手自一体柔性胎架的设计毕业论文

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1、手自一体柔性胎架的设计毕业论文目录第1章绪论11.1选题背景11.2数控柔性胎架的研究现状11.3论文的主要工作21.4本章小结3第二章胎架的结构设计42.1胎架的设计基础42.1.1胎架分类42.1.2胎架的设计原则及方法42.1.3柔性胎架结构技术要求52.2胎架结构设计52.2.1总体结构设计52.2.2丝杠的机构与尺寸设计62.2.3蜗轮、蜗杆具体参数以及尺寸的设计122.2.4带轮传动的设计202.2.5支撑机构设计212.3手自一体柔性胎架结构252.4本章小结27第3章手自一体柔性胎架的结构强度校核283.1常规校核283.2丝杠与蜗轮螺纹强度的校核28II513.3

2、丝杠强度校核293.4上、下立柱强度校核303.5胎架结构稳定性校核313.5.1计算校核313.5.2ANSYS分析333.6结构总强度及稳定性393.7本章小结39第4章手自一体柔性胎架控制系统的设计414.1控制系统概述414.1.1控制系统的主体功能414.1.2控制系统的基本功能要求414.1.3控制系统的分类424.1.4控制系统的选择434.2控制系统初步构想434.2.1执行元件434.2.2胎架控制系统的原理444.3胎架控制系统方案464.4本章小结47第5章总结与展望485.1总结485.2展望49参考文献50II51第1章绪论1.1选题背景随着数字化技术的应

3、用，我国的船舶行业发展迅猛。2014年，全国造船完工量3905万载重吨，新承接船舶订单量5995万载重吨，手持船舶订单量14890万载重吨，其中出口船舶占总量的95.9%。行业三大指标市场份额：造船完工量、新接订单量、手持订单量以载重吨计分别占世界市场份额的41.7%、50.5%和47.1%，继续保持世界领先，是当之无愧的世界第一造船大国[1-2]。目前，世界各国都在积极制定可持续性发展规划，来缓解日趋严峻的环境污染和资源紧缺问题。因此，倡导绿色船舶制造技术势在必行，实现船舶制造的数字化、高效化，已经成为造船行业发展的必然趋势，也是国家发展的要求。随着数字化技术的发展，数控技术己经

4、运用到造船生产中。在分段制造装备方面，目前，我国许多中小型船厂在曲面分段建造时，仍然在使用传统的模板胎架[3]，自动化程度还很低。然而，传统的模板胎架已经不能适应生产环境和制造任务的迅速变化，在建造结束以后只能采取割除—建造—割除的方法反复循环，并不能重复使用。这种方法不但耗料、耗时、耗力[4]，而且最重要的是最终会影响交付周期，降低造船精度。此外，由于我国在生产成本方面具有明显的优势，我国的船舶制造行业已经面向全世界，船舶的制造种类正日渐增多，船舶企业经常会出现人员紧张、及场地紧缺等问题。因此，为推动造船舶企业的现代化发展，必须要提高胎架数字化以及通用化水平，使之符合绿色化、数字

5、化造船工装的发展方向[5]。1.2数控柔性胎架的研究现状在建造大型船舶过程中，分段制造是船舶建造的基础，将两个或多个分段组合在一起，形成总段，再将总段合拢形成整个船体。在分段建造和合拢过程中，一般都需要胎架。胎架[11]51是船体分段建造及焊接的一种专用工艺装备，其作用是保证分段在装配、焊接时具有良好的作业条件，保证船体曲面分段的准确线型，并具有控制焊接变形的作用。因此，胎架必须要具有足够的结构强度、刚性以及稳定性。传动的模板胎架[12]是按照船体分段形状设计制造的，各型船各个分段都有专门的胎架制造图。在胎架上建造船体分段，可以保证分段的外板线型，继而保证总段、整个船体的外板的线型

6、，因此制造合格、适用度高的胎架是保证建造优质舰船的关键之一。柔性胎架[6]的概念基于“多点成形”，20世纪中后期，最早由日本人提出。国内最早关于多点成形的研究是李明哲教授从日本归国后在吉林大学展开的。1990年，李教授[7-11]筹建无模成形技术中心，主要从事多点成形技术与柔性胎架系统的研究。2008年，江苏科技大学佘建国教授[13-17]，基于生产中心制造船模式，提出选用柔性胎架来支撑船体反造时的分段，以保证其船体分段的形线。该系统不仅可以按固定的轨道进行整体移动，而且还通过滑块和丝杠对单个胎架进行纵向或者横向的调节，将船舶生产流水化。柔性胎架系统[12]适用于大中型船厂，为船舶

7、建造提供了一种高效的工装设备与生产方法。目前，柔性胎架[18]主要一下有三个特点：首先，胎架的高度可以根据需要，自由调节，以满足不同船型的的外板型值；其次，胎架可以滑动，改变的位置，以适应不同的船体型值；第三，当需要移动场地时，只需要将胎架按照固定的轨道进行移动，有利于分段船体的套造。1.3论文的主要工作本文通过分析现有通用胎架的经济性、操作性、数字化程度等特性，根据其不足之处以及其功能需求，提出一种手自一体柔性胎架，以满足船舶企业生产需求。本文的研究内容主要包括以下