叉车座椅焊接夹具设计本科.doc
《叉车座椅焊接夹具设计本科.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《叉车座椅焊接夹具设计本科.doc(53页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、上海交通大学本科毕业论文上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计叉车座椅焊接夹具设计 学学 生:黄冬生:黄冬 学学 号:号:711140010001 专专 业:业:11 春机电一体化春机电一体化 导导 师:王春香师:王春香 学校代码:学校代码:10248 上海交通大学网络教育学院上海交通大学网络教育学院 二一三年三月二一三年三月 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 I 毕业论文声明毕业论文声明 本人郑重声明: 1、此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特 别加以标注和致谢的地方外,本文不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的 研究成果。对本文研究做出重要
2、贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2、本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与 学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查 阅和借阅。本人授权上海交通大学网络教育学院可以将此文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3、若在上海交通大学网络教育学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有 抄袭,一切后果均由本人承担(包括接受毕业论文成绩不及格、缴纳毕业论文重 新学习费、不能按时获得毕业证书等) ,与毕业论文指导老师无关。 作者签名: 日期: 上海
3、交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 I 叉车座椅焊接夹具设计叉车座椅焊接夹具设计 摘摘 要要 随着物流业的持续发展,叉车作为其中重要的物料搬运设备,越来越受到重视,而其中的部 件-座椅悬架基座对叉车的安全性和减振性起到了决定性的作用。 焊接夹具作为重要的生产工艺装备,在不同行业都获得了广泛的应用。焊接夹具操作简便、 不用测量就能得到准确的装配位置,从而保证了装配精度,加快了装配作业的进程,同时由于保 证了装配精度,控制了焊接变形,所以可提高焊件的互换性能,焊件上的配合孔、配合槽等机械 加工要素可由原来的先焊接后加工改为先加工后焊接,从而避免了大型焊件焊后加工所带来的困 难,有利于缩短焊
4、件的生产周期,提高焊接生产率。 叉车座椅的悬架基座主要由薄板冲压后的零件组焊而成,精度要求不高,中等批量。本文主 要设计了组焊这套部件的专用焊接夹具,主要内容包括夹具的总体设计方案,设计要则和具体的 设计过程,采用了现代的夹具设计方法,并对夹具的调试、使用以及保养等作了简要说明。 关键字:关键字:叉车,座椅,焊接夹具,夹具设计 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 II SEAT WELDING FIXTURE DESIGN FOR FORKLIFT ABSTRACT With rapid development of logistics, the forklift is more
5、and more considered as important equipment in the material conveying work .one of seat parts -suspension base is critical for safety and low vibration of forklift. Welding fixture is regarded as important production process equipment. which obtain wide application in every field. Due to easy to oper
6、ate and can get accurate assembling location without measurement, therefore it can ensure precision of assembly and speed up process of assembling work ,at the same time ,on account of assembling precision and controlling welding distortion, it can improve weldments compatibility. mating hole and sl
7、ot can change from first machining to after machining ,which can avoid difficulty that large weldment are welded ,and is beneficial to shorten lead time, and improve welding productivity . Suspension base of forklift seat is composed of sheet mental that is punched ,precision requirement is low , me
8、dium lot .this passage is to design this professional fixture for this set of parts .the main content include fixtures whole design scheme ,design principle and specific design process . besides, make a simple description for jig debugging、usage and maintenance. Key words:forklift , seat ,welding fi
9、xture ,fixture design 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 III 目目 录录 摘摘 要要I ABSTRACT.II 目目 录录.III 第一章第一章 绪绪 论论1 1.1 课题背景和意义课题背景和意义1 1.2 焊接夹具发展现状焊接夹具发展现状2 1.3 装焊夹具概述装焊夹具概述2 1.3.1 装焊夹具的定义及组成.2 1.3.2 装焊夹具的作用.2 1.4 本文设计与研究内容本文设计与研究内容2 1.5 本章小结本章小结3 第二章第二章 叉车座椅悬架基座焊接的工艺分析叉车座椅悬架基座焊接的工艺分析4 2.1 座椅悬架基座焊接部件的产品图座椅悬架基座焊接部件的
10、产品图4 2.2 焊接部件的重要技术要点分析焊接部件的重要技术要点分析4 2.1.1 尺寸公差和形位公差要求.4 2.1.2 焊接要求分析.5 2.3 零部件的结构分析零部件的结构分析5 2.4 焊接部件的焊接工艺方法的确定焊接部件的焊接工艺方法的确定6 2.4.1 部件的焊接工艺分析.6 2.4.2 组件的焊接工艺确定.6 2.5 生产纲领对焊接夹具的影响生产纲领对焊接夹具的影响8 2.6 本章小结本章小结8 第三章第三章 叉车座椅焊接夹具方案设计叉车座椅焊接夹具方案设计9 3.1 焊接夹具的设计原则与方法焊接夹具的设计原则与方法9 3.1.1 定位部件设计原则.9 3.1.2 夹紧部件设计
11、原则.9 3.1.3 夹具体设计原则.10 3.2 焊接夹具的设计方法焊接夹具的设计方法10 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 IV 3.3 焊接夹具的设计步骤焊接夹具的设计步骤11 3.4 总体方案的设计总体方案的设计12 3.4.1 夹具体方式的选择.12 3.4.2 定位方式与定位元件选择.14 3.4.3 其他辅助支撑.18 3.4.4 夹紧方式与夹紧元件选择.19 3.4.5 装焊方案.22 3.5 本章小结本章小结24 第四章第四章 叉车座椅焊接夹具详细零部件设计叉车座椅焊接夹具详细零部件设计25 4.1 夹具体夹具体25 4.1.1 夹具平台.25 4.1.2 固定
12、角座.26 4.2 定位元件定位元件27 4.2.1 定位销.27 4.2.2 定位座.29 4.2.3 活动插销.30 4.3 夹紧元件夹紧元件30 4.4 其它元件其它元件31 4.5 焊接夹具的喷漆要求焊接夹具的喷漆要求36 4.6 本章小结本章小结36 第五章第五章 焊接夹具的尺寸精度评估焊接夹具的尺寸精度评估37 5.1 焊接夹具尺寸精度的静态评估方法焊接夹具尺寸精度的静态评估方法37 5.2 焊接夹具尺寸精度的静态评估方法焊接夹具尺寸精度的静态评估方法37 5.2.1 尺寸精度耐久性评估.38 5.2.2 尺寸精度可靠性评估.39 5.3 本章小结本章小结40 第六章第六章 焊接夹
13、具的装配、调试、使用与保养焊接夹具的装配、调试、使用与保养41 6.1 焊接夹具的装配要求焊接夹具的装配要求41 6.2 焊接夹具的调试焊接夹具的调试41 6.3 焊接夹具的使用说明焊接夹具的使用说明42 6.3.1 焊接夹具的操作步骤.42 6.3.2 焊接夹具的使用要求.42 6.4 焊接夹具的保养焊接夹具的保养43 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 V 6.5 本章小结本章小结43 第七章第七章 总结与展望总结与展望44 参考文献参考文献45 致致 谢谢46 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 课题背景和意义课题背景和意义
14、“物流”概念自上世纪 70 年代末引进我国以来,已经有近 30 年的发展历史了,在此期间, 许多物流企业与物流园区也都相应的逐渐发展起来,现代物流业将成为我国国民经济的重要产业 和经济增长点。国家的“十一五”规划中明确提到要大力发展物流业,伴随着电子商务、信息技 术、电子书籍、供应链的迅速发展,物流业也正行驶在发展的快车道上。 叉车是一种能把水平运输和垂直升降有效结合的装卸机械,是实现物流机械化作业的重要设 备,具有通用性强、操作使用方便、工作效率高等特点,在我国国民经济的发展中,各行各业对 叉车的需求量都在不断增加,今后几年,随着国内大型叉车合资企业的投产,我国的叉车市场将拥 有非常广阔的发
15、展前景。 在整个叉车的制造生产中,驾乘人员的座椅生产是其中的主要环节之一,特别是驾驶员座椅 (如图 1-1 所示)的焊接生产涉及到安全性、可靠性等要求,工程师们通过有限元分析完成强度 设计后,座椅的焊接生产是关键环节,而其焊接夹具的好坏在很大程度上影响了焊接的质量和劳 动强度。座椅悬架基座的焊接是其重要的组成部分,它是将已经冲压成形的外壳和底座以及其他 零件在夹具上定位夹紧后,通过 CO2 气体保护焊焊装成组件的过程。目前,我公司暂时依赖以 前老师傅手工临时组焊的简单夹具来定位焊接,对焊工的技术水平要求高,而且劳动强度也大, 随着公司业务的发展,订单数量的不断增加,这种生产模式已经不能适应企业
16、的成长,为此,急 需开发一套专用的焊接夹具来满足生产要求。 图 1-1 叉车座椅 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 2 1.2 焊接夹具发展现状焊接夹具发展现状 当前国内对焊接夹具的研究都还局限于焊装夹具的计算机辅助设计、加工、焊装夹具的通用 性和可重组性等方面。缺少对焊装夹具的整个生命周期,包括虚拟化设计、加工、装配、调试以 及后续改型阶段缺乏系统而有效的计算机辅助手段,缺少焊装夹具对工件组焊时偏差影响规律的 定量研究,以及根据研究结果而得出可以指导焊装夹具设计的原则和方法。一个国家的制造业的 国际竞争力取决于装备的先进性和经济性,夹具是机械加工制造不可缺少的工艺装备,在机床技
17、 术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术也正朝着高精度、高效、 模块、组合、通用、经济方向发展,随着焊接技术的不断发展,产品的不断更新换代,对其焊接 夹具的需求将会越来越大。 1.3 装焊夹具概述装焊夹具概述 1.3.1 装焊夹具的定义及组成 将零件按一定顺序放入夹具内定位夹紧,使各零件间保持正确的相对位置关系后,进行焊接 的过程称为装焊过程。而用来装夹其零件的夹具称为装焊夹具。装焊夹具属于非标工艺装备,是 根据实际的产品结构特点、生产条件和成本预算来设计的。一般的装焊夹具由定位部分、夹紧部 分以及夹具体组成。 1.3.2 装焊夹具的作用 (1)采用了装焊夹具,零件可
18、以通过定位销、定位块等快速定位,可以不用测量就能得到 准确的装配位置,加快了装配作业的进程。 (2)采用了装焊夹具,装配和焊接可以在同一工位上完成,可减少制造工序,提高生产效 率。 (3)由于装焊夹具能强行夹紧焊件并且可以预先在夹具上设置反变形部分,故能有效控制 或消除焊接变形,提高焊接质量。 (4)采用装焊夹具后,由于保证了装配精度,控制了焊接变形,所以可提高焊件的互换性 能; 1.4 本文设计与研究内容本文设计与研究内容 本文研究的主要内容是阐述焊接夹具的发展现状、焊装夹具设计原理、步骤、方法以及夹具 功能。并对夹具的设计作了深入地分析。叉车座椅悬架基座是由具有复杂型面的零件组成,它由 薄
19、板冲压后,通过装焊而构成一个焊接组件。其中装焊质量的好坏将直接影响座椅的质量、生产 率、经济性以及安全性。而装焊的质量取决于焊工操作的准确性、冲压件的精度以及夹具的装配 精度。而焊装夹具的设计需要考虑冲压件的结构特性、焊接的先后顺序、焊点的位置分布以及焊 接工艺性等,它是以座椅悬架基座产品图纸为主要依据的。装焊生产的效率和质量直接受夹具设 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 3 计的好坏的影响,而其设计又与众多因素有关,所以本文研究的主要内容就是在给出的各种约束 和要求下,利用 SOLIDWORKS 进行三维建模并虚拟装配,设计一套满足产品生产工艺要求和图 纸要求的夹具,并尽量使其
20、性价比最高。 1.5 本章小结本章小结 本章介绍了设计此套装焊夹具的背景及意义,并阐述了焊接夹具的发展现状以及装焊夹具的 定义、组成与作用。随着汽车行业的大力发展,焊接夹具的应用也会越来越多,其自动化水平也 会有很大程度地提高。 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 4 第二章第二章 叉车座椅悬架基座焊接的工艺分析叉车座椅悬架基座焊接的工艺分析 焊接部件的工艺性的好坏直接影响焊接的设计以及后续焊接的可行性及经济性,所以焊接部 件的工艺分析尤为必要。焊接部件的工艺分析一般包括对部件产品图中重要的技术要点分析以及 零部件的结构分析。 2.1 座椅悬架基座焊接部件的产品图座椅悬架基座焊接部
21、件的产品图 图 2-1 座椅悬架基座焊接部件的产品图 悬架基座焊接组件由底座、外壳、U 型支架、阻尼器安装支架以及台阶销组成。底座的材料 是 10 号钢,外壳的材料 10 号钢,U 型支架的材料是 08#钢,阻尼器安装支架的材料是 08#钢, 台阶销的材料是 Y15,悬架基座焊接的总体尺寸是 364 x 425.2 x 204.6(mm) 。 2.2 焊接部件的重要技术要点分析焊接部件的重要技术要点分析 2.1.1 尺寸公差和形位公差要求 (1) 阻尼器安装支架圆孔与底座方孔距离为 1.17”0.06”。 (2) 阻尼器安装支架上两孔中心线与底座底面的平行度要求 0.03”。 (3) 外壳上的
22、圆形孔中心线以及底座底面对底座方形孔中的位置度要求为 0.03”。 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 5 2.1.2 焊接要求分析 (1)U 型支架侧边与底座之间有两处角焊缝。 (2)外壳的内侧边与底座之间有 3 处角焊缝,1 处对接焊缝。 (3)阻尼器安装支架与外壳之间有 2 处角焊缝 (4)台阶销与外壳内侧边之间有 2 处角焊缝。 (5)所有焊接工艺必须符合 AWS-D14.4 规程。 2.3 零部件的结构分析零部件的结构分析 叉车悬架基座由底座、外壳、支架等零件组成,其底座和外壳的钢板厚均为 3mm,都为薄板 件。其对焊接夹具设计来说,有以下特点: (1) 、结构形状比较复
23、杂,三维造型困难 座椅悬架基座主要由薄板冲压件装焊而成的构件,为了造型美观和整体具有一定的强度,往 往通过形变强化来增加其强度,所以结构形状较为复杂。 (2) 、刚性相对机加件较差且容易变形 单个冲压件与机加件相比刚性比较差,容易变形,只有通过与其他冲压件组焊后,整体才具 有较强的刚性。 该部件由 5 个零件组焊而成分别是底座、外壳、U 型支架、阻尼器安装支架、台阶销。组件 中各个零件的三维图如图 2.2 所示。 (a)底座 (b)外壳 (c)U 型支架 (d)阻尼器安装支架 (e)台阶销 图 2-2 座椅悬架基座 上海交通大学本科毕业论文 叉车座椅焊接夹具设计 6 2.4 焊接部件的焊接工艺
24、方法的确定焊接部件的焊接工艺方法的确定 2.4.1 部件的焊接工艺分析 该组件的焊接结构,尺寸不大,零件数量也不多,而且组焊各零件时也不会产生干涉,故设 计时可考虑将其放在同一夹具中装配好,然后进行组焊。由于该组件都是由薄材冲压而成,容易 产生结构变形。 在该组件的焊接中,焊接方法选择应该依据材料的焊接性、工件厚度、生产纲领、焊接质量 以及各种焊接方法的使用范围和现场设备条件等综合考虑决定。现主要考虑材料的焊接性、零件 厚度和各种焊接方法的适用范围三方面考虑。由于该组件底座和外壳材料均为 10 号钢,U 型支 架和阻尼器支架均为 08 号钢,台阶销为 Y15 钢,都属于低碳钢。一般低碳钢的焊接
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 叉车 座椅 焊接 夹具 设计 本科
链接地址:https://www.31doc.com/p-2080931.html