無錫太湖學院畢業設計（論文）開題報告題目：立式環縫自動焊接機虛擬設計信機系機電一體化專業學號：0923162學生姓名：祝灝指導教師：范圣耀（職稱：副教授）2012年11月25日課題來源氣電立焊是80年代發展起來的一種熔化極氣體保護電弧垂直對接焊方法，采用藥芯焊絲作熔化極，用能自動控制的上升系統帶動焊槍進行連續焊接，在水冷滑塊的強制成型作用下以CO2氣體保護實現單面焊雙面一次成型。過去我國對氣電立焊的設備主要依賴進口，并被廣泛應用于石油天然氣的儲油罐建設這些設備，雖然性能良好但價格昂貴，國內一些中小企業無力購買，受進口設備和國內藥芯焊絲技術不過關的制約，其應用范圍和發展受到限制。所以，開發擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業的焊接問題，成為當務之急。科學依據（包括課題的科學意義；國內外研究概況、水平和發展趨勢；應用前景等）氣電立焊是由普通熔化極氣體保護焊和電渣焊發展而形成的一種熔化極氣體保護電弧焊方法。目前氣電立焊焊接材料主要采用(金屬芯)藥芯焊絲，其特點是生產效率高、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量均較高，主要應用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應用于相應尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲罐側板的中厚板的焊接。目前通過船級社認可的2CO氣電立焊藥芯焊絲全部為國外廠商，而國內研究生產的焊絲常常出現焊接力學性能不穩定的情況，不能滿足國內客戶的需求。所有氣電立焊藥芯焊絲的使用全都依賴進口，而國內目前應用最多的是日本神鋼生產的DWS-43G和DWS-1LG兩種氣電立焊藥芯焊絲。過去我國對氣電立焊的設備主要依賴進口，并被廣泛應用于石油天然氣的儲油罐建設這些設備，雖然性能良好但價格昂貴，國內一些中小企業無力購買，受進口設備和國內藥芯焊絲技術不過關的制約，其應用范圍和發展受到限制。所以，開發擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業的焊接問題，成為當務之急。為了提高快速響應能力，氣電立焊企業首先應能迅速捕捉復雜多變的市場動態信息，并及時作出正確的預測和決策，以決定新產品的功能特征和上市時間。明確了新產品的開發項目以后，實現快速虛擬設計就成為重要的一環。工程設計的重要性是不言而喻的。據統計，工程設計的費用雖然只占產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品的性能和交貨期。現代機械產品由于用戶的要求越來越高，產品結構日益復雜，科技含量愈來愈高，從而使得產品的開發周期同趨延長。如何解決好產品市場壽命縮短和新產品開發周期長的尖銳矛盾，已經成為決定企業成敗興衰的生死攸關問題。產品開發周期包括設計、試制、試驗和修改等一系列環節，除了設計以外的后幾個環節可以統稱為試制定型階段。由此可知，實施虛擬快速設計，至少有如下優點：及時交貨，爭先搶占市場，因縮短制造時間和消除各種浪費而降低制造成本，因加快產品更新換代而向市場大量提供質量更高、價格更低的高性能產品。其結果就大大提高了企業的綜合競爭力和持續發展的生命力。研究內容了解氣電立焊的工作原理，國內外的研究發展現狀；完成焊接機的總體方案設計；完成有關零部件的選型、建模，虛擬裝配；熟練掌握有關計算機繪圖軟件，并繪制裝配圖和零件圖紙；完成設計說明書的撰寫，并翻譯外文資料1篇。擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析本文主要采用PRO/ENGINEER軟件對氣電立焊及進行快速虛擬設計，該軟件有如下特點：全相關：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關的。這就意味著在產品開發過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙，以及制造數據。全相關性鼓勵在開發周期的任一點進行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發后期的一些功能提前發揮其作用。基于特征的參數化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產品幾何模型的構造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預先設置很容易的進行修改。例如：設計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學科都使用這些領域獨特的特征。通過給這些特征設置參數（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數很容易的進行多次設計疊代，實現產品開發。數據管理：加速投放市場，需要在較短的時間內開發更多的產品。為了實現這種效率，必須允許多個學科的工程師同時對同一產品進行開發。數據管理模塊的開發研制，正是專門用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨特的全相關功能，因而使之成為可能。裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結構能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數量不受限制。易于使用：菜單以直觀的方式聯級出現，提供了邏輯選項和預先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學習和使用。我們最終選擇PRO/ENGINEER作為虛擬設計軟件,主要是由于其在機構運動仿真功能方面強大的功能、易操作性和直觀性。同時，在大型組件的創建過程中，PRO/ENGINEER的單一數據庫、參數化建模和全相關性將使零部件的創建和修改變得非常容易，這對縮短建模周期將起到顯著的作用。研究計劃及預期成果研究計劃：2012年11月12日-2013年1月20日：按照任務書要求查閱論文相關參考資料，填寫畢業設計開題報告書。2013年1月21日-2013年3月15日：填寫畢業實習報告,學習并翻譯一篇與畢業設計相關的英文材料。2013年3月16日-2013年3月22日：立式環縫自動焊接機初步虛擬設計。2013年3月23日-2013年4月20日：繪制裝配圖校核后并進行修改。2013年4月21日-2013年5月3日：繪制相關零件圖。2013年5月4日-2013年5月10日：畢業論文撰寫。2013年5月6日-2013年5月20日：畢業論文修改工作。成果：開發擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業的焊接問題，解燃眉之急。特色或創新之處（1）虛擬快速設計，至少有如下優點：及時交貨，爭先搶占市場，因縮短制造時間和消除各種浪費而降低制造成本，因加快產品更新換代而向市場大量提供質量更高、價格更低的高性能產品。（2）大大提高了企業的綜合競爭力和持續發展的生命力。已具備的條件和尚需