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1、广西工学院鹿山学院广西工学院鹿山学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 题 目： 某叉车上外门架下横梁焊具（焊接 工装夹具)的设计 系 别： 机械工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 教授 二一二年四月二十八日 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文） I 摘要 我国的工业车辆每年都以%30 得速度快速增长，叉车作为其中的主力军，其发展 速度非常快，而其中的部件外门架下横梁对叉车的支撑作用起了决定性作用。 焊具作为重要的生产装备和工艺发展方向，在各个领域都获得广泛的应用，其加 工生产作用不可替代。在本设计中设计了一个难度一般的焊具，怎样根据现有资源快 速的成型，提高效率是研
2、究的重点。 作为焊具中的一部分-夹具在机械加工中起着十分重要的作用，可以缩短辅助时 间，提高劳动生产率，保证加工精度，稳定加工质量等等，其作用的体现就在于快速装 夹和稳定上，本设计焊具中包含了一定的夹具，而怎么快速装夹，怎么选取定位面才 能保证精度是研究的内容。 关键词关键词：叉车；焊具；夹具；高效。 II Abstract Welding equipment industry of our country vehicle every year to 30% speed of rapid growth, forklift as one of the main force, its develo
3、pment speed is very fast, and the parts of forklift gantry crossbeam supporting role play a decisive role. Soldering tool as an important production equipment and technology development direction, in various fields have a wide range of applications, the processing effect can not be replaced. In this
4、 design a simple bending forming die, how according to the existing resource rapid molding efficiency is the focus of the study. Soldering tool fixture in the mechanical processing plays a very important role, can reduce the auxiliary time, improve labor productivity, ensure the machining precision,
5、 stable processing quality and so on, its role in the embodiment is the rapid clamping and stability, the design of a boring tool, and how fast clamping, how to select location in order to ensure the accuracy of surface is the research content. Key words: forklift; soldering tool; fixture； high effi
6、ciency 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文） III 目录目录 1前言 1 1.1 课题背景及研究意义 1 1.1.1 国内外市场分析 .2 1.1.2 在焊接技术发展趋势方面： .3 1.1.3 在软开关技术方面 .4 1.1.4 逆变焊机与焊接工艺之间的关系 5 1.1.5 电伺服点焊钳的应用前景良好 .9 1.1.6 合理的产业结构和技术创新正在逐步形成 10 1.1.7 规划、观念、意识方面 10 1.2 国内外研究现状 .11 1.2.1 虚拟制造技术的发展与应用 11 1.2.2 柔性技术的发展与应用 12 1.3 课题研究的内容与设计方案 .13 2外门架下横梁概述 .
7、15 2.1 装焊夹具概述 .15 2.2 装焊夹具的特点 .15 2.3 焊接概述.16 3外门架下横梁的三维夹具设计 .17 3.1 焊接夹具设计的主要指标 .17 3.2 焊接夹具典型结构设计 .18 3.2.1 三维焊接夹具设计和整体方案的确定 19 3.2.2 对外门架下横梁的焊具的三维工装设计方案的重要零部件进行分析和强 度校核 .20 3.3 柔性设计在三维夹具设计中的体现 .28 4外门架下横梁的焊装夹具典型零部件二维图输出 .29 4.1 典型零部件的二维图输出及尺寸标注 .29 4.2 工艺要求 .32 4.3 焊接工艺要求 .32 4.4 焊接一般公差 35 IV 4.4
8、.1 直线尺寸的公差 35 4.4.2 角度尺寸的公差 35 总结 .37 致 谢 .39 参考文献 .40 附录 .41 0 1 前言前言 1.11.1 课题背景及研究意义课题背景及研究意义 叉车（如图 1-1）是一种能把水平运输和垂直升降有效结合起来的物料搬运机械， 它是以门架和货叉为工作装置的，可用于装卸、堆放成件货物。更换工作装置后， 也能用于特种物品和散料的装卸搬运作业。叉车由动力装置、轮式底盘和工作装置 三个主要部分组成，工作装置包括门架、链条、叉架、货叉和液压缸等。 门架为伸缩结构,铰接在车轴或车架上,通过倾斜液压缸可前后倾斜，以便于装 卸货物和带货行驶。起升液压缸通过链条传动使
9、装有货叉的叉架沿内门架升降，内 门架叉以外门架为导轨上下伸缩，使叉车能以较低的门架高度，把货物举升到较高 的高度。叉车广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济各部门 ，是机 械化装卸、堆垛和短距离运输的高效设备，它具有工作效率高，操作使用方便激动 灵活等优点，自行式叉车最早出现于 1917 年。 第二次世界大战期间，叉车得到发展，中国从 20 世纪 50 年代初开始制造叉车。 特别是随着中国经济的快速特别是随着中国经济的快速发展，大部分企业的物料搬 运已经脱离了原始的人工搬运，取而代之的是以叉车为主的机械化搬运，近些年来， 中国叉车市场需求都在快速的增长。 图 1-1 叉车 我国叉车工
10、业起步于 20 世纪 50 年代末，当时主要仿制前苏联产品。从 70 年代 后期到 80 年代中期，全行业先后组织了 2 次联合设计，各叉车生产厂纷纷引进国外 先进技术，如北京叉车总厂引进日本三菱 15t 内燃平衡重叉车技术，大连叉车总 厂引进日本三菱 1040t 内燃平衡重叉车和集装箱叉车技术，天津叉车总厂引进保 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文） 第 1 页 共 42 页 加利亚巴尔干车辆公司 1.256.3t 内燃叉车技术，杭州叉车总厂引进西德 O焊接材料的种类更加丰富，焊接自动化、高效化、清洁化更加突出； 焊接技术的综合成本更低，焊接对工业的服务更加广泛。同时，焊接中存在的手工、
11、 粗糙、脏乱、低速已基本消除，取而代之的是自动、精密、清洁、高效。 逆变焊机继续向纵深发展的几个方面： 普及性提高、功率制造能力增强、小型化。 1)普及性提高：逆变式焊机的参展率愈来愈高，参展面愈来愈广。今年的展会 上，几乎所有的大公司，都以较大的阵势展示了各种逆变式焊机及新技术、新产品， 只是各自的品种、功率、性能、功能和制造水平不同而已。此外，逆变焊机的品种、 性能、功能和焊接方法和应用范围也有一定的提高、增加和扩大。 2)功率制造能力增强：过去人们认为，逆变焊机以其小巧、移动方便、省电节 材的优势主要适用在中小功率的场合。今年的展会上，不少公司均展出了千安级的 技术产品。 3)小型化：通
12、过提高频率和采用高性能磁体、优化结构等，尽可能把小功率的 逆变焊机做小。如用于焊接位置变动频繁的装配和维修工作中薄板焊接的小焊机只 有 3.4kg。 在展会上，逆变焊机几乎出现在所有电焊机展商的展台上，这表明逆变焊机现 已成为电焊机行业的主流趋势。目前，逆变焊机在基础技术层面上已经趋于成熟， 当前的技术竞争主要体现在逆变焊机相关电源技术的外延和逆变焊机相关焊接工艺 技术的深化两个方面。 1.1.3 在软开关技术方面 国外逆变焊机中的软开关电源技术并不十分普遍，特别是 20kHz 的逆变焊机多 数仍以硬开关为主，但其所用开关器件的容量余度比国内焊机大很多，从而保证了 逆变电源的高可靠性。 这是由
13、于不同的人力成本所决定的，因为软开关电路所需附加的电磁元件的制 造和组装成本，在人力成本较高的地方会超过增加开关器件容量的材料成本。国外 的软开关电源技术主要是针对工作在 60120kHz 的高频大功率的焊机，主要是为了 提高电源的响应速度，便于更精密的波形控制过程。 4 变压器材质及其结构方面： 逆变变压器是逆变焊机中的关键器件。在这方面，国内的大功率焊机采用非晶 铁芯的比例很大，而国外多数还采用铁氧体磁芯。目前，使用最多的 20kHz 的逆变 频率，非晶铁芯应该说比铁氧体更有材料成本优势，但由于材料的特性所决定，目 前非晶铁芯只能以环形方式供货，不便于线圈的自动化绕制。国外企业大多使用铁
14、氧体磁芯而不愿意改用非晶铁芯，而国内的企业出于对材料成本的考虑，广泛使用 非晶铁芯。 数字化控制推动焊接技术的升级和发展方面： 五年前，数字化控制的焊机还只是少数几个国际知名公司的“尖端科技”。从 今年的展会上看，在国际上数字化控制已属平常，数字化控制焊机甚至已经不再是 销售的卖点。在芬兰 KEMPPI 和奥地利 Fronius 的推动下，数字化焊机已进入产品规 模化生产阶段。 逆变电源的高响应速度为焊接控制技术提供了一个理想的功率平台，数字化技 术在焊接电源中的应用进一步提高了电源控制技术的水平和可操作性。逆变焊机的 数字化控制无疑会有强势的发展，因为它在控制方面极大地简化了电路结构，提高
15、了焊机控制系统的稳定性，方便了应用。 目前，国内的数字化焊机与国外数字化焊机的最大差距在于焊接工艺性能。可 以说，数字化焊机的最大卖点不是数字化技术本身，而是先进的焊接工艺技术。同 时，数字化的最大优势还在于与逆变焊机相结合后可以承载先进的焊接工艺技术。 1.1.4 逆变焊机与焊接工艺之间的关系 逆变焊机对于电焊机行业的影响无疑是一场电源技术的革命，但是对于整个焊 接领域来说，与其说是电源技术的革命，不如说是焊接工艺技术的革命。可以说， 逆变焊机促进了焊接工艺技术的深化。 特别是数字化技术搭载在逆变焊机的技术平台上进一步改变了电焊机行业的技 术状态。通过展会可以看到：从单纯的电源技术向与先进焊
16、接工艺技术结合已成为 一种趋势，研究焊接电弧行为将成为今后电焊机行业技术发展的一个重要方面。 对送丝机数字化控制的依赖： 数字化控制的逆变焊机的最大优势体现在 GMAW(熔化极气体保护焊)过程中，因 此除了电源问题之外，送丝机的控制也非常重要。如果没有稳定送丝速度，很多先 进的控制方法都无法实现，如脉冲 MIG 的核心问题就是电流波形与送丝速度之间的 合理搭配。 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文） 第 5 页 共 42 页 目前，国内脉冲 MIG 焊机的主要差距不是在电源方面，而是在送丝机方面。国 外同类产品都是采用具有速度反馈控制的送丝机，而国内大多还在使用电压反馈控 制的送丝机。随着焊接工艺要求的提高，对于送丝机要求不仅仅是速度稳定，对于 响应速度的要求也越来越高。例如 CMT 技术的核心就是焊丝的反抽控制，这点同样 在引弧技术
