立式環(huán)縫自動(dòng)焊接機(jī)虛擬設(shè)計(jì),立式,自動(dòng),焊接,虛擬,設(shè)計(jì) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開(kāi)題報(bào)告 題目： 立式環(huán)縫自動(dòng)焊接機(jī) 虛擬設(shè)計(jì) 系 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：（職稱：副教授 ） 2012年11月25日 課題來(lái)源 氣電立焊是80年代發(fā)展起來(lái)的一種熔化極氣體保護(hù)電弧垂直對(duì)接焊方法，采用藥芯焊絲作熔化極，用能自動(dòng)控制的上升系統(tǒng)帶動(dòng)焊槍進(jìn)行連續(xù)焊接，在水冷滑塊的強(qiáng)制成型作用下以CO2氣體保護(hù)實(shí)現(xiàn)單面焊雙面一次成型。 過(guò)去我國(guó)對(duì)氣電立焊的設(shè)備主要依賴進(jìn)口，并被廣泛應(yīng)用于石油天然氣的儲(chǔ)油罐建設(shè)這些設(shè)備，雖然性能良好但價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)一些中小企業(yè)無(wú)力購(gòu)買(mǎi)，受進(jìn)口設(shè)備和國(guó)內(nèi)藥芯焊絲技術(shù)不過(guò)關(guān)的制約，其應(yīng)用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開(kāi)發(fā)擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣電立焊設(shè)備，以解決困擾我國(guó)眾多企業(yè)的焊接問(wèn)題，成為當(dāng)務(wù)之急。 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國(guó)內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等） 氣電立焊是由普通熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法。目前氣電立焊焊接材料主要采用(金屬芯)藥芯焊絲，其特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、成本低。氣電立焊屬于窄間隙焊，與其它窄間隙焊的主要區(qū)別是焊縫一次成型，而不是多道多層焊。所以其焊接效率及焊接質(zhì)量均較高，主要應(yīng)用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應(yīng)用于相應(yīng)尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲(chǔ)罐側(cè)板的中厚板的焊接。目前通過(guò)船級(jí)社認(rèn)可的氣電立焊藥芯焊絲全部為國(guó)外廠商，而國(guó)內(nèi)研究生產(chǎn)的焊絲常常出現(xiàn)焊接力學(xué)性能不穩(wěn)定的情況，不能滿足國(guó)內(nèi)客戶的需求。所有氣電立焊藥芯焊絲的使用全都依賴進(jìn)口，而國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用最多的是日本神鋼生產(chǎn)的DWS-43G和DWS-1LG兩種氣電立焊藥芯焊絲。 過(guò)去我國(guó)對(duì)氣電立焊的設(shè)備主要依賴進(jìn)口，并被廣泛應(yīng)用于石油天然氣的儲(chǔ)油罐建設(shè)這些設(shè)備，雖然性能良好但價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)一些中小企業(yè)無(wú)力購(gòu)買(mǎi)，受進(jìn)口設(shè)備和國(guó)內(nèi)藥芯焊絲技術(shù)不過(guò)關(guān)的制約，其應(yīng)用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開(kāi)發(fā)擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣電立焊設(shè)備，以解決困擾我國(guó)眾多企業(yè)的焊接問(wèn)題，成為當(dāng)務(wù)之急。 為了提高快速響應(yīng)能力，氣電立焊企業(yè)首先應(yīng)能迅速捕捉復(fù)雜多變的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息，并及時(shí)作出正確的預(yù)測(cè)和決策，以決定新產(chǎn)品的功能特征和上市時(shí)間。明確了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目以后，實(shí)現(xiàn)快速虛擬設(shè)計(jì)就成為重要的一環(huán)。工程設(shè)計(jì)的重要性是不言而喻的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工程設(shè)計(jì)的費(fèi)用雖然只占產(chǎn)品最終成本的一小部分(不到10％)，但往往決定了它的80％以上的制造成本，而且還決定性地影響產(chǎn)品的性能和交貨期?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品由于用戶的要求越來(lái)越高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，科技含量愈來(lái)愈高，從而使得產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期同趨延長(zhǎng)。如何解決好產(chǎn)品市場(chǎng)壽命縮短和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的尖銳矛盾，已經(jīng)成為決定企業(yè)成敗興衰的生死攸關(guān)問(wèn)題。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期包括設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)和修改等一系列環(huán)節(jié)，除了設(shè)計(jì)以外的后幾個(gè)環(huán)節(jié)可以統(tǒng)稱為試制定型階段。 由此可知，實(shí)施虛擬快速設(shè)計(jì)，至少有如下優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)交貨，爭(zhēng)先搶占市場(chǎng)，因縮短制造時(shí)間和消除各種浪費(fèi)而降低制造成本，因加快產(chǎn)品更新?lián)Q代而向市場(chǎng)大量提供質(zhì)量更高、價(jià)格更低的高性能產(chǎn)品。其結(jié)果就大大提高了企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展的生命力。 研究?jī)?nèi)容 ① 了解氣電立焊的工作原理，國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀； ② 完成焊接機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)； ③ 完成有關(guān)零部件的選型、建模，虛擬裝配； ④ 熟練掌握有關(guān)計(jì)算機(jī)繪圖軟件，并繪制裝配圖和零件圖紙； ⑤ 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，并翻譯外文資料1篇。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 本文主要采用PRO/ENGINEER軟件對(duì)氣電立焊及進(jìn)行快速虛擬設(shè)計(jì)，該軟件有如下特點(diǎn)： 全相關(guān)：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。? 基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，因而易于使用。?裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。?數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專門(mén)用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)功能，因而使之成為可能。 裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。? 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 我們最終選擇PRO/ENGINEER作為虛擬設(shè)計(jì)軟件,主要是由于其在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真功能方面強(qiáng)大的功能、易操作性和直觀性。同時(shí)，在大型組件的創(chuàng)建過(guò)程中，PRO/ENGINEER的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化建模和全相關(guān)性將使零部件的創(chuàng)建和修改變得非常容易，這對(duì)縮短建模周期將起到顯著的作用。 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 研究計(jì)劃： 2012年11月12日-2013年1月20日：按照任務(wù)書(shū)要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告書(shū)。 2013年1月21日-2013年3月15日：填寫(xiě)畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告,學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文材料。 2013年3月16日-2013年3月22日：立式環(huán)縫自動(dòng)焊接機(jī)初步虛擬設(shè)計(jì)。 2013年3月23日-2013年4月20日：繪制裝配圖校核后并進(jìn)行修改。 2013年4月21日-2013年5月 3 日：繪制相關(guān)零件圖。 2013年5月 4 日-2013年5月10日：畢業(yè)論文撰寫(xiě)。 2013年5月 6日-2013年 5月20日：畢業(yè)論文修改工作。 成果： 開(kāi)發(fā)擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣電立焊設(shè)備，以解決困擾我國(guó)眾多企業(yè)的焊接問(wèn)題，解燃眉之急。 特色或創(chuàng)新之處 （1）虛擬快速設(shè)計(jì)，至少有如下優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)交貨，爭(zhēng)先搶占市場(chǎng)，因縮短制造時(shí)間和消除各種浪費(fèi)而降低制造成本，因加快產(chǎn)品更新?lián)Q代而向市場(chǎng)大量提供質(zhì)量更高、價(jià)格更低的高性能產(chǎn)品。 （2）大大提高了企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展的生命力。 已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題 已具備的條件：設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要的各種軟硬件資源和相關(guān)產(chǎn)品實(shí)物照片。 尚需解決的問(wèn)題：相關(guān)文獻(xiàn)資料的缺乏，對(duì)一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分的具體設(shè)計(jì)指導(dǎo)，以及三維軟件的高級(jí)運(yùn)用技巧。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師（簽名）：　 　 年 月 日 教研室（學(xué)科組、研究所）意見(jiàn) 系主任（簽名）：　 　 年 月 日 系意見(jiàn) 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日