和結構特點
2 分析其中的組要組成零件的材料和結構特性，制定其加工工藝規(guī)程，生成有關的工藝文件
3 利用Solidworks進行有關工序工裝的實體建模運動仿真與優(yōu)化設計，并輸出二維工程圖。
八、 現(xiàn)有條件及必須采取的措施
應收集的資料及主要參考文獻：
1、 電阻點焊鉗在汽車工業(yè)上的應用方面有關文獻資料
2、 焊接設備與方法有關的教材與手冊資料
3、 機械加工工藝手冊與資料
4、 夾具設計教材與圖冊
5、 機械制造技術基礎課程設計指導教程（鄒青主編）
6、 機械加工工藝手冊，第二版，王先逵主編
7、 機械加工工藝裝備設計手冊，機械工業(yè)出版社，1998
8、 機床夾具設計手冊，楊黎明，國防工業(yè)出版社
9、 Solidworks三維設計教材及有關參考書
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