安徽工程大学机电学院
本科毕业设计(论文)开题报告
题目：塑钢门窗三位焊接机中工位设计
开题报告内容与要求
一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）
1、课题研究的主要内容
本课题首先对塑钢门窗焊接机的基本原理分析，通过分析塑钢门窗焊接的基本原理，确定塑钢门窗数控焊接机的设计思路。塑钢门窗加工是根据热熔融对接保压焊接的原理。其主要对焊程序为：型材定位——压紧——加热熔融——对接保压——完成。
然后分析塑钢门窗数控三位焊接机的机械部分。机械部分主要是一些机械结构的组成与配合。了解机械系统的组成及原理，机械系统主要由机座，机架，三个机头，固定立柱（包括垂直移动机构与夹紧机构），活动立柱（包括水平，垂直移动机构与夹紧机构）等机械结构组成。通过各个机构的协作运行，可以一次性焊接出各种尺寸的门窗。
最后利用CAXA进行塑钢门窗三位焊接机中工位机械部分设计。要求进行方案规划和机械结构设计，绘出装配图、零件图若干张（折合A03张）。
2、课题研究的意义
毕业设计是高等学院培养面向生产、建设、管理和服务第一线的高等技术应用型人才的最后一个教学环节。是培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和专业知识的重要手段。通过完成某一课题，可以进一步检验学生处理实际问题的能力；使学生掌握基本的设计方法，受到初步的工程技术训练。并可综合衡量教学质量，以利于提高教学管理水平。
本课题是一个关于塑钢门窗三位焊接机中工位设计，通过该课题的完成，能加强自身对机械设备的设计、制造等方面的理论知识与技术方法的了解与掌握，可以提升涉及实际工程的相关的能力，与此同时，本课题涉及面较为广泛，可以对大学期间所学的专业知识进行梳理与运用，还能得到相关工程实际技能的训练，这必将为不久的将来走向工作岗位提供较好的支撑。
二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）
1、研究现状
数控焊接机又可以称之为塑钢门窗数控组角机。我国从80年代开始引进国外的加工设备目前，经过二十几年的消化吸收，塑钢门窗焊接机的技术已经比较成熟了，有一点，两点，三点，四点焊接机。目前都朝着数控方向发展。但国产塑料门窗组装设备与国外同类设备相比有着明显的差距。特别是在自动化程度上和国外差距比较大。而引进国外的技术比较昂贵，普及起来比较困难。不利于国内塑钢门窗加工设备的发展。
我国塑钢门窗型材生产线虽然很多,但国产塑料门窗组装设备与国外同类设备相比有着明显的差距，具体体现在如下几个方面：
（1）设备的外形设计、表面处理、色泽运用具有较大的差距。
（2）设备零件加工精度、部件装配精度、易损件的配置准确程度有一定差距。
（3）加热元件的技术水平、各类刀具的工艺水平、各类配套元件的专业化程度存在较大差距。
（4）自动控制的专业化水平、加工工艺的程序设计水平、优化软件的应用水平也有一定差距。比较客观地讲，国产设备普遍存在以上差距是与国内整体技术水平不高有着直接关系的。应该看到，塑料门窗组装设备在我国的发展从总体上还处于初级阶段。我们如果要达到目前的国际水平则必须建立完善的科研机构，有针对性地开展项目的分析、研究，从根本上解决存在的问题。
2.发展趋势
三位塑钢门窗焊接机是塑钢门窗成型的重要设备， 焊接质量的好坏直接影响到成品门窗的质量。开始时焊接门窗是手工制作，由两个人用手动焊板加热，加热时间凭工人经验控制，加热余量不易控制。挤压时为人工用力，劳动强度大，易造成角平面度不高、角度不准（垂直度偏差大）、错位、强度不高，尺寸不稳定，速度慢。只适合单件小批量生产。随着建筑业对门窗性能的要求越来越高，因此，一台稳定性好、劳动强度小、效率高的焊接设备将使门窗的生产质量和效率有很大的飞跃，使工厂的效益得到提高，成本得以降低。于是出现了用继电器控制的塑钢门窗焊接机。加热时间用时间继电器控制，各部分的运动用汽缸带动，工人只要把型材放入焊接机，操作按钮压紧型材，按自动运行，焊机即可自动完成焊接任务。劳动强度大大减小，强度、尺寸、角度都能得到保证，效率得到提高。
三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）
1、研究方案
本设计通过查阅国内外文献及借鉴国外相关先进技术，分析普通塑钢焊接机的整体结构及各执行机构的控制方法。明确了塑钢焊接机机械结构设计。三位数控焊接机的机械部分主要包括：机架、三个机头、固定立柱（包括垂直移动机构与夹紧机构）、活动立柱（包括水平垂、直移动机构与夹紧机构）等机械结构。
（1）机座机架固定立柱活动立柱均采用矩形钢管和钢板焊接而成，结构合理刚性强。机座和机架之间采用铰链的形式进行连接，以便于调整安装及运输。设备到位安装时，再用支架刚性连接。两个机头布置在固定立柱上，另外两个布置在活动立柱上。这样可以满足不同焊接尺寸的需要。
（2）机头 该设计有三个机头，每个机头有定位系统、加热板机构、压紧机构、进给机构等组成。几个机构按可变程序控制器的程序控制，分别完成型材的定位、压紧、加热、进给等工作，进而能完成整个焊接过程。
① 定位系统 定位系统的作用是使型材准确定位，即实现对型材在焊接开始时的型材定位，以及焊接过程中与焊接终了时加热调整阶段与挤压阶段的限位，从而保证焊接尺寸，角强度等要求。
② 加热板机构 加热板机构的作用是实现对型材的加热，即使结合面部位型材加热熔融之粘流态，以便实现接下来的结合面对接。
③ 压紧结构 压紧结构的作用与工作台共同实现型材定位后的压紧，使型材在保持正确定位状态下进行焊接。
④进给机构 进给机构作用是实现焊接过程中的进给，即实现焊接余量的消耗并最终形成焊缝。
2.工作计划
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2/3-15/3
16/3-5/4
6/4-3/5
4/5-24/5
25/5-7/6
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1-2
3-5
6-9
10-12
13-14
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根据论文要求，查阅资料，准备开题
学习CAD或其他三维UG软件等相关知识
确定毛坯，绘制二维图形，确定机械加工工艺，确定自动线上加工工艺,进行工序分析，中期检查。
应用UG软件,CAD进行绘图，完成整体布置图。
按照论文格式要求，撰写论文，翻译一篇英文论文
论文评阅、修改，论文答辩。
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四、主要参考文献（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇，应有一定数量的外文文献，至少附一篇引用的外文文献（3个页面以上）及其译文）
[1].邓小鸥 ，塑料门窗组装设备原理与维修[M],北京化学化工出版社, 2001.9
[2].李郝林,机床数控技术[M],第8版，北京机械工业出版社,2007.8
[3].邓星钟,机电传动控制[M],第2版，华中科技大学出版社，2001.8
[4].秦文启,塑钢门窗生产现状及发展前景[J],建筑人造板，2000.12
[5].翟瑞波,数控加工工艺[M], 机械工业出版社，第1版 2007.8
[6].马刚，机械制图 [M] .北京:河南大学出版社,2006 9.
[7].金大鹰.机械制图[M]，机械工业出版社,2008 10
[8].张介平.塑钢门窗焊接工序中的几个工艺参数[J],技术信息1998
[9].艾长胜 .塑钢门窗型材加工自动化[J].化学建材 ， 2003
[10].顾崇衡 .《机械制造工艺学》.陕西科学出版社.1995。
[11].邹青 .《机械制造技术基础课程设计指导教程》 . 机械工业出版社，200.8。
[12].崇凯 .《机械制造技术基础课程设计指南》.化学工业出版社 .2006.12。
[13].周开勤 .《机械零件手册》.高等教育出版社 .1994。
[14].大连组合机床研究所 .《组合机床设计》.机械工业出版社 .1978。
[15].李云..《机械制造及设备指导手册》.北京:机械工业出版社 .1997.8。
[16] FOERSTER ARTHURS. Apparatus for making corner joints of sealing profiles for windows, doors or the like.国外专利网，US4284464 .
[17] PARSONS DEREK R. Welding joints of window frames. 国外专利网，GB2229671.
[18].于骏一 .《机械制造技术基础》.北京：机械工业出版社.2000。
