一 课题名称：基于SolidWorks的电阻点焊钳系统零件的

工艺工装设计

二 课题来源：

  结合社会生产实际

三  选题的目的与意义

目的：本课题是在给定x型电阻焊钳静臂部件图纸的基础上，利用SolidWorks三维设计软件，使我们熟悉电阻点焊钳功能用途和结构特点，分析制定其主要零件的机械加工工艺路线，重点进行工序工装夹具的三维建模设计与优化通过设计训练，使我们熟悉掌握电阻点焊钳的功能、用途和结构特点，并使其生产国有化。

意义：1.将所学理论知识与生产实践相结合，做到学以致用；

      2.能将我们大学所学的知识做一个很好的融合与应用；

    3.能够锻炼我们三维绘图能力，尤其掌握SolidWorks三维软件的使用；

      4.能够提高我们对工艺工装设计流程的熟识和通用夹具的设计能力。

四．电阻焊机，电阻点焊的基本认识及其应用范围

     电阻焊机是利用电流通过焊接区的电阻产生热量，同时对焊接处施加压力实现电阻焊的装置，是机械化以至高度自动化的焊接设备，在电焊机总产量中占有相当大的比例。在一些工业发达国家中，电阻焊机占焊接的总产量和总拥有量的20%左右，用电阻焊机实现的焊接结构约占总焊接结构的30%以上。而运用最多的是按焊接接头形式分为点焊机，凸焊机，缝焊机和对焊机四种。电阻焊机中以点焊机数量为最多，而此次我们研究的是点焊机。

     点焊机的焊接回路主要是由电阻焊变压器次级线圈，次级硬，软连接件，电极臂（导电轴，轴瓦），电极握杆，电极（电极平板）等组成。

     我国电阻焊机的发展：50年代开始，引进了电阻焊机技术，开始仿制，上下托架多采用铸造结构，采用电子管，离子开关控制，经济技术指标比较落后。60年代后期，我国对部分仿制品德机械结构，控制线路做了改进。淘汰了电子管线路，广泛采用晶体管线路，集成电路控制也越来越多，引燃管基本上已被大功率晶闸管取代，采用了板焊机械结构。70年代初，我国在参考国外样机基础上已为汽车工业提供十多台专用多点焊机，基本上满足了生产需要；80年代初，我国首次引进了电阻焊机制造技术，使通用点焊机、缝焊机和航空工业用三相低频点焊机、缝焊机、次级整流点焊机和凸焊机的制造技术迅速提高到工业先进国家70年代后期水平。同时还利用引进先进技术改进了其他电阻焊机和设计制造专用电阻焊机。在此期间高校、研究所和工厂先后已研制国多种微机控制，主用用于控制点焊机并进行生产考核，已有产品销售。用时还积极开展电阻焊机参数测量记录研究所，以及开展点焊机器人的研究；

电阻点焊实际中的应用和发展前景：

1．在汽车工业的应用

      电阻焊作为一种高效、廉价且机械化和 自动化程度较高的连接技术 ，工业中得到了广泛的应用 。无论是在汽车车身组装中，还是汽车零部件的生产中，电阻焊工艺都占了相当重要且相当数量比例的地位 。其发展方向及特点主要体现在 以下几方面：

a. 由于生产技术更新加快 ，车型变化加快 ，要求车身生产线的自动化和化程度提高；

b. 为了适应汽车的小型化和轻量化发展及提高汽车的耐腐蚀能力,汽车所有制用材料将发生很大的变化，目前已有许多车型的汽车车身部分或全部采用镀锌钢板替代了冷轧钢板 ，并将应用更多的中强钢 、高强钢 。此外，一些发达国家正在研制全铝车身的轿车 ；

c. 随着汽车产量的不断上升，生产节奏加快，对生产质量控制和检验提出了更高的要求 。

电阻焊在汽车车身焊装中的应用汽车车身，也称为白车身，是整个汽车零部件的载体,车身制造质量的优劣对整车的质量起着决定性的作用。电阻焊是车身装配时的主要工艺手段，在车身底板、侧围、车架 、车顶、车门及车身总成等部分的焊装中，大量采用电阻点焊工艺 。据统计每一辆轿车车身上，约有 4000-6000个电阻点焊焊点，例如：上海大众“帕萨特 ”白车身装配中，每辆车的总焊点数达到52 点。因此，提高点焊质量对保证车身装配质量，控制车体误差有着深 的意义。

汽车车身焊装线上的电阻焊设备主要有 3 类:

   a. 悬挂式点焊机   它是目前车身焊装生产线上的主要设备，一个车身焊装车间一般有200-300台. 悬挂式点焊机，用于车身的各个部位的装配点焊，特别用于点焊焊接位置复杂多变的部件。

   b. 点焊机器人   为了提高车身焊装线的自动化程度 ，减轻操作者的劳动强度，提高工作效率，保证焊接质量，在现代化的车身焊接生产线上，采用点焊机器人代替笨重的悬挂式点焊机，以代替人的单主要从事压力焊工艺及设备 、焊接自动控制等方调、重复、长时间的强体力劳动 。同时，还适应产品的多样化生产。

   c. 多点焊机   采用多点焊工艺的目的是为了提高生产效率，减小焊接变形，在车身焊装生产线上，车身底板的点焊装配经常采用多点焊机，例如德国的奥迪和BMW的车身底板自动化焊装线上，都采用了多点焊机 。

       点焊机器人和多点焊机在白车身生产线上所占的比例 ，体现了该生产线的自动化程度。例如：上海大众“帕萨特 ”车身焊装线上 ，共采用294台悬挂式点焊机，61台点焊机机器人；而德国大众“帕萨特”车身焊装线上，在总共34个电阻电焊点中，仅有40个是通过手工焊接的，其余的都是通过机器人或多点焊机焊接的。

五 选用SolidWorks三维设计软件的优势

本课题中采用的SolidWorks三维设计软件，采用大家熟悉的Windows图形界面，简便易学，操作方便，容易掌握且其功能强大。三维设计具有形象直观精确快速等特点。应用SolidWorks进行三维设计的优势：

1.设计过程直观简便；

SolidWorks三维设计直接从三维模型入手，省去三维与二维之间的转化。设计者可以方便的通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列、钻孔等操作不断改变其结构，最终完成全部零件的设计。建立模型时，SolidWorks对每个特征尺寸自动赋值，这些数值可随时更改。由于SolidWorks的参数设计功能，实体模型将随特征尺寸数值的变化重新生成，因此修改非常方便。

2.设计效率高且有利于学生创新能力的培养。

3.设计结果直观 

应用SolidWorks可以很容易完成零件的三维建模，然后通过模拟装配、仿真运动等功能进行三维仿真设计，这样可以使我们直观地看到自己所设计的产品，设计方案的合理性、可行性也就一目了然。

4.设计的成功率高 

在机械设计中，装配干涉是经常发生的一种失误，对产品开发和生产造成很大的冲击，利用三维CAD软件相对于传统二维设计的一个巨大优势就在于可以利用三维模型，开展内容广泛的工程性能仿真。SolidWorks可以通过任意旋转或剖切，对运动的零部件进行动态仿真的干涉检查和间隙检测，发现问题立即修正。

5.目前流行的三维机械设计软件如Pro/E、UG等，虽然都带有自己的设计模板，但这些设计模板多采用国外的制图标准，并不适合我国的用户。而在SolidWorks软件中可以方便地设置自己的模板。           

6. 可以进行运动学和动力学仿真

SolidWorks软件可以对复杂机械系统进行完整的运动学和动力学仿真，得到系统中各零部件的运动情况，包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力等，并以动画、图形、表格等多种形式输出结果，还可以将零部件在复杂运动情况下的复杂载荷情况直接输出到主流有限元分析软件中以作出正确的强度和结构分析。

因此，我们很有必要掌握SolidWorks三维设计软件的使用！

七.工作的主要阶段、进度和要求

1 设计准备工作及开题报告

①查阅有关文献资料，了解电阻点焊钳在汽车工业上的用途，分析主要零部件动臂和静臂的材料特性和结构特性，了解工艺工装的有关内容。（1周）

②学习掌握SolidWorks三维设计方法及实际应用。（2周）

③构思设计流程框架，撰写开题报告（设计思路、进程计划等，3000字）；撰写文献综述（3000字）。（1周）

 2主要零件工艺工装设计与优化（总7周）

①毛坯图分析与三维设计，二维工程图输出（1周）

②零件图的三维设计，二维工程图输出（1周）

③制定出零件的加工工艺路线，重点工序的工时定额，切削用量计算，填写加工工艺和工序卡（1周）

④夹具实体建模运动仿真与优化设计（3周）

⑤夹具二维装配图，专用零件图绘制（1周）

3

外文翻译 （1周）                    

4 编写设计说明书（1周）

5 修改打印输出图纸、流程图及设计说明书（1周）

八.要研究的内容

在完成这个课题中，我们主要要完成的内容是：了解汽车工业中广泛使用的电阻点焊钳的功能和结构特点；分析其中的主要组成零件的材料和结构特性，制定其加工工艺规程，生成有关的工艺文件；利用SolidWorks进行有关工序工装的三维设计。 

九.最终目标及完成时间

 本课题的最终目标是设计电阻电焊钳的工艺工装。完成时间为2010年6月。

十.现有条件及必须采取的措施

1.应收集的资料：

（1）电阻点焊钳在汽车工业上的应用方面有关文献资料。

（2）焊接设备与方法有关的教材与手册资料。

（3）机械加工工艺手册与资料。

（4）夹具设计教材与图册。

（5）机械制造技术基础课程设计指导教程（邹青主编），机械工业出版社

（6）机械加工工艺手册，第2版，主编王先逵，机械工业出版社 2007

（7）机械加工工艺装备设计手册，机械工业出版社 1998

（8）机床夹具设计手册，杨黎明，国防工业出版社

（9）solidworks三维设计教材及有关参考书。

2.认真学习solidworks三维软件；

3. 对于设计过程中遇到的问题以及一些设计思路上的障碍，可以上网或查阅学校图书馆中的各种相关文献，最后还再询问指导老师。下载本文