畢業(yè)論文定稿-扎啤桶環(huán)縫環(huán)縫胎卡具的設計

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原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763摘 要在機械加工、產(chǎn)品檢驗、裝配和焊接等工藝過程中，使用著大量的工藝裝備，簡稱工裝，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設計的，屬于非標準裝置，往往需要各制造廠根據(jù)本廠的產(chǎn)品結(jié)構特點、生產(chǎn)條件和實際需要自行設計制造或者外協(xié)定做。焊接工裝設計是生產(chǎn)準備工作的重要內(nèi)容之一，也是焊接生產(chǎn)工藝設計的主要任務之一，對于汽車、摩托車和飛機等制造業(yè)，可以毫不夸張地說，沒有焊接工裝就沒有產(chǎn)品。因此，焊接工藝人員應掌握有關工裝設計的基礎知識。通常在工藝設計時，提出所需要的工裝類型、結(jié)構草圖和簡要說明（例如裝配焊接順序、焊接變形預防或減小措施、焊接速度和焊接電流回路等）。在此基礎上由工裝設計人員完成詳細的結(jié)構和零件設計及全部圖樣。如果設計者對焊接工藝過程生疏，往往設計的工裝夾具適用性較差，甚至不能滿足生產(chǎn)要求。事實表明，為了使設計的工裝適用性良好，通常由工藝工程師來主持設計或親自參與設計。本設計主要是介紹不銹鋼啤酒桶的環(huán)縫焊接轉(zhuǎn)胎式工裝，本工裝可實現(xiàn)不銹鋼啤酒桶自轉(zhuǎn)，焊槍在不移動的情況下對啤酒桶的環(huán)縫進行焊接，從而達到減少焊接工序，提高生產(chǎn)效率，減少勞動強度的目的。關鍵字：焊接 工裝 轉(zhuǎn)胎 啤酒桶原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763AbstractIn machining, inspection, assembly and welding processes, the use of a large number of process equipment, referred to as the tooling for the installation of the object to be processed, so that it occupies the correct position, in order to guarantee the quality of parts and products, and to improve production efficiency . Most of the welding equipment is specifically designed for the assembly of a welding assembly welding process, is a non-standard device, often require each manufacturer according to the factory product structure, production conditions and practical needs of their own design and manufacture or outside the agreements do . Welding tooling design is an important part of the production preparation work, welding production process design one of the main tasks for cars, motorcycles and aircraft manufacturing, it is no exaggeration to say that there is no welding equipment products. Therefore, the welding process should master the basics of the tooling design.Usually process design, the type of tooling, structural sketches and a brief description (for example, assembly welding sequence, measures to prevent or reduce welding deformation, welding speed and welding current loop). On this basis, by the tooling design to complete the detailed structure and parts design and pattern. If the designer is unfamiliar with the welding process, often designed fixture applicability poor, can not even meet the production requirements. The facts show that in order to make good applicability of tooling design, usually presided over by the process engineer to design or personally involved in the design.This design is introduced stainless steel beer keg the girth welding transferred tread style tooling, the tooling can be achieved stainless steel beer keg rotation torch in the case of not moving the the kegs ring seam welding, so as to reduce the welding step to improve production efficiency, reduce labor intensity.Keywords: welding fixtures turn tire beer kegs原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763目錄摘 要 1Abstract 2第一章概述 61、焊接工裝的作用及意義 61.1、提高焊接制品的精度，保證其互換性 .61.2、提高勞動生產(chǎn)率，降低制造成本 .61.3、減輕勞動強度，保障安全生產(chǎn) .72、焊接工裝的分類 72.1、按用途分類 .72.2、按應用范圍分類 .82.3、按動力源分類 .82.4、按焊接方法分類 .83、焊接工裝的特點 84、焊接工裝設計的基本原則 94.1、實用性原則 .94.2、經(jīng)濟性原則 .114.3、可靠性原則 .114.4、藝術性原則 .125、焊接工裝設計的步驟和內(nèi)容 135.1、明確設計任務，收集設計資料 .135.2、擬定工裝方案、繪制結(jié)構草圖 .135.3、進行必要的分析計算 .145.4、繪制總裝配圖 .145.5、繪制工裝零件圖 .14第二章扎啤桶的有關類型和參數(shù) 15第三章扎啤桶的焊接工藝分析 171、20L 啤酒桶的構造 172、焊接工藝 17原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397632.1 下、下圈的焊接 172.2 上圈與上桶體、下圈與下桶體的焊接 182.3 上桶體與下桶體對接環(huán)縫的焊接 18第四章焊接夾具分析選型 201、相關焊接機構的介紹 202、針對本課題選型分析 223、小結(jié) 23第五章機械裝置結(jié)構設計 241、摩擦減速機構的選型 242、主動力選型設計 252.1 電動機設計 252.2 減速器方案的比較 262.3 減速器型號及相關參數(shù)的確定 272.4 減速器強度的校核 282.5 減速器輸出軸軸端負荷的校核 283、電器控制說明 314、設備整個設計解析 344.1 總裝圖 344.2 主動夾盤組裝 354.3 從動夾盤組裝 364.4 摩擦減速器 374.5 主傳動六棱柱有限元分析 38結(jié) 論 39致 謝 40參考文獻 41英文翻譯原文及譯文 42Weld robot application present condition 42焊接機器人應用現(xiàn)狀 50原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第一章概述1、焊接工裝的作用及意義1.1、提高焊接制品的精度，保證其互換性在裝配定位焊時，如果不使用工裝夾具，即使組合件是由幾個零件組成的，欲保證各零件精確的相對位置，也是不可能的。此外，在焊接過程中，焊件往往會產(chǎn)生變形，尤其是復雜的結(jié)構，其變形有時會達到無法消除的程度，就會影響到后面總裝配工作，甚至造成產(chǎn)品報廢。采用工裝夾具，不僅可以保證裝配定位焊時，各零件正確的相對位置，而且可以防止或減少工件的焊接變形。尤其是批量生產(chǎn)時，可以穩(wěn)定焊接質(zhì)量，減少焊件尺寸偏差，保證產(chǎn)品的互換性。1.2、提高勞動生產(chǎn)率，降低制造成本焊接結(jié)構生產(chǎn)過程一般包括：準備（焊接材料的清洗、烘干、工件開坡口等），裝配（對正、定位、夾緊或點固焊等），焊接，清理（從工裝夾具上卸除工件，清除焊渣等），檢驗，焊后熱處理及矯正，最后檢驗等工序。焊前和焊后各項輔助工序的勞動量往往超過焊接工序本身。因此，提高勞動生產(chǎn)率最有效的措施是減少輔助工序的時間。在焊接結(jié)構生產(chǎn)中，由于焊件的復雜程度不同，純焊接時間僅占產(chǎn)品全部加工時間的 10% -30%，其余為備料、裝配及輔助工作等時間。對于梁柱結(jié)構，裝配與翻轉(zhuǎn)工作時間占總生產(chǎn)工時的 (對于圓筒結(jié)構，其壁厚)、長度 (的縱縫自動埋弧焊的焊接時間為而其輔助時間為 30%,-50%，即焊接時間只占裝焊總工時的 17% ，在這種情況下，即使把焊接速度提高 1 倍（一般很難辦到），也只能提高生產(chǎn)率約 8%。如果采用高效率的焊接工裝夾具，使輔助時間減少到 20min，那么勞動生產(chǎn)率就可以提高 40%。顯然，欲縮短生產(chǎn)周期，提高勞動生產(chǎn)率，除了采用自動化焊接工藝外，還要采用先進的裝配工藝，采用機械化和自動化程度高的工裝夾具。采用焊接工裝還可以降低制造成本。產(chǎn)品成本一般包括原材料費用、燃料動力費用、廠房設備折舊費、工資、管理費等。制造焊接工裝雖然要增加產(chǎn)品的成本，但是各種工裝和設備投資以及管理費等，僅僅是分攤到每個產(chǎn)品上的原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763一部分。一旦焊接工裝發(fā)揮作用，它就能減少裝配和焊接工時的消耗，從而提高勞動生產(chǎn)率；降低對裝配、焊接工人的技術水平要求；由于焊接質(zhì)量高，可以減免焊后矯正變形或修補工序，簡化檢驗工序等，縮短整個產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。這些效果導致產(chǎn)品成本大幅度降低，制造工裝設備的投入將遠小于產(chǎn)出。另外，采用工裝并不意味著要選用機構復雜、價格昂貴的設備，許多情況下采用一些簡單的定位器、夾緊器或?qū)F(xiàn)有設備稍加改裝，往往也能收到明顯的技術經(jīng)濟效益。1.3、減輕勞動強度，保障安全生產(chǎn)采用工裝夾具，工件定位快速，裝夾方便、省力，減輕了焊件裝配定位和夾緊時的繁重體力勞動；焊件的翻轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)機械化，變位迅速，使焊接條件較差的空間位置焊縫變?yōu)楹附訔l件較好的平焊位置焊縫，勞動條件大為改善，同時有利于焊接生產(chǎn)安全管理。2、焊接工裝的分類焊接結(jié)構種類繁多，形狀尺寸各異，生產(chǎn)工藝過程和要求也各不相同，相應的工藝裝備在形式、工作原理及技術要求上也有很大差別。為了適應技術管理工作的需要，便于掌握各類工裝的工作特點和設計基本方法，有必要就目前已有的焊接工裝進行分類。2.1、按用途分類（1）裝配用工藝裝備 這類工裝主要任務是按產(chǎn)品圖樣和工藝上的要求，把焊件中各零件或部件的相互位置準確地固定下來，只進行定位焊，而不完成整個焊接工作。這類工裝通常稱為裝配定位焊夾具，也叫暫焊夾具，它包括各種定位器、壓夾器、推拉裝置、組合夾具和裝配胎架。（2）焊接用工藝裝備 這類工裝專門用來焊接已點固好的工件。例如，移動焊機的龍門式、懸臂式、可伸縮懸臂式、平臺式、爬行式等焊接機；移動焊工的升降臺等。（3）裝配焊接工藝裝備 在這類工裝上既能完成整個焊件的裝配又能完成焊縫的焊接工作。這類工裝通常是專用焊接機床或自動焊接裝置，或者是裝原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763配焊接的綜合機械化裝置，如一些自動化生產(chǎn)線。應該指出，實際生產(chǎn)中工藝裝備的功能往往不是單一的，如定位器、夾緊器常與裝配臺架合在一起，裝配臺架又與焊件操作機械合并在一套裝置上；焊件變位機與移動焊機的焊接操作機、焊接電源、電氣控制系統(tǒng)等組合，構成機械化自動化程度較高的焊接中心。2.2、按應用范圍分類（1）通用焊接工裝指已標準化且有較大適用范圍的工裝。這類工裝無需調(diào)整或稍加調(diào)整，就能適用于不同工件的裝配或焊接工作。（2）專用焊接工裝只適用于某一工件的裝配或焊接，產(chǎn)品變換后，該工裝就不再適用。（3）柔性焊接工裝指用同一工裝系統(tǒng)裝配焊接在形狀與尺寸上有所變化的多種工件。柔性概念沒有明確的界限，可以是廣義的，即工件變化可以在大范圍，形狀完全不同，尺寸變化也很大，如組合夾具；也可以是狹義的，工件變化只在小范圍，即在相似的形狀和尺寸變動不大的范圍內(nèi)，如可調(diào)整夾具。2.3、按動力源分類可分為手動、氣動、液壓、電動、磁力、真空等焊接工藝裝備。2.4、按焊接方法分類可分為電弧焊工裝、電阻焊工裝、釬焊工裝、特種焊工裝等。3、焊接工裝的特點焊接工裝的特點，是由裝配焊接工藝和焊接結(jié)構決定的。與機床夾具比較其特點是：（1）在焊接工藝裝備中進行裝配和焊接的零件有多個，它們的裝配和焊接按一定的順序逐步進行，其定位和夾緊也都是分別的單獨的或是一批批聯(lián)動地進行，其動作次序和功能要與制造工藝過程相符合。（2）焊件在工裝中比機加工零件在機床夾具中受有較小的夾持力，而且不原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763同零件、不同部件的夾持力也不相同。在焊接過程中，當零件因焊接加熱而伸長或因冷卻而縮短時，為了減少或消除焊接變形，要求對某些零件給予反變形或作剛性固定。但是，為了減少焊接應力，又允許某些零件在某一方向是自由的。有些零件僅利用定位裝置定位即可，而不夾緊。因此，在焊接工裝中不是對所有的零件都作剛性的固定。（3）由于工裝往往是焊接電源二次回路的一個部分，有時為了防止焊接電流流過機件而使其燒壞，需要進行絕緣。因此絕緣和導電是一個重要而特殊的問題。例如，在設計電阻焊用的夾具時，如果絕緣處理不當，將引起分流，使焊接接頭強度降低。在設計電弧焊用的變位機時，如果導電系統(tǒng)設計不當，將會燒壞軸承。（4）焊接工裝要與焊接方法相適應。例如，用于熔化焊的夾具，工作時主要承受焊接應力和夾緊反力以及焊件的重力；用于壓力焊的夾具主要承受頂鍛力。薄板鎢極氬弧焊要求在夾具上設置銅墊，埋弧焊可在夾具上設置焊劑墊；焊接鈦合金、鋯合金等活性材料，可以考慮背面充氬氣保護；焊接高強鋼為防止裂紋需要焊前預熱或焊后緩冷的，可以考慮在夾具上設置加熱裝置；再如，為了避免直流電弧的磁偏吹現(xiàn)象，焊縫兩側(cè)的壓塊不用磁性材料制作；真空電子束焊所使用的夾具也要考慮磁性材料對電子束聚焦的影響。（5）焊接件為薄板沖壓件時，其剛性比較差，極易變形，如果仍然按剛體的六點定位原理，即 3-2-1 定位，工件就可能因自重或夾緊力的作用，定位部位發(fā)生變形而影響定位精度。此外，薄板焊接主要產(chǎn)生波浪變形，為了防止變形，通常采用比較多的輔助定位點和輔助夾緊點以及過多的依賴于沖壓件外形定位。因此，薄板焊接工裝與機床夾具有顯著的差別，不僅要滿足精確定位的共性要求，還要充分考慮薄板沖壓件的易變形和制造尺寸偏差較大的特征，在第一基面上的定位點數(shù)目 N 允許大于 3，即采用 N-2-1 定位原理。4、焊接工裝設計的基本原則焊接工裝設計是焊接生產(chǎn)準備工作的重要內(nèi)容之一。工裝設計的質(zhì)量，對生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響，為此，設計焊接工裝時必須考慮以下幾方面的基本原則和要求。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397634.1、實用性原則實用是指工裝的使用功能，它既表現(xiàn)為技術性能好，能滿足裝配焊接工藝要求，同時也表現(xiàn)為整個工裝系統(tǒng)與人體相適應，操作舒展方便，安全省力，符合人體的生理和心理特征，使人機系統(tǒng)的工作效能達到最佳狀態(tài)。（1）焊接產(chǎn)品總是由兩個以上的零部件組成，出于施焊方便或易于控制焊接變形等原因，裝配和焊接兩道工序可能是先裝完后再焊接，也可能是邊裝邊焊；裝配焊接完后成為一個永久連接的整體，體積和重量都大幅度增加，結(jié)構更加復雜，所設計的工裝應能適應這種情況。焊接順序?qū)ぜ暮附幼冃斡绊戄^大，在設計焊接工裝時應考慮先焊精度要求低的部分，后焊精度要求高的部分，以便保證工件的主要精度要求。（2）焊接是局部加熱過程，不可避免產(chǎn)生焊接應力與變形，在設置定位器和夾緊器時要充分考慮焊接應力和變形的方向。通常在焊件平面內(nèi)的伸縮變形不作限制，通過留收縮余量方法讓其自由伸縮；而角變形、彎曲變形或波浪變形等用夾具加以控制，有時還要利用夾具采取反變形措施。當焊接接頭處于熱狀態(tài)時，焊件由于自身重力作用發(fā)生的變形不可忽視。還要保證在焊后應力較大情況下，工件取出方便。為方便組裝和取件，在保證焊件的主要精度要求的前提下，對參與組焊的個別零部件可以欠定位，亦可以只定位不夾緊，對一些本身精度要求低又可以間接定位的工件（如加強筋等）可以不定位。（3）焊接方法不同，對工裝的結(jié)構和性能要求也不同。手工電弧焊用的工裝一般對運動速度要求不嚴格，甚至可以不要求帶動工件翻轉(zhuǎn)；自動焊用的工裝，一般對焊接機頭的定位精度和運動平穩(wěn)性有較高的要求，并能在較廣范圍內(nèi)調(diào)節(jié)焊接速度；用電作熱源的焊接方法，一般都要求焊件本身作為焊接回路中的一個電極，這就可能要求焊接工裝夾具有導電或絕緣的功能，當焊接電流很大時，導電部分還需采取散熱措施。（4）對于手動夾具和移動式工裝，在保證足夠剛度的前提下，盡量減輕重量。（5）盡量使焊縫處于平焊位置，因為平焊較其他位置的焊接更容易獲得高質(zhì)量焊縫，同時可省時省力。盡可能在夾具上焊接全部的焊縫或焊點，同時被焊工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)要少。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（6）工裝的功能設計和造型設計必須從人機工程學（human machine engineering）的觀點，考慮人的各種因素（生理的和心理的），來確定適合人體結(jié)構特點的設備系統(tǒng)。什么是人機工程學？人機工程學是運用生理學、心理學、生物力學和其他有關學科知識，使機器和人相互適應，創(chuàng)造協(xié)調(diào)、舒適和安全的環(huán)境條件，從而達到提高工效目的的一門新興的邊緣學科。它出現(xiàn)于本世紀 !. 年代初期，其主要內(nèi)容為：人和機器合理分工及其相互適應；被控機器系統(tǒng)中直接由人操作或使用的部件，包括各種顯示器、操縱裝置、器物、工具等如何適合于人的使用，并為產(chǎn)品功能設計提供科學的參數(shù)和要求；建立“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)，提出環(huán)境控制和安全系統(tǒng)的要求，從而提高系統(tǒng)工作效率。例如，設計的工裝是適應于焊工坐姿操作還是站姿操作；夾緊器的布置和焊接位置是否在最佳作業(yè)范圍內(nèi)：裝配焊接順序除滿足焊接工藝要求外，是否形成了流暢的動作軌跡；手動夾緊器的手柄，手感舒適，施力方便，操縱力沒有超出人的用力限度，等等。有關人機工程設計的具體數(shù)據(jù)請查閱設計手冊和有關專著。4.2、經(jīng)濟性原則經(jīng)濟性原則就是力求用最少的人力、物力和財力來獲得最大的成效。通常重大的工藝裝備設計制造必須進行經(jīng)濟分析。由于這些裝備的設計和制造費用最后都要攤?cè)氘a(chǎn)品制造成本，故在設計時需要進行方案比較。工裝的經(jīng)濟性分析應符合下式1100JAWFAFN???式中 ——— 采用工裝進行裝配、焊接、機加等工序的費用；、 、——— 未用工裝進行裝配、焊接、機加等工序的費用；00、 、J——— 工裝制造費用；N ——— 采用工裝制造工件數(shù)。從經(jīng)濟角度來看，工裝制造費用應低廉，縮短工裝投資回收期，設計時盡量采用標準零部件，在保證工裝可靠性的同時減少精加工比例和結(jié)構重量。提高生產(chǎn)效率可降低產(chǎn)品的成本，另外采用工裝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，可使產(chǎn)品增值。是否采用工裝，采用何種類型的工裝還取決于生產(chǎn)綱領（年產(chǎn)量）和生產(chǎn)原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763類型（單件生產(chǎn)、大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)）。單件或小批生產(chǎn)時通常采用通用的、標準的工裝夾具組件或萬能裝置，大批大量生產(chǎn)時采用專用工裝或自動化生產(chǎn)線。4.3、可靠性原則 工裝在使用期內(nèi)絕對安全可靠，凡是受力構件都應具有足夠的強度和剛度，足以承受焊件重力和因限制焊接變形而引起的各個方向的拘束力等。另一方面，工裝具有防差錯功能，防止操作者出現(xiàn)錯裝、漏焊或者錯焊零件等制造差錯。以往可靠性設計僅注重工裝的結(jié)構強度和剛性，而忽視產(chǎn)品制造的可靠性，由于設計的工裝不具有防差錯功能，生產(chǎn)中制造差錯造成廢品或返工的現(xiàn)象屢見不鮮。實際上，工裝的結(jié)構強度和剛性容易滿足，而工裝的防差錯設計（erro-preventive design)需要在實踐中不斷探索和總結(jié)。差錯是指人所犯的不經(jīng)意的、偶爾的錯誤。生活中如家里的門關了，鑰匙卻留在家里；工作中如漏裝零件、錯裝零件、不正確的處理等。防差錯是生活和工作中的一個理念，就是要確保生活和工作中不犯這類不經(jīng)意的、偶爾的錯誤，以減少生活中的麻煩和工作中的浪費。防差錯設計和制造的觀念源于日本豐田汽車公司零缺陷、零庫存的精益生產(chǎn)核心?！胺啦铄e設計”就是要通過產(chǎn)品的設計和制造工藝的設計過程來減少損失，防止產(chǎn)品在制造中產(chǎn)生缺陷，以減少各種浪費。然而，有些差錯還很難控制。因此，必須研究各種差錯產(chǎn)生的原因，并采取相應的措施，以免再次發(fā)生同類差錯。4.4、藝術性原則要求工裝設計造型美觀，在滿足功能使用和經(jīng)濟許可的條件下，使操作者在生理上、心理上感到舒展，給人以美的享受。造型美觀是產(chǎn)品整體體現(xiàn)出來的全部美感的綜合，它主要包括形式美、結(jié)構美、工藝美、材質(zhì)美以及強烈的時代感和濃郁的民族風格等。造型美與形式美不同。形式美指的是通過點、線、面、空間、色彩、肌理等一系列的要素，構成形象，并且產(chǎn)生審美價值。而造型美不僅包括形式美，而且把形式美的感覺因素、心理因素建立在功能、構造、材料及其加工生產(chǎn)技術等物質(zhì)上。因此，造型美法則是包括形式美法則在內(nèi)，如變化與統(tǒng)一、均衡與穩(wěn)定、比例與尺度、對比與調(diào)和等，綜合各種美感因素原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763的美學原則，也是適應現(xiàn)代工業(yè)和科學技術的美學原則。造型設計的原則：實用是第一位的，美觀處于從屬地位，經(jīng)濟是約束條件。工業(yè)產(chǎn)品造型設計首先要滿足實用功能，設計的好壞并不由設計者鑒定，而最終由用戶鑒定。工業(yè)產(chǎn)品一旦喪失了使用功能，其藝術價值也隨之喪失。但也不能把使用功能和藝術造型對立起來，兩者是辯證統(tǒng)一的。功能決定造型，造型表現(xiàn)功能，但造型既不是簡單的功能件的組合，也不是雜亂無章的堆砌，而是建立在人機系統(tǒng)協(xié)調(diào)的基礎上，應用一般形態(tài)構成藝術規(guī)律和造型美學法則對其加以精練和塑造，使功能更合理，造型恰到好處。5、焊接工裝設計的步驟和內(nèi)容5.1、明確設計任務，收集設計資料工裝設計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領的前提下，認真研究設計任務書中提出的設計要求，明確設計任務并收集下列資料：（1）產(chǎn)品的圖樣、焊接組件圖及技術要求。（2）該產(chǎn)品的裝配和焊接工藝文件。（3）工裝設計任務書。（4）了解本廠制造、使用工裝情況和車間生產(chǎn)條件，如起重運輸能力、作業(yè)面積、水氣電供應和技術水平等。（5）收集有關夾具零部件標準（國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準），典型結(jié)構圖冊和夾具設計手冊等。5.2、擬定工裝方案、繪制結(jié)構草圖根據(jù)上述設計資料和工藝分析，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，即可著手擬定工裝的設計方案。此時可用草圖的形式多繪幾種不同的結(jié)構類型，然后在聽取各方面意見的基礎上，進行分析比較，完成結(jié)構草圖設計。方案構思應考慮下列內(nèi)容：（1）機械化、自動化程度，是專用還是通用。（2）實現(xiàn)某種功能擬采用的原理和相應的機構，如定位與夾緊的方式和機構、焊件的翻轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)，焊接機頭的平移或升降等動作，應選擇何種傳動方式和何種動力源。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（3）工裝的基本構成和總體布局，夾具體和主要零部件的基本結(jié)構形式。（4）主機或主要機構的基本參數(shù)和技術性能的初步確定，如功率、承載、速度、行程或調(diào)節(jié)幅度、外形尺寸等。工裝結(jié)構草圖的繪制過程可按以下步驟進行：（1）布置圖面，畫出工件位置，選擇適當?shù)谋壤?，盡量用 ! ： ! 比例，使圖形的直觀性好，工件過大時可用 !：2 或 ! ：5 比例，工件過小時用 2：1 比例，在圖紙上用雙點劃線繪出工件的外形輪廓線，視工件為透明體，不影響各夾具元件的繪制。主視圖一般選取面對操作者的工作位置。 （2）設計定位元件。根據(jù)選定的定位方案和定位元件類型尺寸和具體結(jié)構繪在相應的視圖上，與工件的定位基準形狀和精度相適應。（3）設計夾緊裝置。將夾緊裝置的具體結(jié)構繪在相應的視圖上，表示出工件處于夾緊狀態(tài)。（4）進行傳動裝置、夾具體和連接件等的繪制，形成一張完整的工裝結(jié)構草圖。5.3、進行必要的分析計算在結(jié)構草圖設計過程中，要進行必要的分析計算，如幾何關系計算、定位誤差分析、夾緊力的估算、傳動計算、受力元件的強度與剛度計算等。5.4、繪制總裝配圖草圖繪制后，須經(jīng)審查修改后才繪制正式總裝配圖?？倛D的繪制過程與上述草圖繪制過程基本相同。只是要求圖面大小、比例、視圖布置、各類線條粗細等均要嚴格符合國家制圖標準的要求。總裝配圖中除應將結(jié)構表示清楚外，還應反映以下幾方面的內(nèi)容：（1）標注有關尺寸、公差及配合。（2）制定工裝的技術條件。技術條件主要是指對工件加工要求有直接影響的位置精度要求，或在視圖上無法表達的有關裝配、檢驗、調(diào)整、維護、潤滑等方面的要求。夾具的各項技術條件，一般按《互換性原理與技術測量》中規(guī)定的符號標注于視圖中的相關位置或用文字說明表示在圖中空白處的適當位置。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（3）標注零件編號及編制零件明細表。在標注零件編號時，標準件可直接標出國家標準號。明細表要注明工裝名稱、編號、序號、零件名稱和材料、數(shù)量等。5.5、繪制工裝零件圖主要繪制工裝中非標準零件的工作圖。每個零件必須單獨繪制在一張標準圖紙上，盡量用 1：1 比例，按國家制圖標準繪制。零件圖的名稱和編號要與總裝圖一致，零件圖中的尺寸、公差及技術要求應符合總裝圖的要求。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第二章扎啤桶的有關類型和參數(shù)為了保證啤酒焊接夾具能夠達到設計要求，我們對市場上的啤酒桶進行了調(diào)查，并查閱了相關的資料。我國使用的《GB/T 17714-1999 啤酒桶》是采用的歐標的樣本，在啤酒桶的外形尺寸上都有明確的定義。如圖所示：啤酒桶的外形尺寸與啤酒桶的容積是有關系的，不同的容積外形尺寸是不一樣的，如下表所示：在《GB/T 17714-1999 啤酒桶》中，不僅對啤酒桶的外形尺寸有明確的規(guī)定，對于啤酒桶的技術條款也有詳細的要求（第 4 條），我們在設計焊接夾具時，要考慮整個機構在實現(xiàn)啤酒桶焊接的同時，滿足啤酒桶的技術要求。附下圖（啤酒桶技術要求）。附：原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第三章扎啤桶的焊接工藝分析為了設計整個扎啤桶的焊接夾具，我們要先分析焊接工件的構造、焊接工藝及技術參數(shù)。我們首先針對一個 20L 的不銹鋼啤酒桶的焊接作為一個分析的原始基準，作為我們整個機構設計的基本依據(jù)。1、20L 啤酒桶的構造20L 啤酒桶是一種盛裝生啤酒的小型容器，材質(zhì)為 OGr19Ni9，板厚1.2mm。它由上圈、下圈、上桶體、下桶體及連接座 5 個部分構成如圖所示，類似于封頭的上桶體、下桶體通過鎢極氬弧焊接而成桶身，上（下）圈與下（下）桶體的連接為鎢極氬弧焊接成型。制造容量公差為 0-200Ml.。2、焊接工藝2.1 下、下圈的焊接上、下圈先由板料開料，卷圓焊接成一圓筒形，再經(jīng)過油壓機按照幾道特制的模具壓制而成。圓筒縱縫的的焊接過程是用夾具加緊對接縫，確保間隙為 0 后，用手工氬弧焊點固，在進行焊接。 焊接參數(shù)為直流正接，電流為 70-90A，弧壓為 11-14V，焊接速度為 50-80CM/MIN，氬氣流量為 5-6L/min。2.2 上圈與上桶體、下圈與下桶體的焊接采用鎢極氬弧焊接，焊接工藝參數(shù)為：起弧電流 20-30A，起弧時間 1-2S，收弧時間為 3S，焊接一圈的時間約為 48S，焊槍位于焊縫的頂部，鎢棒（直徑原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397633mm）與水平面夾角為 45 度，鎢棒距焊縫的距離約為 1.5-2.5mm，如圖所示。按照本藝參數(shù)焊接出來的搭接焊縫成型美觀，無飛濺，魚鱗紋均勻，顏色呈金黃色。2.3 上桶體與下桶體對接環(huán)縫的焊接同樣采用鎢極氬弧焊接，焊接的工藝參數(shù)為直流正接，焊接電流為 140-150A，弧壓 14-18V，氣流量 6-10L/min,焊接一周的時間為 35S，如圖所示。經(jīng)過以上的焊接工序，主體制造完畢，接著進行外觀檢查、酸洗、鈍化處理，清洗后在經(jīng) 0.6MPA 氣壓試驗，合格后產(chǎn)品為加工完畢。所以為了達到整個過程的流程化，使工藝得到統(tǒng)一的執(zhí)行，設計一款焊接加工設備是必須的。采用先進的生產(chǎn)設備，按照固定的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的不銹鋼啤酒桶外形美觀，焊接縫順滑成形良好，無飛濺，全焊透，可提高生產(chǎn)效率，為加工廠家?guī)砜捎^的經(jīng)濟效益。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第四章焊接夾具分析選型1、相關焊接機構的介紹本文中設計的焊接夾具屬于焊件變位機，焊件變位機的主要功能是實現(xiàn)焊件的翻轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)，或既能翻轉(zhuǎn)又能回轉(zhuǎn)，使工件處于最便于裝配或焊接的位置。焊件變位機有以下幾種：（1）翻轉(zhuǎn)機 能實現(xiàn)焊件的翻轉(zhuǎn)或傾斜，其運動特點是工件繞水平軸旋轉(zhuǎn)。（2）回轉(zhuǎn)臺 它能使工件繞垂直軸或傾斜軸旋轉(zhuǎn)，主要用于回轉(zhuǎn)體工件上環(huán)形縫的焊接、堆焊或切割。其轉(zhuǎn)速一般要求連續(xù)可調(diào)，故多用直流電機驅(qū)動。為了傳動平穩(wěn)，減輕主軸受力，常在大型垂直軸式回轉(zhuǎn)平臺的背（下）面設支承滾輪傾斜軸式回轉(zhuǎn)臺夾持大型圓柱（錐）體工件時，則在工件外表面設支承滾輪。我們在《焊接工藝工裝設計》可以找到相關的介紹，如下所示：圖示：翻轉(zhuǎn)機經(jīng)典圖例原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763翻轉(zhuǎn)機的主要種類有以下幾種原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397632、針對本課題選型分析在第三章中，我們簡單的分析了啤酒桶的焊接工藝，整個焊接中，他的轉(zhuǎn)速并不是一個統(tǒng)一的數(shù)值，如果我們單純的采用固定的模式去設計，無法保證整個設計對產(chǎn)品的滿足性。首先我們參考以下兩個設計案例：案例 1本種結(jié)構可通過爪盤的調(diào)節(jié)，對不同的直徑酒桶進行夾緊，保證加工中心線的統(tǒng)一，右側(cè)的移動裝置可對長度方向進行調(diào)節(jié)，并通過固定鎖緊保證尺寸在加工時不會變動。但在焊接過程中，我們的三道環(huán)縫焊接的工藝參數(shù)是不確定的，所以此種結(jié)構只能滿足單一轉(zhuǎn)焊接速度的焊接，不能完全滿足本次課題的設計。案例 2下圖所示的方案和案例一基本同，它們存在共通點，但是本方案中增加了一個摩擦減速器，通過大小輪的摩擦減速，可實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。這是本方案的亮點之處?？杀痉桨复嬖诹藘蓚€問題：1、啤酒桶的加工長度不可調(diào)，不能滿足整個系列的啤酒桶焊接加工；2、采用彈簧的固定方式，存在加工時的位移隱患，在整個焊接過程中可能出現(xiàn)偏心的問題。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397633、小結(jié)通過對現(xiàn)有的設備進行分析對比，我們結(jié)合案例一和案例二，得出一個優(yōu)點合一的方案，可以使我們的設計方案達到可調(diào)速，可調(diào)加工尺寸，滿足全系列的啤酒桶加工。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第五章機械裝置結(jié)構設計1、摩擦減速機構的選型因為啤酒桶的焊接為旋轉(zhuǎn)的動態(tài)，單一的轉(zhuǎn)速不能滿足焊接的工藝要求。我們在設計機構時要考慮機構的可調(diào)速的機構。根據(jù)《機械設計手冊》減速器這一章的介紹我們可以了解相關的機構如下圖：我們選取的滾輪平盤式的減速方式，摩擦輪選用工業(yè)硫化橡膠，有較大的摩擦力，直徑比為 550：150，可以滿足我們的設計要求。2、主動力選型設計2.1 電動機設計由回轉(zhuǎn)支承外齒模數(shù) M=8，齒數(shù) Z2=127,De=1047.5 可知該傳動系統(tǒng)傳遞功率不大，故采用閉式軟齒面齒輪傳動，通常 Z1=20～40，初選 Z1=24,則 i=5，原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763在常用機械傳動的單級傳動比推薦值范圍內(nèi)，只需校核齒根彎曲疲勞強度，校核公式為 ≦[ ]。因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高齒輪材料選用便a1mbd2SFFYK???F?于制造且價格便宜的材料，故小齒輪選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，因該小車為一般工作機器，速度不高，固齒輪精度等級選用 8 級精度。由表 13-8（《機械設計基礎》，徐啟賀主編）初選齒寬系數(shù) =0.8，已知d?T =1000N、T =3000N,載荷系數(shù) K=1.2112d =mz =192mm、m=8 ，由表 13-7（《機械設計基礎》，徐啟賀主編）齒1形系數(shù)得Y =2.65、Y =2.17， 由表 13-7（《機械設計基礎》，徐啟賀主編）應1aF2aF力修正系數(shù)得 Y =1.58、Y =1.802，由圖 13-9（《機械設計基礎》，徐啟賀1S2Sa主編）查得彎曲疲勞強度壽命系數(shù) Y 、Y ，Y =Y =1。取彎曲強度最小1N21N2安全系數(shù)S =1.4F計算許應彎曲應力[ ]= =321.4mp, [ ]= =285.7mp1F?NSY1lim?2F?4.10?= = =0.13mp＜[ ]=321.4mp1F?1ambd2SFYKT58.628950.2??1F= = =0.123＜[ ]=285.7mp2F2a1SF 0.173. 2F?因此有上述可知與回轉(zhuǎn)支承相嚙合的支持圓柱齒輪的齒數(shù) Z =24 滿足條件，1該齒輪動的分度圓直徑 d =mz =192mm。已知回轉(zhuǎn)支承分度圓直徑1d =mz =127×8=1016mm2由回轉(zhuǎn)料臺轉(zhuǎn)速 n =4.5r/min 可知 n =23.8r/min，由已知條件設計12n?21減速器傳動比 i=40，所以輸入減速器的轉(zhuǎn)速 n=i n =40×23.8r/min=952.4 r/min2原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763已知回轉(zhuǎn)料臺 n =4.5r/mi、T=3000N.m ，2輸出功率 P = kw=0.56kw，P =w950Tdw?= =0.98 ×0.97×0.99×0.98=0.90?43212、 、 、 為從電動機到回轉(zhuǎn)料臺之間的傳遞效率--滾動軸承傳動效率， --圓柱齒輪傳動效率， --彈性聯(lián)軸器效率，1 2?3?--回轉(zhuǎn)支承傳動效率；4?以上數(shù)據(jù)由表 2-4（《機械設計課程設計》王坤、何小柏等主編）可查得。由電動機轉(zhuǎn)速 n=952.4r/min、P =0.75Kw，初步選擇同步轉(zhuǎn)速為 1000r/mind(6 級)、Ped=3、滿載轉(zhuǎn)速為 960r/min，型號為 Y132S-6 的三相異步電動機2.2 減速器方案的比較由工作機要求可知，減速器需要有較大的傳動比，我們在第三章焊接工藝里提到了，啤酒桶的轉(zhuǎn)速為 0.3-0.45r/min，而我們選用了 550：150 的摩擦減速器，經(jīng)過對比換算，我們的主動力減速機要在 0.5r/min。根據(jù)市場上的產(chǎn)品我們進行選型對比。我們選取的減速機為行星擺線針輪減速機。擺線針輪減速機是一種比較新型的傳動機構，其獨特的平穩(wěn)結(jié)構在許多情況下可替代普通圓柱齒輪減速機及蝸輪蝸桿減速機，因為行星擺線減速機具有高速比和高效率、結(jié)構緊湊、體積小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低、使用可靠、壽命長、設計合理，維修方便，容易分解安裝等特點。1、傳動比大。一級減速時傳動比為 1/6--1/87；兩級減速時傳動比為 1/99--1/7569；三級傳動時傳動比為 1/5841--1/658503。另外根據(jù)需要還可以采用多級組合，速比達到指定大。2、傳動效率高。由于嚙合部位采用了滾動嚙合，一般一級傳動效率為90%--95%。3、結(jié)構緊湊、體積小、重量輕。體積和普通圓柱齒輪減速機相比可減小1/2--2/3。4、故障少、壽命長。主要傳動嚙合件使用軸承鋼磨削制造，因此機械性能原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763與耐磨性能均佳，又因其為滾動摩擦，因而故障少、壽命長。5、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。因傳動過程中為多齒嚙合，所以使之運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，噪聲低。6、拆裝方便，容易維修。7、過載能力強、耐沖擊、慣性力矩小，適用于起動頻繁和正反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)的特點。我們通過對相關減速機廠家進行檢索，從網(wǎng)絡查到相關減速機的數(shù)據(jù)如下表。2.3 減速器型號及相關參數(shù)的確定由于此減速器用于料臺的回轉(zhuǎn)運動部分，查設計手冊，初選減速器型號為 CWS，為標準形式，風扇冷卻。根據(jù)小車使用的已知條件，即原動機為電動機，輸入轉(zhuǎn)速 n =960r/min、輸出轉(zhuǎn)矩 T =1000N.m 啟動轉(zhuǎn)矩 T =3000N.m、1 2 max2公稱傳動比 i=40、輸出軸軸端負荷 F =5000N，每日工作 16 小時，每小時啟動R25 次，每次運轉(zhuǎn) 1min，工作環(huán)境溫度為 30 c?由已知條件，工作機為運輸機，屬中等沖擊載荷原動機為電動機，每日工作 16h，由表 16-1-74（機械設計手冊第三版第 3卷，成大先主編，化學工業(yè)出版社）查得每日運轉(zhuǎn)時間系數(shù) f =1.251每小時啟動 25 次，由表 16-1-75（手冊同上）查得啟動頻率系數(shù) f =1.12每小時載荷率 J = ×100﹪=42﹪，c60251?由表 16-1-76（手冊同上）查得小時負荷率系數(shù) f =0.783工作環(huán)境溫度為 30 c 由表 16-1-77（手冊同上）查得 f =1.14? 4減速器型號為 CWS，由表 16-1-78（手冊同上）查得 f =15風扇冷卻的熱損耗系數(shù)，由表 16-1-79（手冊同上）查得 f =162.4 減速器強度的校核按機械強度和熱極限強度公式計算出輸出轉(zhuǎn)矩值：原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763T =T f f =1000×1.25×1.1=1375N.mJ212T =T f f f f =1000×0.78×1.14×1×1=886.9N.m3456根據(jù)上述計算結(jié)果，機械強度大于熱極限強度，故應按 T =1375N.mJ2進行選擇。輸出軸轉(zhuǎn)速 n = =24r/min24096由表 16-1-72（手冊同上）查得最接近的減速器為 a=125㎜，T = 1400N.m2略大于要求值，符合要求2.5 減速器輸出軸軸端負荷的校核減速器輸出軸軸端許用負荷取決于蝸輪軸的轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)矩按下列公式計算F =f .R F = f .ARLAL式中 F -----輸出軸軸端徑向許應負荷F -----輸出軸軸端軸向許應負荷Af -----速度系數(shù)LR------徑向載荷系數(shù)A------軸向載荷系數(shù)⑴校核減速器輸出軸軸端軸向許應載荷由表 16-1-72（手冊同上）查得速度系數(shù) f =0.7L由表 16-1-73（手冊同上）查得軸向載荷系數(shù) A=10200NF = f ×A=0.7×10200=7140NAL計算所得結(jié)果大于要求值，滿足要求。⑵校核許應尖峰載荷 T max2T =1400×2.5=3500N.mmax2計算所得結(jié)果大于 3000N.m 滿足要求減速機輸入、輸出性能表原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763雙級擺線針輪減速機外形及尺寸原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763從上面的丙個表格我們推比為 XWED-x74—1/3481-0.75，減速機功率為0.75KW，減速比為 1：3481，軸頭輸出轉(zhuǎn)速為 0.43/0.29，這一范圍符合設計要求。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397633、電器控制說明在整個設備運行過程中，要考慮整個設備的電器控制這一塊。因為焊電在啟焊前有個有預焊的時間，所以工作旋轉(zhuǎn)的時候比焊機起焊的時間要稍晚一些，我們在電路設計時要設計一個延時啟動的結(jié)構。要形成一個延時的效果，就要采用到時間繼電器。時間繼電器是一種使用在較低的電壓或較小電流的電路上，用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的電氣元件，也許可以這樣說：用來控制較高電壓或較大功率的電路的電動開關：給繼電器工作線圈一個控制電流，繼電器就吸合，對應的觸點就接通或斷開。 在供電電路中，繼電器也被稱為接觸器。從驅(qū)動時間繼電器工作的電源要求（驅(qū)動線包工作電壓）來分，一般繼電器分交流繼電器與直流繼電器，分別用于交流電路和直流電路，另外，依據(jù)其工作電壓的高低，有 6、9、12、24、36、110、220、380 等不同的工作電壓，使用于不同的控制電路上。 時間繼電器另一個區(qū)分點是它的觸點（執(zhí)行接通或斷開被控制電路的開關），分別有常開、常閉、轉(zhuǎn)換的區(qū)別，另外還有觸點多少的區(qū)別，可以控制多大的工作電壓及電流（即觸點允許控制的功率）的區(qū)別，供不同用途選用；另外特殊觸點還有帶自鎖（動作后即使控制電壓消失，觸點自己保持失去控制時的狀態(tài)），帶延時吸合或延時釋放功能等種類，供特殊情況下使用。從繼電器外形來區(qū)分，有密封、小型、微型等區(qū)別。 有時候，比如說，一個控制電路從按鈕控制開始，到最后控制負荷的時間繼電器中間，還使用了其他繼電器，因為這些繼電器只起控制其他繼電器工作的作用，其觸點負荷不需要很大，用在這些部位的繼電器，常稱為中間繼電器。 比如，使用三個按鈕與繼電器（交流接觸器）及熱保護等可以組成控制三相電動機的正、翻轉(zhuǎn)及停止電路。洗衣機內(nèi)，繼電器在微電腦控制下，接合、斷開控制電機使波輪正、反轉(zhuǎn)等，都是繼電器的任務，因為微電腦的輸出不能直接驅(qū)動洗衣機馬達工作，所以請了“繼電器 ”。 使用各種傳感器檢測的電路檢測溫度、壓力、時間等不同物理量，檢測的輸出接上繼電器，就分別組成所謂電壓繼電器、壓力繼電器等等。這類繼電器，實際上是包含繼電器在內(nèi)的電子器件，并非獨立的繼電器。補充部分特殊繼電器，這些繼電器不需要其他電路，可以對不同的訊號作