tc63塔机塔帽工艺装备设计(附件)
本次课题研究的内容是TC63型塔式起重机机塔帽部分的工艺装备设计。塔帽是塔式起重机的塔顶部分，是塔式起重机重要的金属受力结构件，它主要的作用是维持塔机水平方向的力的平衡。塔帽主要结构件主肢杆，斜腹杆，横腹杆等都是由无缝钢管通过焊接成型。所以夹具是塔帽生产制造所不可缺少的一部分。本课题首先介绍了焊接夹具的基本概念，焊接夹具的基本要求和设计步骤。然后对塔帽结构进行了受力分析，对塔帽的焊接工艺进行了详细的分析，对塔帽的焊点分布进行了说明。然后根据塔帽的结构设计了总体的夹具方案，之后对夹具的主要零件进行了设计。在设计完成之后对夹具零件进行了强度方面的校核，最后使用ANSYS软件对夹具整体进行了分析。关键词 塔帽，焊接夹具，定位，焊接
目录
1 绪论 1
1.1课题的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究的内容 2
1.4 本课题研究方案 3
2 夹具简介 3
2.1焊接夹具 3
2.2 焊接的原理 3
2.3 焊接夹具的基本要求 4
2.4 焊接夹具的设计步骤 4
3 塔帽的受力及焊接工艺分析 4
3.1 塔帽的简介及设计要求 4
3.2 焊接工艺分析 8
4 夹具总体方案的设计 10
4.1 夹具体的设计 10
4.2 耳板连接件的设计 13
5 夹具主要结构校核 16
5.1 销轴校核 16
5.2 塔帽连接板校核 17
5.3 夹具体受力校核 18
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
如今我国的房地产发展的如火如荼，在当今各种建筑屡破新高的环境下，塔式起重机在建筑中使用的越来越多，承担的任务也越来也多。塔式起重机有很多的优点它可以极大的改善物料搬运的条件，使搬运效率得到极大的提高，还可以减轻工人的劳动强度。从塔式起重机的出现发展到现在随着技术的不断提高，起重机技术也高速发展，起重机的种类更是越发齐全 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
。但随之而来的问题就是塔机从产品的开发到设计再到生产，这中间的周期越来越短，所以企业必然会针对不同的产品设计很多夹具。然而，当今社会在发展迅速的情况下，竞争也越来越激烈，企业为了保证自己不被淘汰，就必须不断地进行创新，以最低的成本为企业创造最大的回报。而塔机一般都是由焊接成型，在生产时为了保证加工精度和生产效率，必须使用夹具辅助工人完成初步的成型。而焊接夹具就是完成这个过程所不可缺少的部件，焊接夹具能够将焊件准确的定位并且牢牢固定在需要焊接的地方，方便工人进行焊接和装配保证产品的精度。焊接夹具的优点是提高劳动效率，使工具的操作范围得到极大的提升改善劳动条件。所以焊接夹具是机械制造业当中非常重要的一个环节
1.2 国内外研究现状
夹具发展到现在大概可以分为三个发展阶段,但是它最主要的功能仍然没有发生改变,那就是辅助人实现对工件的定位与加紧,人们越发重视夹具对产品质量的重要性。在机械加工中夹具所起的作用已经不可替代。夹具发展到现在大致可以分成通用夹具和组合夹具两大类。在目前的条件下通用夹具是使用最为广泛的,它主要有以下几个发展的趋势,1)它的精度的越来越高,2)它装夹的效率越来越高,3)其应用范围越来越广泛。组合夹具的组成结构和专业夹具有非常大的区别，它是由标准化、系列化的通用部件和组件组成的。它具有以下优点:1)可以用于绝大多数的生产场合,可以使生产的准备时间大量的减少。2)由于组合夹具是由一套标准元件拼接组成，不用再重新设计，可以很大程度的减少人力和财力的投入，也可减少设计专用夹具造成的金属的浪费。3)组合夹具不同于专用夹具，一套组合夹具可以重新组装，装夹许多不同的产品，从而减少了堆放夹具的库房的面积。但是组合夹具也有很多的缺点,最基本的就是由于它是由许多不同的元件组装而成,会需要大量的组件，所以一次性投资成本高。最近这些年我国的工业和制造业得到迅猛的发展,但与之相配的辅助生产设备却没有跟得上脚步,这其中比较明显的就是夹具设计,尤其是焊接夹具的设计,造成这种局面的根本原因是由于焊接制造工艺在我国的制造业中的地位并不高。在焊接生产中绝大多数的厂家都会使用专用夹具,但随着时代的进步,产品的多样化和周期变得越来越短,这种夹具的缺点越来越突出。现在夹具的发展方向已经朝着标准化系列化的方向发展。中国自己的国产夹具发展的比较晚,直到60年代为了国内机械制造业的发展才成立了天津夹具厂。后来通过慢慢的发展才拥有了自己的能够装配夹具的工厂。这时我们已经能够独自装配800万个部件的夹具。80年代以后,我们已经可以自己制造能够装夹在数控机床和加工中心上的组合夹具,不但解决了自己国内的空缺并且能够将夹具带出国门带到欧美等发达国家。但是现在我们仍然还要向国外进口数控机床,国外的配套设备非常的贵所以我们大部分还是使用国内的设备可以节省大量外汇。目前国外的组合夹具产商主要是德国美国这几家。目前专用夹具订单主要都是国内的小企业接受, 而模块化的夹具已经走向了国际贸易。而夹具的模块化部件产值和交易产量目前还没有明确的数据。根据可靠的研究和统计,在所有企业生产的产品中大概约有一半以上都是小批量生产的。现代企业必须更快的跟新他们的产品才能跟上不断进步的市场,才不会被市场所淘汰。然而,还有非常多的企业在使用传统的夹具 ,一个中等规模的企业每年生产产品大概需要辅助的夹具数量是10000套左右。但是在这些企业里这些专用夹具会被很快的淘汰，大概每三年就会淘汰其中的80%，但是实际上这些被淘汰的夹具中真正磨损的只占20%左右。所以大量的专用夹具已经跟不上产品的更新，并且会造成极大的浪费，所以现在对夹具的设计又有了不同的要求
1.夹具必须能够很快的装夹新产品投入生产,使生产准备周期降低。
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1 绪论 1
1.1课题的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究的内容 2
1.4 本课题研究方案 3
2 夹具简介 3
2.1焊接夹具 3
2.2 焊接的原理 3
2.3 焊接夹具的基本要求 4
2.4 焊接夹具的设计步骤 4
3 塔帽的受力及焊接工艺分析 4
3.1 塔帽的简介及设计要求 4
3.2 焊接工艺分析 8
4 夹具总体方案的设计 10
4.1 夹具体的设计 10
4.2 耳板连接件的设计 13
5 夹具主要结构校核 16
5.1 销轴校核 16
5.2 塔帽连接板校核 17
5.3 夹具体受力校核 18
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
如今我国的房地产发展的如火如荼，在当今各种建筑屡破新高的环境下，塔式起重机在建筑中使用的越来越多，承担的任务也越来也多。塔式起重机有很多的优点它可以极大的改善物料搬运的条件，使搬运效率得到极大的提高，还可以减轻工人的劳动强度。从塔式起重机的出现发展到现在随着技术的不断提高，起重机技术也高速发展，起重机的种类更是越发齐全 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
。但随之而来的问题就是塔机从产品的开发到设计再到生产，这中间的周期越来越短，所以企业必然会针对不同的产品设计很多夹具。然而，当今社会在发展迅速的情况下，竞争也越来越激烈，企业为了保证自己不被淘汰，就必须不断地进行创新，以最低的成本为企业创造最大的回报。而塔机一般都是由焊接成型，在生产时为了保证加工精度和生产效率，必须使用夹具辅助工人完成初步的成型。而焊接夹具就是完成这个过程所不可缺少的部件，焊接夹具能够将焊件准确的定位并且牢牢固定在需要焊接的地方，方便工人进行焊接和装配保证产品的精度。焊接夹具的优点是提高劳动效率，使工具的操作范围得到极大的提升改善劳动条件。所以焊接夹具是机械制造业当中非常重要的一个环节
1.2 国内外研究现状
夹具发展到现在大概可以分为三个发展阶段,但是它最主要的功能仍然没有发生改变,那就是辅助人实现对工件的定位与加紧,人们越发重视夹具对产品质量的重要性。在机械加工中夹具所起的作用已经不可替代。夹具发展到现在大致可以分成通用夹具和组合夹具两大类。在目前的条件下通用夹具是使用最为广泛的,它主要有以下几个发展的趋势,1)它的精度的越来越高,2)它装夹的效率越来越高,3)其应用范围越来越广泛。组合夹具的组成结构和专业夹具有非常大的区别，它是由标准化、系列化的通用部件和组件组成的。它具有以下优点:1)可以用于绝大多数的生产场合,可以使生产的准备时间大量的减少。2)由于组合夹具是由一套标准元件拼接组成，不用再重新设计，可以很大程度的减少人力和财力的投入，也可减少设计专用夹具造成的金属的浪费。3)组合夹具不同于专用夹具，一套组合夹具可以重新组装，装夹许多不同的产品，从而减少了堆放夹具的库房的面积。但是组合夹具也有很多的缺点,最基本的就是由于它是由许多不同的元件组装而成,会需要大量的组件，所以一次性投资成本高。最近这些年我国的工业和制造业得到迅猛的发展,但与之相配的辅助生产设备却没有跟得上脚步,这其中比较明显的就是夹具设计,尤其是焊接夹具的设计,造成这种局面的根本原因是由于焊接制造工艺在我国的制造业中的地位并不高。在焊接生产中绝大多数的厂家都会使用专用夹具,但随着时代的进步,产品的多样化和周期变得越来越短,这种夹具的缺点越来越突出。现在夹具的发展方向已经朝着标准化系列化的方向发展。中国自己的国产夹具发展的比较晚,直到60年代为了国内机械制造业的发展才成立了天津夹具厂。后来通过慢慢的发展才拥有了自己的能够装配夹具的工厂。这时我们已经能够独自装配800万个部件的夹具。80年代以后,我们已经可以自己制造能够装夹在数控机床和加工中心上的组合夹具,不但解决了自己国内的空缺并且能够将夹具带出国门带到欧美等发达国家。但是现在我们仍然还要向国外进口数控机床,国外的配套设备非常的贵所以我们大部分还是使用国内的设备可以节省大量外汇。目前国外的组合夹具产商主要是德国美国这几家。目前专用夹具订单主要都是国内的小企业接受, 而模块化的夹具已经走向了国际贸易。而夹具的模块化部件产值和交易产量目前还没有明确的数据。根据可靠的研究和统计,在所有企业生产的产品中大概约有一半以上都是小批量生产的。现代企业必须更快的跟新他们的产品才能跟上不断进步的市场,才不会被市场所淘汰。然而,还有非常多的企业在使用传统的夹具 ,一个中等规模的企业每年生产产品大概需要辅助的夹具数量是10000套左右。但是在这些企业里这些专用夹具会被很快的淘汰，大概每三年就会淘汰其中的80%，但是实际上这些被淘汰的夹具中真正磨损的只占20%左右。所以大量的专用夹具已经跟不上产品的更新，并且会造成极大的浪费，所以现在对夹具的设计又有了不同的要求
1.夹具必须能够很快的装夹新产品投入生产,使生产准备周期降低。
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