本科毕业设计毕业论文终稿 258摩托车平叉焊接生产的工艺设计.docx

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本科毕业设计毕业论文终稿258摩托车平叉焊接生产的工艺设计

摘要

本文围绕258摩托车平叉焊接生产的工艺设计这一课题，针对目前摩托车平叉生产布局不合理,生产效率低,产品一次合格率不高的问题,调查收集目前国内外摩托车平叉生产制造企业的现状,分析研究生产效率低,产品一次合格率不高的原因,进行全面论述，提出解决办法。

通过分析当前中国摩托车行业的严峻形势，指出摩托车生产技术革新的重要性和紧迫性。

本文的主要内容包括摩托车平叉的结构特点，焊接生产线设计的基本原则，焊接设备的选择及特点介绍等。

通过对平叉材质及其焊接性的分析，阐述焊接方法、填充金属、焊接工艺等因素对焊接加工的影响规律，对焊接机器人进行研究改进使其适合此类摩托车平叉的焊接生产，并制定出一套平叉焊接生产的质量控制基本方法。

通过摩托车制造企业的实习及实验研究，设计出一套258摩托车平叉焊接生产的工艺。

关键词：

摩托车平叉，焊接，工艺，结构

ABSTRACT

Inthisarticle,aroundthisstudyofthe258motorcycleforkweldingproductionprocessdesign,inviewofproblemofcurrentlocationofproductionofthemotorcyclefork,lowproductivity,apassingrateofproductsisnothigh,collectionthroughsurveythecurrentsituationofbothhomeandabroadmotorcycleforkmanufacturingenterprises,analysisthereasonsofthelowproductionefficiencyandtheproductisnotahighpassrate,conductingacomprehensiveexposition,toproposesolutions.ByanalyzingthegrimsituationofChina’smotorcycleindustry,pointouttheimportanceandurgencyofthemotorcycleproduction’stechnologicalinnovation,themaincontentsofthisarticle,includingthestructurecharacteristicsofthemotorcyclefork,thebasicprinciplesofdesignofweldingproductionline,thechoiceofweldingequipmentandoptionsandfeaturesintroduced.Throughtheforkofweldingmaterialandanalysis,expoundtheweldingmethod,fillingmetal,weldingtechnologyandotherfactorsontheimpactofthelawofwelding,conductingastudyfortheweldingrobottoimprovethelevelofsuchamotorcycleforkweldingproduction,andmakeasetofthebasicmethodsofthemethodsofqualitycontrolofforkweldingproduction.Thoughpracticaltraininginmotorcyclemanufacturersandexperimentalresearch,designasetof258motorcycleforkweldingtechnology.

Keywords:

motorcyclefork,weld,technology,structure

1绪论

1.1课题背景

重庆是中国摩托车的三大生产基地之一。

重庆摩托车产业是重庆经济的支柱产业。

近年来，重庆摩托车出口占全国一半的份额。

在“十五”计划和未来10年的发展规划中，重庆已经提出创建世界“摩托车之都”的发展战略。

作为一个老牌重工业城市，重庆具有得天独厚的产业资源和劳动力优势其摩托车产业有丰富的零部件资源，有相对廉价的劳动力资源，有非常好的技术资源，还有像嘉陵、建设这样的大型国有企业作支撑。

因此重庆摩托车产业的发展凭着其独特的优势，无论是产量还是销量在全国都是处于领先位置。

但是随着我国加入WTO，重庆摩托车产业的发展的现状并不是很乐观，摩托车企业面临更多更强的竞争对手，如日本的HONDA，YAMAHA，SUZUKI以及欧洲的BMW，比亚乔等和国内的钱江集团，海南的新大洲，济南的轻骑等等。

另据不完全统计，国内现有摩托车整车厂有近200家，在市场竞争异常激烈的情况下，重庆摩托车销量下降幅度惊人。

这其中一个重要的原因是产品质量问题。

因制造工艺落后，装备太差导致产品质量不稳定这一现状越来越突出。

同时，现有的生产线、生产工艺已不能适应多品种，小批量，高质量，快节奏的市场竞争的需要。

针对这一情况，各大企业都在大力开展“科技创新”工程，推广新技术，新工艺，新装备，大搞技术革新，改进生产工艺，促进企业技术进步，推动重庆摩托车产业经济持续、快速、健康发展[1]～[2]。

通过在重庆某大型摩托车制造企业焊装厂的毕业实习，充分了解了该厂的实际情况。

该厂主要从事摩托车车架、平叉、消声器等部件的焊接生产。

平叉焊接生产线共有三条，普遍存在平叉生产布局不合理,生产效率低,产品一次合格率不高，设备老化等现象。

按照该厂“科技创新”的原则，结合重庆摩托车产业的发展战略，设计新的平叉焊接工艺。

本工艺要求提高平叉焊接生产效率和产品一次合格率，优化生产布局。

目前，国内外摩托车平叉焊接生产的工艺设计资料不多，本论文将就这一课题进行讨论。

1.2国内外现状

1.2.1摩托车工业的发展现状

目前全世界有70多个国家和地区生产摩托车，主要生产都集中在亚洲。

中国、日本、印度三国的摩托车产量已占世界总产量的90%以上。

现有世界摩托车保有量约有2亿辆。

拉美国家经济持续几年的增长直接推动了交通的蓬勃发展，现已成为世界上成长最快的摩托车市场，世界主要摩托车生产企业已纷纷将其经济战略重点移至拉美，车型以125ml以下的中小排量为主。

东欧市场上125ml以下低价摩托车畅销，西欧较多需求250ml以上高档摩托车和某些小排量摩托车。

西方工业国家其摩托车产业结构集中在产品技术含量要求高，产品附加值高，同时竞争相对较弱的产品领域，体现的是一种高质高价的消费理念。

德国的强项在大排量的豪华车，市场传统品牌宝马；美国的优势领域是独具牛仔风格的太子车系列和大排量ATV（allterrainvehicle）；其传统品牌为哈雷,PO北极星；其他欧洲国家如意大利、法国则以踏板车、大轮弯梁车为主，著名品牌有亚普利亚，比亚乔。

在亚洲，日本的摩托车综合实力最强，产业结构非常完整，产品覆盖面最广，无论是小排量的助力车、中小排量的国民车还是大排量的豪华车都占据最重要的位置，著名品牌有本田、三叶、铃木、川崎，主要优势区域在中档到中高档这个区间，而且产量大（仅次于中国），性价比高。

其生产的摩托车无论是在发达国家还是第三世界国家都有非常大的保有量。

我国的摩托车产业结构重心集中在中小排量摩托车上面，主要原因是受到发动机技术和车架技术的制约，其特点是车型品种单一、产量大、质量一般但价格低廉。

我国的摩托车工业从上个世纪50年代的第一辆井冈山牌摩托车算起，已经经历了50多年发展。

但它的真正发展壮大的历史只有改革开放以来的20多年。

从那时至今，中国的摩托车工业得到迅猛的发展，形成了嘉陵、钱江、江门、力帆、隆鑫、新大洲本田、宗申，洛北方、金城、轻骑、建设等十几家骨干生产企业。

由1980年年产4.9万辆发展到1997年的千万辆，17年增长200多倍。

1993年我国摩托车产量335万辆，首次超过日本当年产量（302万辆）跃居世界第一。

我国自1993年成为世界摩托车生产第一大国以来，产销量一直以每年10%速度稳步上升。

据中国机械工业联合会统计，2004年产量突破1700万辆，产量占世界总产量的一半以上，产值占我国GDP的1%左右，出口量超过400万辆，创汇达到14亿美元；2005年生产1980万辆，出口突破450万辆。

可见，摩托车业的发展成为我国国民经济发展和满足人民需求做出了积极地贡献。

这样强劲的增长态势，对我国的经济发展及改变人民落后的交通运输结构和方式，都起到积极地推动作用[3]～[5]。

年份

产量（万辆）

同比增长%

年份

产量（万辆）

同比增长

年份

产量（万辆）

同比增长%

1980

4.90

1990

96.85

-6.39

2000

1153.38

2.35

1981

13.54

176.31

1991

131.73

36.40

2001

1236.70

7.19

1982

21.37

57.85

1992

198.22

50.47

2002

1292.13

4.91

1983

28.63

33.96

1993

335.15

69.08

2003

1465.77

12.92

1984

52.83

84.52

1994

522.70

55.98

2004

1718.69

16.77

1985

103.46

95.83

1995

783.61

49.91

2005

1776.72

3.38

1986

83.51

-88.60

1996

929.52

18.57

2006

2144.35

20.68

1987

77.48

21.99

1997

1003.74

8.20

2008

2544.69

18.87

1988

117.14

51.19

1998

878.94

-12.45

2009

2800

10.03

1989

103.17

-11.82

1999

1126.91

28.15

合计

22725.5

表1.1中国摩托车30年生产情况

年份

出口量（万辆）

同比增长%

年份

出口量（万辆）

同比增长%

年份

出口量（万辆）

同比增长%

1989

0.35

1996

7.50

-15.73

2003

278.38

74.43

1990

0.78

122.88

1997

9.20

22.87

2004

340.10

26.97

1991

1.80

130.77

1998

13.72

49.13

2005

455.30

48.69

1992

7.35

308.33

1999

25.09

82.87

2006

640.30

38.47

1993

8.10

10.20

2000

105.55

320.68

2007

816.96

30.44

1994

7.40

-8.64

2001

178.63

69.24

2008

1050

28.53

1995

8.90

20.27

2002

184.16

3.10

合计

4139.6

表1.2中国摩托车20年出口情况

1.2.2焊接产业的现状

在科学技术飞速发展的的当今时代，焊接已经成功的完成了自身的蜕变。

很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。

但它确确实实的发生在过去的某个时段。

我们当今面对着这样一个事实：

焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的过程工艺学科。

而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。

现代的焊接显现出以下几大特征：

焊接已成为最流行的连接技术

在当今工业社会，没有哪一种连接技术象焊接那样如此广泛、如此普遍的应该在各个领域。

而其中最主要的原因就是其极具有竞争力的性价比。

焊接显现了极高的技术含量和附加值

在人类社会步入21世纪的今天，焊接已经进入了一个崭新的发展阶段。

当今世界的许多最新科研成果、前沿技术和高新技术，诸如：

计算机、微电子、数字控制、信息处理、工业机器人、激光技术等，已经被广泛的应用于焊接领域，这使得焊接的技术含量得到了空前的提高，并在制造工程中创造了极高的附加值。

焊接已成为现代工业不可分离的组成部分

三峡水利工程、西气东输工程以及“神舟”号载人飞船，均采用了焊接结构。

以西气东输工程为例，全长约4300公里的输气管道，焊接接头的数量竟达35万个以上，整个管道上焊缝的长度至少1万5千公里。

离开焊接，简直无法想象如何完成这样的过程。

焊接作为一种通用的共性技术，在制造中被相当数量的企业作关键的加工工艺，焊接直接决定着其产品质量的好坏。

这些企业构成了焊接技术应用的主体。

根据我国产业类别的划分方法，这部分企业广泛分布在锅炉、压力容器、发电设备、核设施、石油化工、管道、冶金、矿山、铁路、汽车、造船、港口设施、工程机械、机器制造、医疗器械、精密仪器和电子行业中。

这些企业在我国工业经济建设中影响深、涉及面广、具有举足轻重的影响和作用。

据不完全统计，这些以焊接为主要加工技术（或焊接对其产品质量具有关键影响的）企业数量达7000多家。

我国现有焊接器材的生产企业上千家。

其中焊接设备的生产企业数量约900家，焊接材料生产企业在500家以上。

另外，我国还有上百家企业从事焊接辅机、配套器具、切割机具和相关的安全防护用品的生产制造。

这些企业构成了我国焊接器材供应业的主体。

我国焊接行业还包括为上述两类企业提供各方面相关技术支持和服务的公共机构。

这些机构虽然数量不多（仅为数十家），但对行业影响很大，主要从事焊接及材料连接方面的行业管理、研究开发、教育、培训、认证、标准化、信息咨询和服务等方面的工作。

这些公共机构包括科研院所、大学、职业技校、培训基地、行业管理和服务部门。

有关数据统计结果表明：

2002年我国第二产业的就业人数已经超过了1.6亿，其中制造业的就业人数达到8000多万。

在美国，焊接就业人数在1996年就超过200百万，占全美制造业人数的10%以上。

考虑到美国制造业工业产值为我国的4～5倍，人均劳动率为我国25倍的状况，以及中、美两国焊接生产力水平方面的因素，即使按照比较保守的方法估算：

我国目前焊接行业的就业人数应有一千万人左右。

关于我国焊接行业的现状，从整体上做定量的评估或许有些困难，但从各国焊接材料的产量可在一定程度上反映出我国焊接材料统计结果表明：

我国焊接材料的总产量已经攀升到了144.9万吨，与美、日、欧的总和相当。

我国作为世界第一焊接大国的地位可见一斑[6]～[8]。

1.3选题目的及重点研究内容

1.3.1选题目的

通过该课题的工作，了解摩托车平叉的制造特点和焊接加工的重要性，掌握各种焊接方法的原理及工艺，全面认识和熟悉焊接的各种专业知识，同时该课题的一些新的设计内容也为摩托车制造企业提供一种解决问题的办法，使平叉焊接生产效率提高，降低了生产成本，提升重庆摩托车产业的竞争能力。

1.3.2重点研究内容

摩托车平叉属于摩托车的悬挂装置，是固定在一些摩托车车架上，用以安装摩托车后轮、减震器、制动器、链轮等零部件的重要部件之一。

随着我国加入WTO，中国摩托车行业受到国外企业的冲击，面临严峻的考验。

本文围绕258摩托车平叉焊接生产的工艺分析这一课题，调查收集目前国内外摩托车平叉生产制造企业的现状,分析研究生产效率低,产品一次合格率不高的原因,设计了一种新的摩托车平叉焊接生产工艺。

重点研究的主要内容如下：

摩托车焊接生产线的设计基本原则，通过产品流程设计和焊接设备设计，设计出合理的焊接生产线；

根据258摩托车平叉的结构分析，对平叉材质的焊接性分析和几种焊接方法的对比，选择合适的焊接方法；

根据以上内容的分析，设计出最优的焊接生产工艺流程；

对于如何进行焊接生产的质量控制进行分析讨论。

2摩托车焊接生产线的设计基本原则

摩托车焊接生产工艺的设计主要包括产品的工艺流程设计和工艺装备设计两个方面，下面就这两个方面设计的内容、方法及要求作一些阐述。

2.1产品的工艺流程设计

工艺流程设计是焊接生产线设计的核心。

一方面工艺流程设计贯穿于焊接生产线设计的始终，如在焊接生产线的可行性报告中，论证生产技术方案，制定相应的工艺；在初步设计阶段，拟定生产工艺流程，编制工艺文件；在施工图设计阶段则要彻底解决全部生产工艺技术问题，以达到试生产和试运转要求。

另一方面工艺流程设计又决定了车间设计和工艺装备设计的水平和要求，是进行后者的依据。

工艺流程的好坏直接影响产品的质量，决定着焊接生产线设计的综合技术指标。

2.1.1设计的内容

总的说来，工艺流程设计就是根据生产任务的性质、产品的图纸及技术条件、企业的条件，运用现代焊接技术及相应的金属材料加工和保护技术、检测技术等，来拟定产品的全部生产工艺，解决全部生产技术问题。

这些问题是：

将产品分解成总成、部件、组件、零件，反向依次确定它们的加工方法，各工艺参数及相应的工艺措施。

确定产品的合理生产过程，包括各工艺工步的次序。

决定每一加工工序所需要的设备、装备的规格型号。

对非标准设备，则要提出其结构原理。

2.1.2设计的方法

准备工作

首先要研究将要生产的产品的一些基本情况，包括产品概况、组成、年产量等内容，这就是生产纲领，如前所述，生产纲领决定了生产的性质，而它又是决定生产工艺技术水平的重要依据。

其次要研究产品的图纸和技术条件，了解产品的结构特点和各部分的作用，为什么要这样设计，制造时有何难点，特别要注意产品各部分直接爱你的连接，各部分的设计及其重要程度，研究产品技术条件还应包括产品的成品检验及各工艺工步的检验、成品验收和技术条件。

产品的工艺流程分析

在上述准备工作地基础上，可以对产品的制造工艺流程进行分析和计划，并制定出工艺原则。

在进行工艺分析时，首先要对注意待制产品的结构和技术要求，工艺上有何特点，同时对重要的零部件和关键工艺工序进行深入的分析和比较，选用先进、可靠的方法，以保证焊接产品的质量，达到和超过其技术要求、并降低劳动量和成本，最后，制定出工艺流程。

制定工艺流程

在所确定的最优工艺方案基础上，进行工艺流程的编制。

焊接生产过程包括各种制造工艺、检验工序和运输工步。

装配一焊接生产线产品制造工艺流程往往包括非常不同的两个过程：

一为零件加工制造；一为零件、部件及产品的装配和焊接。

如前所述，对产品制造起主导和决定性作用的是装焊过程，前一过程服务或服从于后一过程，提供达到质量合格和规定数量的零件毛坯。

编制的内容包括：

依照产品图纸及技术要求将产品分解为总成、部件、组件和零件，并确定其加工次序。

确定合理的连续加工方法，包括零件的准备及装配焊接工艺、检验方法等，以及在各个工艺工序上的要求。

选择备料及零部件机加工、装配焊接所用设备、装备的规格型号。

2.2工艺装备的设计

在进行装配焊接机械装备的设计时，通常应当满足技术和经济量方面的要求，这包括用装备所生产的焊件能满足装配焊接技术条件，设计的装备工作可靠，操作方便，即工人易操作、省力、使用安全。

其次，采用这些装备后应能带来经济效益，且应体现投入与产出的最佳组合。

采用何种类型的装配焊接机械装备除了决定于产品的结构、制造所采用的工艺即材料的准备、装配工艺和焊接工艺外，还决定于产品的生产规模和生产特点。

特别是目前的多品种、小批量的生产特点要求工艺装备具有通用性、快换性。

在国外，焊接生产工厂通常是将通用的、标准的装配焊接工艺装备零件和组件加以不同的组合，就可适应不同结构焊接产品的装配焊接生产。

另外，在进行工艺装备设计时，还需要注意以下特点：

夹具上的受力部位应具有适当的刚度和强度。

工艺设备的导电和绝缘是一个重要而特殊的问题。

装备的制造精度决定于它的用途和生产产品的精确度。

制造装备的材料多采用低碳钢或低合金结构钢。

不仅材料容易获得，而且一般底座都采用焊接结构，故制造也较为方便，但是装备上的定位销钉、V形挡铁、钳口等应采用45～50号淬火钢或40Cr合金钢等，以保证其精度和不易磨损。

2.3焊接车间的设计

通过焊接车间平面布置的设计，编绘车间平面图，这样就确定了实现生产工艺流程的平面布置，包括车间中所有的生产工段和辅助部门的相互配置，全部设备、装备和焊接工作位置、场地、材料和零件的存放地的确定，这样就为充分保证工艺设计的完满实现准备了条件。

因此，编绘平面图是车间设计最主要的一项工作，也是车间设计的主要结果。

在进行车间设计时，必须考虑下述问题：

工艺路线是否最短，最流畅；

在总平面布置上，车间相互联系及运输是否合理；

对于车间扩大等长远考虑能否适应；

对于采光、采暖、通风、降噪要求，建筑结构方面的要求能否满足[9]～[13]。

3平叉焊接生产的工艺流程设计

3.1平叉简介

3.1.1平叉的基本构造

摩托车平叉属于摩托车的悬挂装置，是固定在一些摩托车车架上，用以安装摩托车后轮、减震器、制动器、链轮等零部件的重要部件之一。

它通常由左、右各一个焊管组合（含链盒前后支承、减震器支承）与联接它们的加强件焊接而成，左右焊管组合分别带有相互对称的位于平叉前端的衬管和位于平叉尾端的条型安装孔，加强件通常是称为横管或加强件的构件。

图3.1平叉1图3.2平叉2

3.1.2平叉的分类

摩托车平叉类型很多，分类也很复杂，常见的类型有整体式摩托车平叉和组合式摩托车平叉两类。

整体式摩托车平叉

其特点在于：

平叉主管为一支整管，它的正面为折线形，其俯视是为U形；在平叉主管的管脚上表面对称焊接的后减震器安装凸台上有安装孔；在其U形管脚外侧对称安装由脚踏板，在平叉主管的U形端头设置有安装孔.该实用新型为整管结构，强度高，抗扭曲性能好；并且平叉主管圆弧形后端还可以保护摩托车后轮胎，起到防碰撞的效果。

图3.3整体式摩托车平叉

（二）组合式摩托车平叉

包括主支承体，其特征是：

主支承体为两个经过成型的半体，两者经扣合后焊接成为一个整体。

由于平叉主承体在轴向上的宽度具有造型变化；左右半体的外表面具有造型弧面或曲面，而结构独特、易造型、工艺简单，能够制造出造型独特产品。

图3.4组合式摩托车平叉

3.2平叉的结构特点

258摩托车平叉属于工字型常规结构，为受力结构件。

对焊缝质量、外观及装配尺寸要求高。

属于对称零件，平行度和挠度要求高。

下面为258摩托车平叉的基本零件构成为：

1.平叉轴套组合；2.平叉外轴套；3.平叉内衬套；4.平叉管；5.链盒定位卡；6.平叉加强板；7.链盒卡前安装座；8.后制动器拉杆定位座；9.后制动器固定拉杆；10.减震左支承座；11.垫圈；12.减震右支承座；13.后减震下悬挂螺母；14.开口销；15.六角开槽螺母；16.平垫；17.六角头螺杆带孔螺栓。

图3.4258摩托车平叉

3.3平叉