火箭燃料貯箱FSW焊接用組合夾具設(shè)計(jì)論文[帶圖紙].doc

浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目火箭燃料貯箱FSW焊接用組合夾具設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院專業(yè)班級(jí)09機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（4）班姓名唐筠超學(xué)號(hào)Q09310124指導(dǎo)教師李紅軍遞交時(shí)間5月20日二一三年五月十二日浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信說明我謹(jǐn)在此保證：本人所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。設(shè)計(jì)說明書與圖紙均由本人獨(dú)立完成，沒有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。聲明人（簽名）：唐筠超2013年5月12日摘要近年來，我國國用火箭燃料貯箱都是采用了攪拌摩擦焊（FSW）焊接。目前在火箭燃料貯箱的焊接過程中并沒有具體統(tǒng)一的夾具使用，導(dǎo)致貯箱表面圓度與精度數(shù)值有起伏，甚至有些表面還有微型凹陷，所以設(shè)計(jì)一套火箭燃料貯箱在攪拌摩擦焊焊接過程中專用的組合夾具迫在眉睫。火箭燃料貯箱主要由三部分組成，可以分為2個(gè)主要工件，分別是中間的薄壁筒體以及兩端的半球面體。其中半球面體一般先由6塊瓜瓣片形狀的金屬板焊接成半球面體狀，再和一個(gè)端蓋焊接成完整的貯箱球面蓋，所以這里需要一套完整的焊接夾具。由于攪拌摩擦焊焊接機(jī)器的旋轉(zhuǎn)局限性，焊接完成兩個(gè)瓜瓣片之間的縱縫后，需要整個(gè)工件和夾具一起旋轉(zhuǎn)60之后才能繼續(xù)焊接另外的縱縫，所以需要另外設(shè)計(jì)一臺(tái)特定配置的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)用來帶動(dòng)整個(gè)夾具和工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)計(jì)薄壁筒體夾具時(shí)，由于用于筒體焊接的攪拌摩擦焊機(jī)器有繞中心軸旋轉(zhuǎn)功能，所以不必再設(shè)計(jì)新的工作臺(tái)。設(shè)計(jì)過程：在FSW的工作原理和工件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上分析夾具需要的定位面和夾緊面；在Pro/E上繪制初步的三維模型，設(shè)計(jì)出大概的尺寸；對夾具整體的外形和尺寸進(jìn)行優(yōu)化，分析考慮其實(shí)用性并進(jìn)行修改；通過球面體夾具的尺寸算出體積和重力；根據(jù)其他數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)對應(yīng)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；受力分析和校核；在Pro/E上進(jìn)行零件的裝配；根據(jù)三維零件模型和裝配模型在AutoCAD上繪制二維圖；Pro/E上夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、工件的配合演示。關(guān)鍵字：火箭燃料貯箱；夾具；回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；設(shè)計(jì)；筒體；球面體AbstractInrecentyears,frictionstirwelding(FSWwelding)isusedinChinasrocketfueltanks.Atpresent,theuseofchuckingintheweldingprocessofrocketfueltanklackofstandardization,resultingintherecordoftankscirculardegreeandaccuracyupanddown,evensomesurfacesemergemicrosunken.Todesignasuitofspecialcombinationfixtureforrocketfueltankinthefrictionstirweldingprocessisextremelyurgent.Rocketfueltankismainlycomposedofthreeparts,canbedividedintotwomainparts,whicharethin-wallcylinderandbothendsofthehemisphericalworkpiece.Generally,thehemisphericalworkpieceisweldedbysixscallopedsegmentmetalplatesatfirst,thenweldwithendcover.Itrequiresacompletesetofweldingfixture.DuetothelimitationoftheFSWweldingmachinesrotating,afterweldingthelongitudinalseambetweentwoscallopedsegmentplates,theworkpieceandfixtureneedtorotate60degreestocontinuelongitudinalseamwelding.Itneedsdesigningaspecificconfigurationrotaryworking-tabletodrivethefixtureandworkpiecerotatetogether.Whendesigningthethin-wallcylindersfixture,thereisnoneedtodesignanewworking-tablebecauseofthestandardmachine.Thedesignprocess:AnalyzethelocatingsurfaceandclampingsurfaceoffixturesneedonthebasisofFSWsoperationalprincipleandworkpiecesstructure；Drawtheinitial3DmodelinPro/E,designoutlinedimensions；Optimizethewholesizeandshapeoffixture,consideringthepracticabilityandmodify；Figureoutvolumeandgravityonthebasisofthehemisphericalworkpiecefixturessize,designthecorrespondingrotaryworking-tableonthebasisofotherdate；Forceanalysisandcheck；AssemblepartsinPro/E；Todraw2DdiagraminAutoCADaccordingtothe3Dpartmodelandassemblymodel；ShowtheassembleinPro/E.Keywords:rocketfueltank；fixture；rotaryworking-table；design；cylinder；thehemispherical目錄摘要Abstract第1章緒論.11.1研究的目的及意義.11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.31.2.1薄壁筒體夾具研究現(xiàn)狀.31.2.2球面體夾具研究現(xiàn)狀.41.3主要研究內(nèi)容.61.3.1筒體夾具分析與設(shè)計(jì).61.3.2半球面體夾具分析與設(shè)計(jì).61.3.3擬解決的主要問題.7第2章球面體夾具設(shè)計(jì).72.1機(jī)械加工工藝分析.72.2夾具的結(jié)構(gòu)方案.82.3半球面體夾具裝配圖.12第3章回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì).133.1工作臺(tái)方案分析.133.2電機(jī)的選擇.143.3動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.153.4齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).163.5渦輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)