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(zhuān)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(chéng)信說(shuō)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(shuō)明書(shū)與圖紙均由本人獨(dú)立完成，沒(méi)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(lái)，我國(guó)國(guó)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(guò)程中并沒(méi)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(guò)程中專(zhuān)用的組合夾具迫在眉睫?；鸺剂腺A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(lái)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(guò)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(duì)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(guò)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(duì)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(guó)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?jī)?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(wèn)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)