畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）此次課題，涉及到汽車零部件的焊接生產(chǎn),目的就是能夠通過對汽車齒輪套的焊接研究從而對焊接以及汽車生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行全面的復(fù)習(xí)和掌握.學(xué)習(xí)并且掌握焊接相關(guān)軟件，能夠自己獨(dú)立設(shè)計(jì)出相對簡單的生產(chǎn)工藝.此次課題的重要性不言而喻.關(guān)于焊接工藝對于全新設(shè)計(jì)的車身來說，通過對總布置斷面的正確理解，將車身按照焊接總成順序分解，確定焊接裝配關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先行條件。而對于改型和逆向的車身來說，追溯其原型車的焊接裝配關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)尤為必要原型車的工藝往往是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的成熟工藝，焊接關(guān)系的正確確定和理解，可以很大程度上提高原型車已有生產(chǎn)條件的利用效率，降低開發(fā)成本和周期，如工藝路線的延用，工藝師和操作工對工藝的熟悉和掌握，焊裝夾具的調(diào)試和延用，焊接生產(chǎn)線的共線生產(chǎn)等1.1汽車制造中焊接新技術(shù)的應(yīng)用與總體發(fā)展趨勢汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車橋、車架、車身、車廂6大總成都離不開焊接技術(shù)的應(yīng)用。在汽車零部件的制造中，點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、滾凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中，由于點(diǎn)焊、氣體保護(hù)焊、釬焊具有生產(chǎn)量大，自動(dòng)化程度高，高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點(diǎn)，所以對汽車車身薄板覆蓋零部件特別適合，因此，在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最多隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車車身焊裝生產(chǎn)線也在逐漸向全自動(dòng)化方向發(fā)展，為了趕上國際水平，在提高產(chǎn)量的同時(shí)，要求努力提高汽車制造質(zhì)量。眾所周知，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的前提是零部件的制造精度要很高，希望焊接變形最小，焊接部位外觀要清爽，故要求焊接技術(shù)越來越高。我國面臨加入WTO的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，焊接方面新技術(shù)的推廣應(yīng)用對汽車工業(yè)的品牌提升有著極其重要的作用1.2汽車工業(yè)所用的焊接方法及零部件的應(yīng)用情況汽車制造業(yè)是焊接應(yīng)用面最廣的行業(yè)之一，所用的焊接方法也種類繁多，其應(yīng)用情況如下：1.電阻焊1）點(diǎn)焊主要用于車身總成、地板、車門、側(cè)圍、后圍、前橋和小零部件等。（2）多點(diǎn)焊用于車身底板、載貨車車廂、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋等。（3）凸焊及滾凸焊用于車身零部件、減震器閥桿、制動(dòng)蹄、螺釘、螺帽和小支架等。 （4）縫焊用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機(jī)油盤等。 （5）對焊用于鋼圈、排進(jìn)氣閥桿、刀具等電弧焊1）CO2保護(hù)焊用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動(dòng)軸、液壓缸和千斤頂?shù)暮附印＃?）氬弧焊用于機(jī)油盤、鋁合金零部件的焊接和補(bǔ)焊。（3）焊條電弧焊用于厚板零部件如支架、備胎架、車架等。（4）埋弧焊用于半橋套管、法蘭、天然氣汽車的壓力容器等。特種焊（1）摩擦焊用于汽車閥桿、后橋、半軸、轉(zhuǎn)向桿和隨車工具等。 （2）電子束焊用于齒輪、后橋等。（3）激光焊割用于車身底板、齒輪、零件下料及修邊等。氧乙炔焊用于車身總成的補(bǔ)焊釬焊用于散熱器、銅和鋼件、硬質(zhì)合金的焊接。1.3汽車工業(yè)中焊接新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)今，汽車工業(yè)中的先進(jìn)焊接技術(shù)很多，這里只列舉出與車身焊接相關(guān)的焊接新技術(shù)。電阻焊的節(jié)能及控制技術(shù)（1） 聯(lián)體懸掛式點(diǎn)焊機(jī)汽車工業(yè)中應(yīng)用最多的是懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，一個(gè)車間往往是幾十或上百臺(tái)，其容量大多在100kVA以上，在汽車薄板的焊接中得到了廣泛的應(yīng)用。（2） 電阻焊機(jī)目前電阻焊機(jī)大量使用交流50Hz的單相交流電源，容量大、功率因數(shù)低。發(fā)展三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級(jí)整流接觸焊機(jī)（已在普通型點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、凸焊機(jī)中應(yīng)用）和IGBT逆變電阻焊機(jī)，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)（可達(dá)09以上）的問題。同時(shí)還可進(jìn)一步節(jié)約電能，利于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的微機(jī)控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接。另外還可進(jìn)一步減輕設(shè)備重量。（3） 電阻焊的控制西南交通大學(xué)針對一工廠鋁合金車圈對焊研制成車圈焊接PLC（可編程控制器）智能控制器，對原機(jī)進(jìn)行了改造，解決了鋁合金車圈的焊接質(zhì)量問題，提高了焊接生產(chǎn)率。后又同一工廠研制了PLC縫焊控制器，解決了對一般清理要求制件的縫焊問題。通過這兩項(xiàng)控制器的研制，證明了PLC比單片微機(jī)控制器抗干擾能力強(qiáng)，可*性高；比工控機(jī)控制器體積小、成本低，使用通用的單相工頻交流電阻焊機(jī)完成了高難度的對焊及縫焊工作。2.氣體保護(hù)焊接技術(shù)表面張力過渡的波形控制法方法的關(guān)鍵是用2個(gè)電流脈沖完成1個(gè)熔滴過渡，第1個(gè)電流脈沖形成熔滴并使之長大，直至熔滴與工件短路；第2個(gè)電流脈沖是1個(gè)短時(shí)窄脈沖并不斷檢測其di/dt，同時(shí)控制電流脈沖值，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾姶攀湛s力，使熔滴頸部收縮變細(xì)，最后*熔池表面張力拉斷，完成1個(gè)熔滴過渡而不產(chǎn)生飛濺。逆變電源波形控制利用逆變電源良好的動(dòng)特性和靈活的可控性，采用波形控制，在短路階段初期抑制電流上升，以減少電磁力在剛形成小橋時(shí)熔滴過渡的阻礙和爆斷，減少大顆粒飛濺，并利于熔滴在熔池?cái)傞_；當(dāng)熔滴在熔池?cái)傞_后，使電流迅速上升，以加速形成縮頸，以后再慢速上升到一較低峰值，使小橋爆斷時(shí)飛濺減少。氬弧焊新技術(shù)氬弧焊有非熔化極(TIG)和熔化極(MIG)兩種，均用于汽車工業(yè)有色金屬和高合金鋼焊接中。為了改善CO2氣體保護(hù)焊的成形和減少飛濺，采用加入80%或20%Ar的混合氣體保護(hù)焊。3高能束熱源焊接及加工技術(shù)高能束熱源是指能量密度已大于5x108W/m2的熱源(電子束、離子束和激光)，在汽車工業(yè)中均有應(yīng)用，目前國外發(fā)展的新技術(shù)有：(1)激光和電弧復(fù)合加熱焊接激光焊接可焊出窄而深的焊縫，電弧焊接可焊出寬而淺的焊縫；前者投資大，后者成本低，兩者特性組合，會(huì)大大提高焊接效率。激光和電弧復(fù)合加熱焊接的焊炬設(shè)計(jì)特別重要，兩熱源的夾角要盡可能小，焊炬也設(shè)計(jì)成激光+雙電弧電源。該方法已在4?8mm厚的鋼結(jié)構(gòu)中使用，正擬用于更薄的汽車部件生產(chǎn)和鋁合金焊接中。激光除了在焊接及精密切割中應(yīng)用外，還在摩擦面形成儲(chǔ)油細(xì)花紋或重熔復(fù)合層，以提高耐磨性方面應(yīng)用。(2)等離子體的應(yīng)用氬氣保護(hù)的等離子焊接切割早已在各行業(yè)應(yīng)用，主要用于合金鋼和有色金屬加工。目前空氣等離子切割已普遍應(yīng)用于一般鋼鐵和有色金屬的切割，國內(nèi)鐵路客車廠引進(jìn)了水下等離子切割，以減少變形和提高精度。發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥體早已采用填充圈等離子焊接。近十幾年來粉末等離子堆焊有很大發(fā)展，可進(jìn)行小熔合比的薄層料精細(xì)堆焊，能堆焊各種特種合金表面。1.4汽車工業(yè)中焊接新材料的發(fā)展趨勢隨著轎車發(fā)展的日趨緊湊小型化、輕量化、新材料的應(yīng)用使轎車材料構(gòu)成發(fā)生了明顯改變，未來轎車車身材料仍以鋼板為主，為使鋼板厚度減薄，將廣泛采用高強(qiáng)度鋼板。同時(shí)為了提高車身的防腐蝕性能，世界上不少汽車廠家在轎車生產(chǎn)中大量應(yīng)用了鍍鋅鋼板。另外，還使用鋁合金、塑料及陶瓷等材料。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，到本世紀(jì)末并不會(huì)在大批量轎車生產(chǎn)中出現(xiàn)全鋁車身或全塑車身。鍍鋅鋼板在美國焊接學(xué)會(huì)分會(huì)的會(huì)議上討論汽車工業(yè)中應(yīng)用的金屬板焊接問題時(shí)，有關(guān)專家指出，焊接鍍鋅鋼板最有前途的方法是激光焊接。但是由于該過程現(xiàn)在自動(dòng)化程度還不夠，必須完善汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用的接觸點(diǎn)焊方法。這種方法的主要缺點(diǎn)是在焊件與電極接觸中鋅的大量過渡而使電極燒損較快。故建議使用A12O3彌散微粒強(qiáng)化的Cu-Zn和Cu-Cr合金制造的電極，可在最小電抗下焊接，以保證獲得最小的焊接接頭尺寸。高強(qiáng)度鋼板為了實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化，提高汽車安全性能，高強(qiáng)度鋼板在汽車中的應(yīng)用正在逐年增加，現(xiàn)今出現(xiàn)了新一代的高強(qiáng)度鋼板材料一一細(xì)品粒鋼。該鋼種主要指在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)上，鋼鐵材料的強(qiáng)度、韌性比現(xiàn)有的鋼材提高一倍。新一代超細(xì)品粒鋼在組織結(jié)構(gòu)上具有超細(xì)品粒、高潔凈度、高均勻度的特性當(dāng)前用于研究的新一代超細(xì)品粒鋼主要有400MPa級(jí)和800MPa級(jí)兩種。4鋁合金鋁合金具有重量輕、強(qiáng)度高及抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的建筑材料，汽車工業(yè)中也逐漸在使用鋁合金材料的零部件。鋁合金焊接有五個(gè)主要的特點(diǎn)：(1)鋁合金表面有一層致密的氧化薄膜(熔點(diǎn)約2050°C)，焊接時(shí)如未能將其清除，將會(huì)影響基本金屬的熔化質(zhì)量，形成夾雜等質(zhì)量問題。(2)熱導(dǎo)率大(約為鋼的4倍)，導(dǎo)電性好，焊接時(shí)若要達(dá)到與鋼相同的焊速，則焊接熱輸入要比焊鋼時(shí)大2?4倍.(3)線膨脹系數(shù)大，焊件有產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力、變形及裂紋的傾向。(4)易出現(xiàn)氣孔.(5)鋁合金焊接接頭的強(qiáng)度降低。鋁合金焊接的這些特點(diǎn)，正是我們在研制焊接設(shè)備和焊接工藝時(shí)應(yīng)認(rèn)真對待的問題，只有這樣才能開發(fā)出適合鋁合金焊接的設(shè)備、材料和焊接工藝。1.5汽車焊接中工裝夾具的發(fā)展及作用汽車制造中焊接生產(chǎn)具有批量大，生產(chǎn)速度快,自動(dòng)化程度高,對被焊接零件的裝配焊接精度要求高等特點(diǎn)，生產(chǎn)中廣泛采用專用自動(dòng)焊機(jī)和弧焊機(jī)器人工作站.焊裝作為汽車生產(chǎn)的四大工藝之一，其技術(shù)、自動(dòng)化水平對汽車生產(chǎn)的作用至關(guān)重要。我國汽車工業(yè)產(chǎn)品自主開發(fā)能力非常弱，落后于發(fā)達(dá)國家20年，尤其是轎車研發(fā)能力更弱，因此在產(chǎn)品間共用技術(shù)平臺(tái)方面的研究比較少。目前大多數(shù)的汽車產(chǎn)品是從國外引進(jìn)的或者是請國外設(shè)計(jì)的，我國汽車制造廠數(shù)量多，分布分散，許多汽車廠生產(chǎn)規(guī)模達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，每輛汽車的成本比較高，對產(chǎn)品的更新?lián)Q代缺少長遠(yuǎn)的規(guī)劃，存在著盲目看市場的情況，哪種車好就賣那一種，等到花一年多的時(shí)間建成生產(chǎn)線時(shí)，這種產(chǎn)品已經(jīng)落后，導(dǎo)致其產(chǎn)品始終落后于國內(nèi)和國外市場，這種引進(jìn)產(chǎn)品的盲目性，不利于提高企業(yè)的研發(fā)能力，不利于產(chǎn)品的系列化，致使產(chǎn)品的投入較大，不適應(yīng)市場的激烈競爭。每一種車型的生產(chǎn)壽命伴隨著商戰(zhàn)的激化，將逐漸的縮短，目前存在的一種車型生7?8年的現(xiàn)象已經(jīng)一去不返，汽車的銷售價(jià)格將逐漸的降低，尤其是有著廣泛市場空間的轎車，每輛汽車的利潤會(huì)逐步減少并接近世界水平。1.6汽車工業(yè)焊接的總體發(fā)展趨勢1發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)縱觀整個(gè)汽車工業(yè)的焊接現(xiàn)狀，不難分析出汽車工業(yè)的焊接發(fā)展趨勢為：發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)。而工業(yè)機(jī)器人，因集自動(dòng)化生產(chǎn)和靈活性生產(chǎn)特點(diǎn)于一身，故轎車生產(chǎn)近年來大規(guī)模、迅速地使用了機(jī)器人。在焊接方面，主要使用的是點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人。 焊接生產(chǎn)線要高度自動(dòng)化，廣泛采用6自由度的機(jī)器人，且機(jī)器人具有焊鉗儲(chǔ)存庫，可根據(jù)焊裝部位的不同要求或焊裝產(chǎn)品的變更，自動(dòng)從儲(chǔ)存庫抓換所需焊鉗。傳輸裝置則已發(fā)展為采用無人駕駛的更具柔性化的感應(yīng)導(dǎo)向小車。2發(fā)展輕便組合式智能自動(dòng)焊機(jī)國內(nèi)汽車焊接水平與國外相比差距很大。近年來，國內(nèi)的汽車制造廠都非常重視焊接的自動(dòng)化。如一汽引進(jìn)的捷達(dá)車身焊裝車間的13條生產(chǎn)線的自動(dòng)化率達(dá)80%以上。各條線都由計(jì)算機(jī)（可編程控制器PLC-3）控制，自動(dòng)完成工件的傳送和焊接。焊接由R30型極坐標(biāo)式機(jī)器人和G60肘節(jié)式機(jī)器人61臺(tái)進(jìn)行，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)由微機(jī)控制，數(shù)字和文字顯示，磁帶記錄儀輸入和輸出程序。機(jī)器人的動(dòng)作采用點(diǎn)到點(diǎn)的序步軌跡，具有很高的焊接自動(dòng)化水平，既改善了工作條件，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，又降低材料消耗可以看到，焊接在汽車生產(chǎn)中的作用非常重要，怎樣的生產(chǎn)工藝直接或間接的決定了生產(chǎn)成本的高低，也就決定了企業(yè)的發(fā)展,更重要的它同時(shí)也就決定了整個(gè)行業(yè)在國際上的競爭力的高低2、課題任務(wù)、重點(diǎn)研究內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑此次課題的主要任務(wù)是進(jìn)行汽車齒輪套的焊接研究。重點(diǎn)要學(xué)習(xí)UG軟件的使用，焊接基礎(chǔ)的掌握這兩個(gè)方面。而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容主要通過一下途徑實(shí)施。首先運(yùn)用三維建模軟件對齒輪套進(jìn)行三維實(shí)體建模。詳細(xì)了解零件的構(gòu)造特點(diǎn)。然后根據(jù)零件的特點(diǎn)及要求進(jìn)行焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)，力求達(dá)到既簡單又能夠準(zhǔn)確地定位并夾緊零件，使焊接能夠方便而有效率。之后運(yùn)用UG軟件對以初步設(shè)計(jì)好的工裝夾具進(jìn)行三維實(shí)體建模，以便直觀地了解工裝夾具結(jié)構(gòu)是否合理、夾具的動(dòng)作是否有干涉、是否便于焊接操作，對夾具