火箭燃料贮箱FSW焊接用组合夹具毕业设计.doc

浙江理工大学 本科毕业设计(论文) 题 目 火箭燃料贮箱FSW焊接用组合夹具设计 学 院机械与自动控制学院 专业班级 09机械设计制造及其自动化(4)班 姓 名学 号 指导教师 递交时间 5月20日二?一三年五月十二日 浙 江 理 工 大 学 机械与自动控制学院 毕业设计诚信说明 我谨在此保证:本人所做的毕业设计,凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成,没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况,本人愿意承担相应的责任。 摘要 近年来,我国国用火箭燃料贮箱都是采用了搅拌摩擦焊(FSW)焊接。目前在火箭燃料贮箱的焊接过程中并没有具体统一的夹具使用,导致贮箱表面圆度与精度数值有起伏,甚至有些表面还有微型凹陷,所以设计一套火箭燃料贮箱在搅拌摩擦焊焊接过程中专用的组合夹具迫在眉睫。 火箭燃料贮箱主要由三部分组成,可以分为2个主要工件,分别是中间的薄壁筒体以及两端的半球面体。其中半球面体一般先由6块瓜瓣片形状的金属板焊接成半球面体状,再和一个端盖焊接成完整的贮箱球面盖,所以这里需要一套完整的焊接夹具。由于搅拌摩擦焊焊接机器的旋转局限性,焊接完成两个瓜瓣片之间的纵缝后,需要整个工件和夹具一起旋转60°之后才能继续焊接另外的纵缝,所以需要另外设计一台特定配置的回转工作台用来带动整个夹具和工件一起转动。设计薄壁筒体夹具时,由于用于筒体焊接的搅拌摩擦焊机器有绕中心轴旋转功能,所以不必再设计新的工作台。 设计过程:在FSW的工作原理和工件的结构基础上分析夹具需要的定位面和夹紧面;在Pro/E上绘制初步的三维模型,设计出大概的尺寸;对夹具整体的外形和尺寸进行优化,分析考虑其实用性并进行修改;通过球面体夹具的尺寸算出体积和重力;根据其他数据设计对应的回转工作台;受力分析和校核;在Pro/E上进行零件的装配;根据三维零件模型和装配模型在AutoCAD上绘制二维图;Pro/E上夹具、回转工作台、工件的配合演示。 关键字:火箭燃料贮箱;夹具;回转工作台;设计;筒体;球面体 Abstract In recent years, friction stir welding FSW welding is used in Chinas rocket fuel tanks. At present, the use of chucking in the welding process of rocket fuel tank lack of standardization, resulting in the record of tank’s circular degree and accuracy up and down, even some surfaces emerge micro sunken. To design a suit of special combination fixture for rocket fuel tank in the friction stir welding process is extremely urgent. Rocket fuel tank is mainly composed of three parts, can be divided into two main parts, which are thin-wall cylinder and both ends of the hemispherical work piece. Generally, the hemispherical work piece is welded by six scalloped segment metal plates at first, then weld with end cover. It requires a complete set of welding fixture. Due to the limitation of the FSW welding machine’s rotating, after welding the longitudinal seam between two scalloped segment plates, the work piece and fixture need to rotate 60 degrees to continue longitudinal seam welding. It needs designing a specific configuration rotary working-table to drive the fixture and work piec