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折叠椅论文说明书


甘肃畜牧工程职业技术学院











目:



叠 椅

系 专 班

别:

机械工程系 _

业: 焊接技术及自动化 级: _焊接 11.1 班_

学生姓名: ____ __ 指导教师:__ 完成时间:
2013.6.12

毕业 设计 开题报告

学生姓名 论文题目 研 究 的 目 标 、 内 容 及 方 法 分 阶 段 完 成 的 工 作

专业班级 折叠椅

焊接技术及自动化

指导教师

张琴

主要任务及目标: 1.大量收集有关折叠椅文献资料,做好开题报告准备工作。 2.阅读整理相关文献资料,完成文献综述的写作。 3.根据文献综述、论文所要研究内容以及研究路线、研究方法等完成开题报 告。 4.根据开题报告,列出设计总体提纲。 5.认真撰写设计初稿和终稿,同时期间完成毕业设计中期小结。在对折叠椅 的发展情况和投资政策进行研究比较的基础上,了解目前折叠椅发展程度。 6.购买材料,开始制作。 7.制作完成,画出装配图。 8.认真准备答辩并完成设计答辩工作。 9.全部完成后,完成制作的整理、装订工作,完成毕业设计的全过程。 制作进程: 2013 年 4 月 1 日~10 日 提出毕业设计选题的初步设想。 4 月 10 日~15 日 搜集、整理与之文有关的资料。 4 月 15 日~25 日 确定设计方案,画出简图 。 4 月 25 日~30 日 购买材料,开始制作。 5 月 1 日~ 20 日 设计并完成制作 5 月 20 日~6 月 5 日 撰写说明书、绘制装配图修改完善,并提交给指导老师 6 月 18 日~19 日 毕业设计答辩

指导老 师意见 年 月 日

系 (部) 主 任 意 见 年 月 日

目 录
第一章 绪 论 ........................................................ 1 1.1 折叠椅的形态 ..............................................1 1.2 折叠椅产品的意义 ................................................. 2 1.3 折叠椅产品的内在形态与外在形态及其表现形式 .................3 1.4 折叠椅的结构创新 ..........................................4 第二章 多功能折叠椅的设计选材 ........................................ 6 2.1 折叠椅的设计调研 .........................................6 2.2 常用材料的对比.................................................... 6 2.3 低碳钢、高碳钢、Q235 钢的适用范围 ..........................8 2.4 低碳钢、高碳钢、Q235 钢的焊接性能的比较 ....................8 2.5 型钢选择 .................................................13 第三章 折叠椅的设计及尺寸 ........................................... 17 3.1 折叠椅的功能设计 .........................................17 3.2 折叠椅的制作尺寸 .........................................19 3.3 总结 .....................................................20 第四章 制作过程 ................................................... 21 4.1 各构件的选材实体设计 .....................................21 4.2 焊接方法的选择................................................... 22 第五章 喷漆 ....................................................... 33 5.1 颜色的选择 ...............................................33 5.2 喷漆过程 .................................................33 5.3 晾干 .....................................................33 存在问题 ............................................................ 34 结论 ................................................................ 35 致 谢 .............................................................. 36 参考文献 ............................................................ 37

第一章 绪
1.1 折叠椅的形态



通常物体形态的存在必须依赖于物体本身的结构。 一切物体要保持自己的形 态, 必须要有一定的强度、 刚度和稳定性的结构来支撑。 折叠椅的形态也是如此。 结构在折叠椅中的地位,如同人体的骨架对人的重要性一样。一件折叠椅,如果 没有像骨架一样的结构来连接和支撑,也许只是一堆废料,既不能构成产品的形 态,也满足不了使用功能。 一件优秀的制作产品, 必然要具有一定强度的材料,通过一定的接合方式来 实现其功能和基本要求,同时还应注重其审美功能和结构的新颖独特。 折叠椅的结构强度是实现其基本功能的基础。 没有一定强度和实用性的折叠 椅,无论外表怎么优美华丽,也只是虚有其表,根本满足不了使用功能。 然而折叠椅的结构构成需要通过一定的接合方式才能完成。在各类折叠椅 中,除了一些传统的接合方式仍在沿用外,为适应其“可拆装”的要求,连接件 接合是使用最多的方式。 由折叠椅的结构形式特点所决定的折叠椅的形态可以称之为折叠椅的结构 形态。 折叠椅产品的结构形态主要表现在两个方面:一是由于内部结构不同而被 决定了折叠椅外观形态;二是折叠椅的结构形式直接反映在折叠椅的外观上。 因此,研究折叠椅产品的结构形态,可以从以下几个方面着手:折叠椅产品 结构形态的意义;折叠椅产品的结构形态与接合方式;折叠椅产品的内在结构形 态与外在结构形态及其表现形式;折叠椅产品形态设计与结构创新。

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1.2 折叠椅产品的意义
折叠椅产品之所以表现出它特有的结构形态类型,其意义是二:一是创造出 折叠椅产品应有的使用功能;二是保证折叠椅产品具有足够的强度和稳定性特 征。 折叠椅作为一种制作产品, 首先应该具有使用功能。折叠椅产品的功能特点 是通过人的使用体现出来的,而折叠椅产品的结构形式是体现其功能的具体手 段。制作设计能否充分体现功能的科学性、使用合理、舒适、安全、省力和高效 等都反映出产品结构是否合理、造型是否全宜。除了满足使用功能外,折叠椅产 品的某些外部结构还具有审美功能。例如中国传统椅子腿上的横档和矮老,以及 桌腿间牙条、牙板和桌腿与桌面间牙头等的使用,不仅加强了各个零、部件之间 的强度,实现其应用的使用功能,还起到了很强的装饰作用。 折叠椅产品要实现基本的使用功能,其结构必须具有足够的强度。结构的强 度与结构本身的构成形式有着密切的内在关系。首先,结构的强度与折叠椅所使 用的材料形态有着很大的关系。例如,两个材料相同,截面积相同的不同形态的 材料,其截面积为方形的强度要比截面积为圆形的强度高。根据力学测定,力对 材料的影响主要作用于材料相对的两端,而材料的中间部分,即中性轴部分,受 力的影响相对较少, 同样面积的方形和圆形材料相比较,圆形中性轴上的材料要 比方形的多,故圆形材料受力部分要相对少一些。因此,方形材料要比圆形材料 的强度高。其次,结构强度还受受力方向的制约。例如常见的折叠椅,如果使用 者从前后向椅子施加压力, 椅子就会因为结构不稳而倒,而如果使用者端坐在椅 子上,力的方向自上而下,其结构就相当稳定。 结构本身的稳定性对折叠椅产品基本功能的实现也起着至关重要的作用。 如 三角形结构形式是一种最稳定的结构形式,很多产品都利用了这一结构原理。 然而,在中国,很多制作产品在设计和制造过程中,企业和设计人员并没有 重视对结构的力学强度进行合理分析, 有的只停留在以往的经验或个人单纯的外
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部感官上,但是随着新材料、新技术的不断涌现,设计者对结构形式的不断开发 创新,某些过进的经验和个人的感官未必还能奏效。因此,产品的设计应注重对 结构的力学分析,做到结构科学、强度合理。 1.2.1 折叠椅的接合方式 对于绝大部分折叠椅而言, 如果没有运用一定的接合方式对其零、部件之间 进行连接,折叠椅将“面目全非”,毫无用处,更构不成折叠椅的外观形态,对 其结构形态的分析也只能是“纸上谈兵”、“天马行空”,毫无意义可言。 从产品的角度来看,则于其接合方式的不同,赋予了产品不同的形态。如, 传统折叠椅中的榫铆接合, 形成了独特的以线、面等形式构成要素为主的框式结 构形态; 各种连接件的使用又使现代折叠椅的形态有别于传统折叠椅的形态。现 代折叠椅如板式折叠椅,以面、体的形态构成要素为主,通过部件、单体的形式 来构成产品形态。而适用于金属、塑料等材料的焊接、粘结和胶结等接合方式又 赋予了产品别具一格的整体构成形态。 连接件对产品的结构组成是至关重要的,其功能有二:连接和装饰。连接件 的连接功能就如人体骨骼间的“关节”,连接着各个零、部件,把本来毫无生机 的各种材料组合起来, 从而赋予了产品应有的功能和使用要求,同时构成了各种 生动活泼、姿态万千的折叠形态,也实现了设计者的各种创意梦想。 此外, 各种连接件的使用, 对产品的外观形态起到了很大的装饰作用, “画 有 龙点睛”之功效。

1.3 折叠椅产品的内在形态与外在形态及其表现形式
折叠椅产品的内在结构形态包含两个方面的含义: 一是指由材料本身的结构 特性所决定的,不同材料种类所产生的不同的折叠椅产品形态。如金属、塑料、 竹藤、 充气及软体产品等都有自己独特的结构特点和表现形式。设计师利用材料 的特殊性质设计出了结构和造型非同一般的椅子。另外,人造板如胶合板、刨花
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板、纤维板等,由于其材料本身内部与天然实木的内部结构大不相同,因此人造 板形态与实木也存在着很大差异;二是指隐藏在折叠椅外观形态之内,不易被人 们察觉的折叠椅零、 部件之间的连接结构形态以及由它们所决定的折叠椅造型形 态。 折叠椅产品的外在结构,即指外观结构,它充分暴露在人的视觉范围之内。 折叠椅的外在结构与内在结构最大的区别就在于外在结构直接表现在产品的外 观形式上,它在满足产品基本功能和要求的同时,还具有很强的审美功能。 但是外观形态与结构之间并不存在对应的关系。比如同一结构形式,若使用 不同的材料和颜色,家具产品将会产生截然不同的外观效果。

1.4 折叠椅的结构创新
古往今来,折叠椅在形态设计上的求新、求变,其主要途径之一即是力求结 构形态上的变化创新。而其在满足其基本功能和使用要求的条件下,设计者就在 努力探索如何在结构上进行变化,以求产品功能的拓展和形态的新颖独特。折叠 椅的结构形态是实现其功能的基础。因此,它使用功能的开发与拓展需要进行结 构创新。另一方面,通过对折叠椅结构创新,还可以提高产品的审美功能,尤其 是对产品外在结构的创新。 然而不可否认,折叠椅在结构形态上的创新,新技术、新材料、新工艺的发 明起了至关重要的作用 。它们的出现和使用折叠椅的新结构和新造型从“空 想”变成现实。 这种全新的结构形式不仅与以往的框架结构完全不同,还顺应时 代的发展实现了折叠椅的标准化、系列化、通用化以及便于装配和运输的功能和 要求。这些都是人类的不断探索创新和科技的发展进步所带来的。由此可见,折 叠椅结构的科学性与合理性能体现出一个时代的科技成果及该时代人们对新的 生活方式的追求。

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此外, 大自然也是物体基本结构产生的源泉,它对折叠椅的结构创新有着很 大启发性。例如,人类在吸取了大自然中科学合理的基本结构原理之后,创造出 如壳体结构、折板结构、蜂窝板结构和充分结构等多种多样的新颖结构。 随着人类对自然的不断认识,对生物结构的不断探索和研究,以及对不断出 现的新材料、新艺、新技术的使用,折叠椅的结构形式将会越来越多样化,折叠 椅也会不断满足使用者的生理、心理需求,甚至各种个性需求。 综上可知,折叠椅的结构形态设计是折叠椅设计的主要内容之一,其地位和 作用在折叠椅形态设计中是任何要素都无法替代的。 折叠椅的结构形态设计需要 考虑很多方面的因素。归结起来包括产品功能的满足与拓展、材料的强度、零部 件的接合方式、连接件的使用以及新材料、新技术、新工艺的发明和使用等主客 观因素。 由于折叠椅本身成为人们普遍的座椅,所以出现了形式与制作工艺的多样 化,这也导致了新功能、新设计的发展出现了各种形式各种用途的座椅。

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第二章 多功能折叠椅的设计选材
2.1 折叠椅的设计调研
据资料所得, 最初的折叠椅是由那些水手和远足人员制造并使用的,并且是 在那些需要椅子尽可能重量轻和少占面积的地方使用。例如:露营用的折叠椅, 体积小和省地方;在花园里用以喝酒的折叠椅。可见折叠椅在出世后,很受人们 的青睐。 在人们长期的研究中,越来越多种类的折叠椅为人们所创造。如:有休闲类 的、办公用的、户外用的等,根据其材料分类有:皮革做的、塑料做的、合金钢 做的等,各有各的特点与优势。为此,折叠椅在人们生活中也成为一大热点。 但在我国, 折叠椅很少用科学方法从理论上对结构的强度、刚度进行分析计 算,长期依赖于实践经验,致使国内折叠椅科学发展缓慢,产品出现很多问题: 有的为了加强安全,用料过大,造成浪费;有的强度或刚度不够,导致变形甚至 破坏。 随着科学技术的发展,中密度板、刨花板、空心板、塑料、金属等新材料在 折叠椅制造中不断地被广泛应用,折叠椅材料及其结构强度就越来越为人们重 视。为了合理使用材料,保证折叠椅的功能,有必要对其结构强度进行分析和研 究,以便更好的进行折叠椅设计。

2.2 常用材料的对比
2.2.1 低、中高碳钢及 Q235 的区别 钢是含碳量在 0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳 量一般不超过 1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的 分类方法多种多样,其中按化学成份分类可分为:
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1.碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳 钢(C≥0.60%)。 2.合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%)b.中合金钢(合金元素总含量> 5~10%c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。 3.高碳钢, 常称工具钢 , 含碳量从 0.60%至 1.70%, 可以淬硬和回火。锤, 撬棍 等由含碳量 0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量 0.90% 至 1.00% 的钢制造。 一般高碳钢的强度很高,普遍用于切削、钻孔、车床、

铣床等等需要硬度要求高的环境当中。 4.中碳钢,含碳量 0.25%~0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等 多种产品。 除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素 结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度 比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉 材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能 够达到的最高硬度约为 HRC55(HB538),σ b 为 600~1100MPa。所以在中等强度 水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于 制造各种机械零件。 5.低碳钢, 又称软钢, 含碳量从 0.10%至 0.30%低碳钢易於接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。 6.Q235,Q235 是碳素结构钢,屈服强度为 235MP,含碳量在 0.14 -0.22%虽然力 学性能不怎么样,不过价钱便宜,以前也叫 A3 钢,焊接中是挺常多的,不过只能用 在一些不重要的结构上. Q235 由 Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代 表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是 MPa 例如 Q235 表示屈服 点(σ s)为 235 MPa 的碳素结构钢。

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2.3 低碳钢、高碳钢、Q235 钢的适用范围
1.低碳钢 碳含量低于 0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。 它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理 用于工程结构件,有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。 2.高碳钢 常称工具钢,含碳量从 0.60%至 1.70%,可以淬硬和回火。锤、撬棍 等由含碳量 0.75%的钢制造; 切削工具如钻头、 丝攻、 铰刀等由含碳量 0.90% 至 1.00% 的钢制造。 3.Q235 钢 由于 Q235 钢含碳适中综合性能好,强度塑形和焊接等性能能得到较好配合 用途最广泛。 常轧制成盘条或圆钢,方钢,扁钢,角钢,工字钢,槽钢,宽框钢等型钢 中厚钢板用于制作钢筋或建造厂房房架高压输电铁塔,桥梁,车辆,锅炉,容器,船 舶等,也可大量用做性能不太高的机械零件。

2.4 低碳钢、高碳钢、Q235 钢的焊接性能的比较
钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是 碳元素,也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金 元素大部分也不利于焊接,但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量 增加,淬硬倾向就增大,塑性则下降,容易产生焊接裂纹。通常,把金属 材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材 料可焊性的主要指标。所以含碳量越高,可焊性越差。所以,常把钢中含 碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。 1.低碳钢焊接性能 低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体,其强廖和硬度较低,塑性和 韧性较好。因此,其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷 成形。这种钢翅具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低,切削
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加工性不佳,淬火处理可以改善其切削加工性。 2.高碳钢焊接性能 高碳钢由于含碳量高,焊接性能很差。其焊接有如下特点: (1)导热性差,焊接区和未加热部分之间产生显著的温差,当 熔池急剧冷 却时,在焊缝中引起的内应力,很容易形成裂纹。 (2)对淬火更加敏感,近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用, 使近缝区产生冷裂纹。 (3)由于焊接高温的影响,晶粒长大快,碳化物容易在晶界上积聚、长大, 使焊缝脆弱,焊接接头强度降低。 (4)高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。 3. Q235 的焊接性能 由于低碳钢含碳量低,锰、硅含量也少,所以,通常情况下不会因焊 接而产生严重硬化 组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良 好,焊接时,一般不需预热、控制层间温度和后热,焊后也不必采用热处 理改善组织,整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施,焊接性优良。 但在 少数情况下,焊接时也会出现困难: (1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高,杂质含量多,从而冷脆性大, 时效敏感性增加,焊接接头质量降低,焊接性变差。 (2)沸腾钢脱氧不完全,含氧量较高,P 等杂质分布不均,局部地区含量会 超标,时效敏感性及冷脆敏感性大,热裂纹倾向也增大。 (3)采用质量不符合要求的焊条,使焊缝金属中的碳、硫含量过高,会导致 产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接 Q235-A 钢时,因焊条药皮中锰铁的含 碳量过高,会引起焊缝产生热裂纹。 (4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊,由于线能量大, 会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大,引起冲击韧度的严重下降, 焊后必需进行细化晶粒的正火处理,以提高冲击韧度。 总之,低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种,所有焊接方法都能 适用于低碳钢的焊接
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低合金结构钢的焊接性分析

16Mn 和 15MnV 均属于低合金结构钢中的热

轧钢,这类钢价格便宜,而且具有满意的综合力学性能和加工工艺性能。 首先来分析一下这类钢的焊接性,焊接性通常变现为两方面的问题:一是 焊接引起的各种缺陷,对这类钢来说主要是各类裂纹问题;二是焊接时材 料性能的变化,对这类钢来说主要是脆化问题。 1.裂纹问题 (1) 热裂纹:热轧钢一般含碳量较低,而含锰量较高,因此它们 Mn/S 比 较大,具有良好的抗热裂性能。正常情况下焊缝中不会出现热裂纹,但当 材料成分不合格或有严重偏析,使碳、硫含量偏高,Mn/S 比偏低,易出现 热裂纹。锰在钢种可与硫形成硫化锰,减少了硫的有害影响,增强了钢的 抗热裂性能。 (2) 冷裂纹:钢材冷裂纹主要取决于钢材的淬硬倾向,而刚才的淬硬倾 向又主要取决于它的化学成分。热轧钢由于含有少量合金元素,其碳当量 比低碳钢碳当量略高些,所以这种钢淬硬倾向比低碳钢要大些,而且随钢 材强度级别的提高,合金元素的增加,它的淬硬倾向逐渐增大,应根据接 头形式和钢材厚度来调整线能量、预热和后热温度,以控制热影响区的冷 却速度,同时降低焊缝金属的含氢量等措施,防止冷裂纹的产生。 (3) 再热裂纹:从钢材的化学成分考虑,由于热轧钢中不含强碳化物形 成元素,因此对再热裂纹不敏感,而且还可以通过提高预热温度和焊后立 即后热等措施来防止再热裂纹的产生。 2.脆化问题 (1) 过热区脆化:热轧钢焊接时近缝区中被加热到 100℃以上粗晶区, 易产生晶粒长大现象,是焊接接头中塑性最差的部位,往往会承受不住应 力的作用而破坏。防止过热区脆化的措施是提高冷却速度,尤其是提高奥 氏体最小稳定性范围内的冷却速度,缩短在这一温度区间停留时间,减少 或防止奥氏体组织的出现,以提高钢的冲击韧度,而且为 防止过热区粗晶 脆化,也不宜采用过大线能量。 (2) 热应变脆化:热应变脆化是由于焊接过程中热应力产生塑性变形使
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位错增殖,同时诱发氮碳原子快速扩散聚集在位错区,出现热应变脆化。 16Mn 和 15MnV 这两类钢具有一定得热应变脆化倾向,焊接时消除热应变 脆化的有效措施是焊后退火处理。 3. 低合金结构钢的焊接工艺 (1)焊前准备: ①焊接坡口形式的设计应避免采用焊不透或局部焊透的坡口,还要尽量减 少焊缝的横截面积,以降低接头的残余应力,同时也可减少焊接材料的消 耗量。 ②坡口加工采用热切割时应注意防止母材边缘会形成一定深度的淬硬层, 这种低塑性的淬硬层往往成为冷加工的开裂源。 ③焊前必须消除焊接区钢板表面的水分,坡口表面的氧化皮、锈斑、油脂 以及其他污物。 ④焊接材料在使用前应按生产厂推荐的规范进行烘干。 ⑤装配定位焊缝必须采用与正式焊缝同一类型的焊条。 ( 2)焊接线能量的选择: 线能量的参数是指焊接电流、 电弧电压和焊接速度。 低合金结构钢焊接时,线能量参数除要保证接头的熔透性和焊缝成型外, 还要考虑其对接头性能的影响。焊接含碳量低的热轧钢以及含碳量偏下限 的 16Mn 钢时,对焊接线能量没有严格的限制,但从提高过热区塑性和韧 性考虑还是采用偏小线能量更为有利;当焊接含碳量偏高的 16Mn 钢时, 为降低淬硬倾向,防止冷裂纹产生,焊接时线能量应偏大些。 ( 3)预热、后热及热处理 ①预热:焊接低合金结构钢时,焊前预热时防止接头冷裂,改善接头 组织性能,减小焊接应力的重要工艺措施。焊前预热的有利作用还在于: ②改变了焊接过程的热循环,降低焊接接头各区高温转变和低温转变 温度区间的冷却速度,避免或减少了淬硬组织的形成; ③减少焊接区的温度梯度,降低了焊接接头的内应力,并使之较均匀 地分布; ④扩大了焊接区的温度场,使焊接接头在较宽的区域内处于塑性状态,
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减弱了焊接应力的不利影响; ⑤延长了焊接区在 100℃以上温度的停留时间, 有利于氢从焊缝金属中 逸出。预热温度的确定,随钢材碳当量、板厚、结构的拘束度的增加而增 加,环境温度的升降。 (4)后热及热处理:后热是指焊接结束后将焊件或整条焊缝立即加热到 150~250℃温度范围内,并保持一段时间,这种工艺简称后热。其作用在于 首先是降低了接头低温转变区的冷却速度,其效果比预热更显著,其次是 延长了接头在 100℃以上温度区间的停留时间, 使焊缝金属中的氢有充分时 间向外扩散。在寒风金属氢扩散阶段,从根本上消除了导致冷裂纹形成的 力学因素。后热的温度和时间,取决于被焊钢的冷裂敏感性,焊接材料的 含氢量和接头的拘束度。后热温度愈高,保温时间愈长,去氢效果愈明显。 去氢处理是将焊件在焊后立即加热到 300~400℃温度并保温一段时间,可 加速焊接接头氢的扩散逸出。氢的排除程度取决于加热温度和时间,温度 高保温时间可短一些,温度低去氢时间就要加长。生产中消氢处理的温度 为 300~400℃,消氢时间为 1~2 小时。 消除应力处理是将焊件均匀地以

一定的速度加热到 AC1 点以下足够高的温度,保温一段时间后随炉均匀地 冷却到 300~400℃,最后将工件移到炉外空冷。低合金结构钢焊后消除应 力处理的目的有以下几点: ①消除焊缝金属中的氢,提高焊接接头的抗裂性和韧性; ②降低焊接接头中的参与应力; ③改善焊缝及热影响区组织,使淬硬组织经受回火处理而提高接头各区的 韧性; ④稳定了低合金耐热钢焊缝及热影响区的碳化物,提高了接头的高温持久 强度; ⑤降低了焊缝及热影响区的硬度,易于切削加工。 综上所述, 从材料的焊接性能及焊接设备出发可选择 Q235 钢钢进行制作。

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2.5 型钢选择
1.角钢 角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不 等边角钢之分。等边角钢的 两个边宽相等。其规格以边宽×边宽×边厚的毫 米数表示。如“∠ 30×30×3”,即表示边宽为 30 毫米、边厚为 3 毫米的等边 角钢。也可用型号表示,型号是边宽的厘米数,如∠ 3#。型号不表示同一型 号中不同边厚的尺寸,因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写 齐全,避免单独用型号表示。 2.槽钢 槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格以腰高(h)*腿宽(b)*腰厚(d)的 毫米数表示,如 120*53*5,表示腰高为 120 毫米,腿宽为 53 毫米的槽钢, 腰厚为 5 毫米的槽钢,或称 12#槽钢。腰高相同的槽钢,如有几种不同的 腿宽和腰厚也需在型号右边加 a b c 予以区别,如 25a# 25b# 25c#等。 3.角钢应用特点 角钢:俗称角铁,是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不 等边角钢之分。等边角钢的两个边宽相等,其规格以边宽×边宽×边厚的毫 米数表示。如“∠30×30×3”,即表示边宽为 30 毫米、边厚为 3 毫米的等边 角钢。也可用型号表示,型号是边宽的厘米数,如∠3#。型号不表示同一 型号中不同边厚的尺寸,因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填 写齐全,避免单独用型号表示。热轧等边角钢的规格为 2#-20#。角钢可按 结构的不同需要组成各种不同的受力构件,也可作构件之间的连接件。广 泛地用于各种建筑结构和工程结构,如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机 械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等。 4.槽钢应用特点
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槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格表示方法,如 120*53*5,即 表示腰高为 120 毫米、腿宽为 53 毫米、腰厚为 5 毫米的槽钢,或称 12#槽 钢。腰高相同的槽钢,如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加 a b c 予以区别,如 25a# 25b# 25c#等。槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。热轧普通 槽钢的规格为 5-40#。 经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为 6.5-30#。 槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构,槽钢还常常和工字钢 配合使用。 5.工字钢应用特点 工字钢也称钢梁,是截面为工字形的长条钢材。其规格以腰高( h)*腿 宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示, 如“工 160*88*6”, 即表示腰高为 160 毫米、 腿宽为 88 毫米、腰厚为 6 毫米的工字钢。工字钢的规格也可用型号表示, 型号表示腰高的厘米数,如工 16#。腰高相同的工字钢,如有几种不同的腿 宽和腰厚,需在型号右边加 a b c 予以区别,如 32a# 32b# 32c#等。工字 钢分普通工字钢和轻型工字钢,热轧普通工字钢的规格为 10-63#。经供需 双方协议供应的热轧普通工字钢规格为 12-55#。工字钢广泛用于各种建筑 结构、桥梁、车辆、支架、机械等。 6.生铁、熟铁、钢的比较 一般含碳量小于 0.02%的叫熟铁或纯铁,含量在 0.02-2.11%的叫钢, 含量在 2.11-6.69%的叫生铁。熟铁软,塑性好,容易变形,强度和硬度均 较低,用途不广;生铁含碳很多,硬而脆,几乎没有塑性。 7.方管特点用途 方管顾名思义,它是种方形体的管型,很多种材质的物质都可以形成 方管体,它介质于,干什么用,用在什么地方,大多数方管以钢管为多数, 经过拆包,平整,卷曲,焊接形成圆管,再由圆管轧制成方形管然后剪切 成 需 要 的 长 度 。 一 般 是 50 根 每 包 方 管 在 现 货 方 面 以 大 规 格 居 多 在 10*10*0.8-1.5~~500*500*10-25,方管。 按用途分为结构方管,装饰方管,建筑方管,机械方管等。
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8.特点用途 (1)方管产品说明 方管是一种空心方形的截面轻型薄壁钢管,也称为钢制冷弯型材。它 是以 Q235 热轧或冷轧带钢或卷板为母材经冷弯曲加工成型后再经高频焊接 制成的方形截面形状尺寸的型钢。热轧特厚壁方管除壁厚增厚外情况,其角 部尺寸和边部平直度均达到甚至超过电阻焊冷成型方管的水平。综合力学 性能好,焊接性,冷,热加工性能和耐腐蚀性能均好,具有良好的低温韧 性。 (2)方管用途 方管的用途有建筑,机械制造,钢铁建设等项目, 造船,太阳能发电 支架,钢结构工程,电力工程,电厂,农业和化学机械,玻璃幕墙,汽车 底盘,机场,锅炉建造,高速路栏杆,房屋建筑,压力容器,石油储罐,桥 梁,电站设备,起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件等。 从设计的美观性、实用性、环保性、节约性出发选用矩形钢管和角钢。 以下来让我们来看一组数据: 9.矩形管规格 矩形管执行标准: GB/T12770 材质: Q235A Q235B Q235C Q345 Q345B Q345C 从现有材料, 制作产品的使用及外观等因素着手选用等边角钢和矩形钢管配 合制作。 规格:矩形钢管 30×45×1
角钢 30× 1 45×

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表 2.1

方管部分规格表

矩型管规格表(mm) 10×20×0.6~1.5 14×21×0.6~1.5 15×30×1.5~1.5 15×38×0.6~1.5 20×30×0.6~2.0 20×40×0.8~2.0 20×50×1.0~2.0 22×35×0.9~2.0 25×40×0.9~3.75 25×65×1.0~2.0 30×40×1.0~3.75 30×45×1.0~3.75 30×50×1.0~4.0 250×150×6~12.0 250×100×6~12.0 250×200×6~12.0 300×150×6~12.0 300×200×6~12.0 300×250×6~12.0 400×250×8~12.0 400×300×8~12.0 450×200×8~12.0 450×250×8~12.0 400×300×8~12.0 400×350×8~12.0 500×200×10~12.0

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第三章 折叠椅的设计及尺寸
3.1 折叠椅的功能设计
椅子的各部位尺寸,不论是坐位的高低、深度和宽度,靠背,以及 靠 背的倾斜角度都要有严格的依据,如果稍有差错就会影响 折叠椅的整体结 构 。 坐高是指坐板前沿高度,这个高度决定了椅子的舒适程度。根据人体 工程学的理论,人体质量和压力的散布和紧张的松弛乃是获得舒适的基础, 这是因为人坐在椅子上的时候,身体质量由脊骨至坐骨,尽管坐骨结节点 承受了最大压力,但因骨盆拱骨的尖端力学作用,臀部的各部位均分别承 受不同压力使压感略有减缓。坐面的高低使人体的接触面也不同,因而决 定了坐椅的舒适程度,通过以小腿高为标准的坐高与高于小腿高度的坐面 实测,可以看出其体压是不同的。 理想的坐面高度要与人的小腿长度相等,最好是略小于坐者的小腿长 度,使脚部能安置在地面上,并使腿部能完全放松。如果坐位太低,要保 持身体平衡惟有把双脚向后屈,但这样会使上身全部质量集中在臀部中央, 使臀部的一些肌肉受到很大压力,同时两腿又容易疲劳,很难得到休息。 但是坐面过高,大腿前半部近膝窝处就会受到约 20kPa 的压力。这种压力 虽不算大,但时间长了易引起血液循环障碍,肌腱就会发胀而麻木。椅面 过高相对桌降低,令人不得不把身体向前俯斜,把全部力量压在椅座前沿, 只要坐上片刻便会感到背部和小腿麻痹。由上述可知,坐高的决定与人的 小腿高度有密切关系,按照人体工学的基本原理,坐高应小于人体坐姿态 时小腿肋窝到地面的高度, 根据我国男性平均胭窝为 408mm, 女性为 385mm, 再加上 2.5-3.5mm 鞋的高度,则高为 420-430mm,考虑到小腿的活动作地, 一般采用 400-410 为宜。 坐深:坐深确定通常是根据人体大腿水平长度,即胭窝到臀部后端的 距离作为依据,为使小腿内侧不受到压近或使靠背失去作用,坐位浓度实
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际尺寸还应减去椅座前沿到胭窝之间大约 60mm 的空隙,也就是坐深小于坐 者大腿的长度,使膝下没有压力,为了使坐深设计得适合于多种人体尺寸 的需要,下腿水平长度应取平均值。如果坐位过深,会令人背部无法触及 靠背,使腰部的支撑点悬空,上身一部分质量要靠颈项来支持,同时下身 还有向外滑出趋势,使人无法久坐。一般来说普通椅子在通常就坐的情况 下,由于腰椎到盆骨之间接近垂直状态,其坐深可以浅一些,对于倾斜度 大的休息用椅,因使人腰椎至盆骨也呈倾斜状态,故坐深就要加大一些。 我国成年男女的大腿水平长度尺寸平均可取 420mm, 故一般常用的靠背椅坐 深不宜大于 420mm。 坐宽:坐位宽度必须大于臀部的宽度,使身体改变姿势时有足够的移 动空间,但坐宽过大两臂不能均匀地倚靠扶手,坐宽过窄没有横向挪支的 作地,易产生促感,这样很容易产生疲劳。根据我国人体尺寸,一般靠背 椅坐宽不应小于 380mm。 靠背高度:靠背高度是指椅背上沿至椅背与坐面交接处的距离,是沿 椅背平面中线测量的长度,靠背必须具有支持背部的作用,并且根据需要 稍向后倾斜,以支持身体的质量,两者之间必须形成 95 度或更大的角度, 它的作用是使人的身体保持一定的姿态,同时分担部分人体质量,如果靠 背垂直和太低,就使人腹部凹曲,腰部肌肉被拉紧,尤其是背部受椅背板 边缘压迫。这样的椅子,会使人身体的压力有一部分向前滑去。正确椅背 高度应依据椅子的使用功能而定,一般椅背应在肩胛骨以下,以便于背部 肌肉得到适当的休息,同时也便于上肢活动;对工作用椅为全球上肢前后 左右活动,高度要低于腰椎骨上沿;休息用椅坐者处在躺坐之间,靠背应 加高至颈部或头产。此外,坐位和靠背的位置最好可以自由调节,以适应 各种姿态需要。 部件与部件的协调 部件之间的协调可以增加人体与支撑面的接触,

将过于集中的体压分散开。人坐在椅子上可有多种不同姿态,对椅子各部 件的作用力也就有所不同。所以舒适的坐椅最好是从坐面与靠背所构成的 角度和支撑的位置选择来设计。水平的坐面和垂直的靠背椅子不适应人体
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自然活动状态,坐和倚靠都不舒服,因为这时候很大一部分人体重量都通 过靠背伟给椅座,这样靠背和坐面必须依使用需要向后倾斜,靠背与水平 面之间成夹角 B 以支撑身体重量。至于倾斜多少,这要根据使用要求决定, 通常认为在 90 度~120 度的范围内改变靠背的角度,写字及餐饮用椅斜度 就要小些,这类椅子的靠背只需做间隔条形,能承受很小的倚靠就可 以。

3.2 折叠椅的制作尺寸
一.座板 1.前座板长 145 厘米 2.后座板长 152 厘米 3.前座板宽 22 厘米 4.后座板宽 40 厘米 二.椅腿 1. 前腿:长 40 厘米 2. 后退:长 40 厘米 3. 前、后退侧面加强肋长 28.5 厘米 4. 后退横向加强档长 152 厘米 三.靠背 1.长 152 厘米 2.宽度方向 45 厘米 3.角度 105 度 四.连接杆 1.前腿与靠背连接杆长 70 厘米 2.后退与靠背连接杆长 45 厘米 五.坐高 40 厘米,撑开高度 77 厘米。

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3.3 总结
叠椅的设计, 它由普通的折叠椅和桌子组合而成。我们从前人的研究基础 上, 可以得到很多的理论知识, 从人类功效学数据可以看到一些有关设计椅子的 原理,靠背与坐面的夹角应在 105~110 度。靠背与水平面的夹角应在 110~130 度。折叠椅家具是运用平面机构的原理,以螺栓连接合作铰链结构,把产品中的 各部分(杆件)连接起来的产品。折叠产品在折叠椅的折叠部位采用铰链连接, 停止使用时可以折叠起来,以便搬运。 本次设计的折叠椅撑开前可坐 3 人,撑开后可坐 6 人,平均重量在 65 千克, 适合身高在 1.37 米—2.06 米之间的人,坐在其上与坐在普通椅子上的高度完 全一样,无论在旅游、休闲还是在家里,使用这种折叠椅都很合适。人们可以在 野营、沙滩休闲、运动赛事等随处见到不同的折叠椅,它是一种适应所有习惯和 需求的椅子。

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第四章
4.1 各构件的选材实体设计
一.座板

制作过程

折叠椅的座板,材料可用塑料、木板等。本次设计采用 Q235 钢为材料。选 用规格为 30×45×1 的矩形钢管。 下料: 1.前座板长 145 厘米的矩形钢管 3 根 2.后座板长 152 厘米的矩形钢管 3 根 3.前座板宽 22 厘米(采用 Q235 钢,规格为 35×35×2 的等边角钢) 4.后座板宽 40 厘米(采用 Q235 钢,规格为 35×35×2 的等边角钢) 二.椅腿 折叠椅腿的材料采用 Q235 钢,选用规格为 35×35×2 的等边角钢 下料: 1.前腿:长 40 厘米的角钢 4 根 2.后退:长 40 厘米的角钢 4 根. 3.前、后退侧面加强肋长 28.5 厘米的角钢 4 根 4.后退横向加强档长 152 厘米的角钢 2 根 三.靠背 折叠椅的靠背采用 Q235 钢为材料。选用规格为 30×45×1 的矩形钢管。 下料: 1.长 152 厘米的矩形钢管 6 根 2.宽度方向 45 厘米 2 根(采用 Q235 钢,规格为 35×35×2 的等边角钢) 四.连接杆 1.前腿与靠背连接杆长 70 厘米 2 根(采用 Q235 钢,规格为 35×35×2 的等边 角钢) 2.后退与靠背连接杆长 45 厘米 2 根(采用 Q235 钢,规格为 35×35×2 的等边
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角钢) 五.靠背与前、后退的连接方式 1..前腿连接采用螺栓连接,打孔直径 0.1 厘米,螺栓规格 M8 1)前腿打孔角钢长度方向 38 厘米正中心对称两侧 2)后腿打孔角钢长度方向 43 厘米正中心对称两侧 3)靠背(宽度方向)两侧打孔角钢长度方向 43 厘米正中心对称两侧,伸出部分 角钢长度方向 42 厘米正中心对称两侧(注意:在焊接前根据相关尺寸及装备图 先打孔在焊接) 2.后腿连接采用固定连接 六.坐高 39.5 厘米,撑开高度 77 厘米。

4.2 焊接方法的选择
4.2.1 焊接方法的比较 (一)TIG 焊接 TIG 焊是英文字母 Tungsten Inert-Gas Welding 的简称。它的中文名 称是钨极惰性气体保护焊。 这种焊接方法从其名称上可知,它 具有两个显著的特点:一是它的电极是
焊接方法原理图

用钨或者钨基合金制作而成,二是采用惰性气体做保护气氛。 它是在惰性气体的保护下, 利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化焊件和填充焊 丝的一种焊接方法。 焊接时保护气体从嘴中喷出,在电弧周围形成气体保护层隔 绝空气,以防止其对钨极、熔池及邻近的热影响区的有害影响,从而获得高质量 焊缝。 1. TIG 焊的主要特点 1)惰性气体有极好的保护作用,它本身既不与金属发生任何化学反应,也不溶 解于高温金属中,使得焊接过程熔池的冶金反应容易控制。对于一般易氧化、氮
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化的活泼金属、高熔点的黑色金属都能进行焊接,应用面很广泛。 2) 电弧在氩气中燃烧非常稳定, 在小的焊接电流情况下 (< 10A) 仍然稳定燃烧, 填充焊丝是通过电弧间接加热, 所以适用于薄板及全位置焊接,也是实现单面焊 双面成形的理想焊接方法。 3)由于填充焊丝不通过焊接电流,不存在熔滴过渡问题,焊接过程没有飞溅, 焊缝成形美观。 4)氩气在焊接过程中仅仅只是单纯的保护隔离作用,因此对工件表面状态要求 较高。焊件在焊前要进行表面清洗,除去灰尘等杂质。 5)钨极承载电流的能力有限,过大的电流会引起钨棒的熔化和蒸发,其微粒有 可能进入熔池而出现夹钨,所以 TIG 焊焊接速度受钨棒的限制,故焊接速度较 小,生产率较低。 6)TIG 焊采用的氩气纯度较高,通常要求达到 99.8%以上,且氩弧焊机又较复 杂,因此 TIG 焊成本较高。 7)氩弧受周围气流影响较大,不适宜在室外和有风处进行操作。 2.TIG 焊接方法的适应范围 TIG 焊可用于几乎所有金属和合金的焊接,但由于其成本较高,通常多用 于铝、镁、钛、铜等有色金属以及不锈钢的焊接。 3. TIG 焊的不同焊接方法选择 通常根据工件材料种类、厚度、产品要求以及生产率等条件选择不同的 TIG 焊方法。 如直流 TIG 焊适合不锈钢、耐热钢、铜合金、钛合金等材料。 交流 TIG 焊用于铝及铝合金、镁合金、铝青铜等。 脉冲 TIG 焊用来焊接薄板(0.3mm 左右) 、全位置管道焊接、高速焊以及对热 敏感性强的一些材料。 直流氦弧焊可以焊接几乎所有金属,尤其适用于大厚度(>10mm)铝板。 (二)二氧化碳气体保护焊 一.焊接特点 1.保护效果好
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由于 CO2 气体密度较大,并且受电弧加热后体积膨胀也较大,所以在隔离空 气保护焊接熔池和电弧方面效果良好。 2.生产效率高 与焊条手弧焊相比,CO2 电弧的穿透力强熔深大,而且焊丝的熔化率高,熔 敷速度快,生产率高。 3.成本低 CO2 气体来源广、 价格低, 因而焊接成本只有埋弧焊和焊条手弧焊的 40~50% 左右。 4.节省能源 CO2 电弧焊与焊条手弧焊相比,对于 3mm 厚的低碳钢板对接焊缝,每米焊缝 消耗的电能,前者为后者的 70 %左右;对于 25mm 厚的低碳钢板对接焊缝, 每米焊缝消耗的电能,前者仅为后者的 40 %。所以是较好的节能焊接方法。 5.适应范围 适用范围广,可全位置进行焊接。薄板可焊到 1mm 左右,最厚几乎不受限制(采 用多层焊) 。而且焊接薄板时,较之气焊速度快、变形小。 6.焊接质量较好,抗锈能力较强,焊缝含氢量低,抗裂性好。 7.便于机械化与自动化焊后不需要清渣。又因是明弧,便于监视和控制,有利于 实现焊接过程的机械化和自动化。 8.问题 金属飞溅是 CO2 焊较为突出的问题,目前不论从焊接电源、材料及工艺上采 用何种措施,也只能使其飞溅减少,并不能完全消除。焊缝成形有待改善,特别 应注意减小应力集中的可能性。CO2 电弧气氛具有较强的氧化性,必须采用含有 脱氧剂的焊丝等。 (三) .手工电弧焊 手工电弧焊有以下特点: (1)操作方便,使用灵活,适应性强。适用于各种钢种,各种角度,各种位 置和各种结构的焊接。特别是对不规则的焊缝,短焊颖,仰焊缝,高空和位置狭 窄的焊缝,均能灵活运用,操作自如。
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(2)焊接质量好。因电弧温度高,焊接速度较快,热影响区小,焊接接头的 机械性能较为理想。另外,由于焊条和电焊机的不断改进,在常用的低碳钢和低 合金钢的焊接结构中, 焊缝的机械性能能够有效地控制, 达到与母材等强的要求。 对于焊缝缺陷,在一定范围内可以通过提高焊工水平、改进工艺措施得到克服。 (3)手工电弧焊易于分散应力和控制变形。所有焊接结构中,因受热应力的 作用,都存在着焊接残余应力和变形,外形复杂的焊缝、长焊缝和大工件上的焊 缝,共残余应力和变形问题更为突出。采用手工电弧焊,可以通过工艺调整,如 跳焊、逆向分段焊、对称焊等方法,来减少变形和改善应力分布。 (4)设备简单,使用维护方便。无论交流电焊机还是直流电焊机,焊工都容 易掌握,使用可靠,维护方便。不象埋弧焊、电渣焊设备那样复杂。 (5)由于手工操作,生产效率低,焊工的劳动强度也比较大。 (6)焊接质量不稳定。手工电弧焊的焊接质量,与焊工的技能有关,培训焊 工技能的难度较大,也由于手工操作的随意性比较大,使焊接质量不稳定,这是 手工电弧焊的最大缺点。 适用范围: 造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造 维修业中都广泛使用。 综上所述, 从母材及现有设备出发本次设计采用二氧化碳气体保护焊结合手工 电弧焊焊接产品。 4.2.2 焊接参数的选择 一.CO2 气体保护焊的主要焊接参数 (1)焊接电流:根据焊接条件(板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数) 选定相应的焊接电流。CO2 焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此 CO2 焊机 的焊接电流必须与焊接电压相匹配, 既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的 熔化能力一致,以保证电弧长度的稳定。焊丝直径与焊接电流的关系见表 1

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表 4.1 焊丝直径/mm 0.6 0.8 0.9 1.0 1.2 1.6

焊丝直径与焊接电流关系 焊接电流范围/mm 40-100 50-150 70-200 90-250 120-350 300 以上 适应板厚/mm 0.6-1.6 0.8-2.3 1.0-3.2 1.2-6 2.0-10 6.0 以上

焊接电流对熔敷速度及熔深都是有影响的。随着焊接电流的增加,熔敷速度 和熔深都会增加, 但应注意, 焊接电流过大时, 容易引起烧穿和产生裂纹等缺陷, 且焊件的焊接变形也大,焊接过程中飞溅很大,而焊接电流过小时,容易产生为 焊透、未熔合和夹渣以及焊缝成型不良等缺陷。通常在保证焊透、成型良好的情 况下,尽可能地采用大电流,以提高生产效率。 (2)焊接电压: 焊接电压是指在电焊机电压表上显示的电压。 焊接电压的设定 根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流,然后根据下列公式计算焊接电压: ≤300A 时: 焊接电压 = ( 0.04 倍焊接电流 + 16 ± 1.5) 伏 >300A 时: 焊接电压 = ( 0.04 倍焊接电流 + 20 ± 2) 伏 焊接电压对焊接效果的影响 电压偏高时,弧长变长,飞溅颗粒变大,易产生气孔,焊道变宽,熔深和余高小. 电压偏低时,焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄,熔深和余高大。 (3)焊接速度: 焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量,如果焊 接速度过高,除产生咬边,未熔合等缺陷外,由于保护效果的变坏,还可能会出 现气孔,若焊接速度过低,除了降低生产率外,焊接变形还将增大。 一般半自动焊时,焊接速度在 30-60cm/min. 全自动焊时,焊接速度可达到 250cm/min. (4)焊丝 焊丝直径的选取:焊丝直径越大,允许使用的焊接电流越大,焊丝的直径
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可参考下表 2: 表 4.2 焊 丝 直 径 与 焊 件 厚 度 关 系 焊 丝 直 径 /mm 0.8 1.0 焊 件 厚 度 /mm 1-3 1.5-6 2-12 1.2 中厚 6-25 1.6 2.0 使用焊丝时应该注意: 外观检查:焊丝平排密绕,直径均匀,表面光亮,焊丝盘无破损。 性能检查:化学成分不合格,严重影响焊接质量,必须采用优质焊丝。 焊接电流:必须在焊丝许用电流范围之内。电流过大将引起溶池翻腾和焊缝成 形恶化。电流过小能量集中性变差,引弧困难,飞溅变大,溶深浅,焊缝成形不 好。 丝径选用:在焊丝直径允许电流范围内,尽可能选用细焊丝, 以提高焊丝溶化速度、提高引弧成功率,减少飞溅,增加溶深,改善焊缝成形, 提高焊接质量。 (5)CO2 气体:隔离空气并作为电弧的介质,纯度要求大于 99.5%,含水量小 于 0.05%, (6) CO2 气体流量的控制: 小于 350A 焊机:气体流量为 15--20 升/分 大于 350A 焊机:气体流量为 20--25 升/分 每公斤液态 CO2 可释放 509 升气体,一瓶液态二氧化碳(25-30kg)可释放
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施焊位置 各种位置 各种位置 各种位置 平焊、角焊 各种位置 平焊、角焊 平焊、角焊

熔滴过渡形式 短路过渡 短路过渡 短路过渡 细颗粒过渡 短路过渡 细颗粒过渡 细颗粒过渡

中厚 中厚

15000 升左右气体,约可使用 10--16 小时. CO2 气瓶气体提纯方法:静置 30 分钟后倒置放水,正置放杂气,重复两 次。 根据材料选择的焊接参数如下: 焊接电流 90A 焊接电压 19.6 ± 1.5 伏 焊接速度 30-60cm/min. 焊丝直径 1.0mm

二.手工电弧焊主要焊接参数的选择 (一)焊接工艺参数 1.焊条直径 可根据焊件厚度进行选择。一般厚度越大,选用的焊条直径越粗,焊条直径与 焊件的关下表 3: 表 4.3 焊件厚度(mm) 2 3 4-5 6-12 >13 焊条直径(mm) 2.0 3.2 3.2-4 4-5 4-6

2.焊接电流的选择 选择焊接电流时,要考虑的因素很多,如:焊条直径、药皮类型、工件厚度、 接头类型、焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来 决定。 焊条直径 焊条直径越粗,焊接电流越大。下表供参考

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表 4.4 焊条直径(mm) 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 (2)电弧电压 电弧电压主要决定于弧长。电弧长,则电弧电压高;反之,则低。 在焊接过程中,一般希望弧长始终保持一致,而且尽可能用短弧焊接。所谓 短弧是指弧长焊条直径的 0.5~1.0 倍,超过这个限度即为长弧。 (3)焊接速度 在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下,由操作者灵活掌握。速度过慢,热 影响区加宽,晶粒粗大,变形也大;速度过快,易造成未焊透,未熔合,焊缝成 型不良好等缺陷。 根据材料选择焊接参数如下: 焊条直径 2.5mm 焊接电流 50-80A 焊接速度 15-20cm/min 三.焊接 1.前腿及坐板的焊接如图: 焊接电流(A) 25-45 40-65 50-80 100-130 160-210 260-270 260-300

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注意: 1)侧面角度适当调节保证坐板高度 40 厘米,呈梯形状 2)横档高 18 厘米 3)每两根矩形钢间距 3.5 厘米 4)打孔及尺寸见第四章和装备图 2.后腿及坐板的焊接如图所示

注意: 1)侧面角度适当调节保证坐板高度 40 厘米,呈梯形状
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2)侧面横档高 18 厘米 3)每两根矩形钢间距 3.5 厘米 4)正面横档间距 12.5 厘米(两根) 5)打孔及尺寸见第四章和装备图 3.靠背的焊接如图所示:

注意: 1)角度 105 度 2)每两根矩形钢间距 3 厘米 3)打孔及尺寸见第四章和装备图 4.连杆的制作如图

31

5.装 配 图

撑开前

撑开后
32

第五章
5.1 颜色的选择

喷漆

本次制作怀着节约环保的理念选择绿色为主色调,其选则绿色原因如下: 绿色代表很多含义,首先绿色是植物的颜色,它可以代表生命以及生命的状 态, 嫩绿色代表新的生命和弱小的生命状态;发枯黄的绿色代表一种枯萎的生命 状态或陈旧的状态; 青翠的绿色代表勃勃生机的状态;深绿色代表成熟而具有沧 桑感的生命状态。 绿色可以表示为心情平静、心旷神怡、安详娴静、心情很安定、舒适,有助 于健康的恢复。 绿色代表健康, 使人们对健康的人生与生命的活力充满无限的希 望; 绿色是和平! 绿色是环保! 它是无需任何包装的生命! 它是一切万物的根源! 是人类赖以生存的颜色!绿色是希望! 眼睛看绿色的东西最舒服,同样绿色的心情对健康最有益。

5.2 喷漆过程
将制作表面清理干净后再进行喷漆,喷漆可分为几步进行,底漆、 二漆。

5.3 晾干
在柔和光照及无风的坏境下晾干。

33

存在问题

1.下料过程中尺寸不精确造成尺寸误差。 2.焊接水品不高,造成焊缝外观上有缺陷。 3.制作步骤没按顺序造成返工。 4.喷漆不够均匀。

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结论
折叠椅是折叠与实用的统一体,制作出合理的零部件来构成折叠椅,以适应 各种天气气候。人们可以在野营、沙滩休闲、运动赛事等随处都可以见到不同的 折叠椅,它是一种人们生活休闲的好帮手。 折叠椅经历了几千年的历史,逐步褪去了原来的外形,正以一个新的形式出 现在我们面前, 为我们平时的生活增添一份简单方便。而且现代的折叠椅形式简 洁,美观大方,增添了许多功能性。

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经过一个多月构思和查阅资料为毕业设计提供的文献综述终于写完了, 接下 来完成毕业设计后,我的求学生涯也将要结束了。但由于经验的匮乏,知识的不 足,有许多考虑不周全的地方,如果没有指导老师的督促和指导,没有一起做毕 业设计的同学对我的帮助和支持,想要完成这个设计,过程必定是非常困难的。 在 这里首先要感谢我的毕业设计指导老师张琴老师,感谢她在这次毕业设计中给予 我的帮助和关怀, 同时也感谢我系吴书记和张主任给我们的指导和建议。张老师 平日里教学任务繁重,但是在我的毕业设计阶段,从毕业设计题目的分配、设计 任务的下达、 查阅资料到设计草案的确定和修改的每个过程中都给予了我悉心的 指导, 并很认真的帮助我解决设计过程中碰到的难题,对一些机构零件的设计上 也给了我很多好的建议,这使我的视野更加的开阔,也使自己的设计更加合理, 这些都让我受益匪浅。 在此我还要感谢两年当中对我进行教育的各位老师,正是 通过这四年的认真学习, 为我的这次顺利完成毕业设计打下了坚实的基础。没有 他们的培养教育,我也不可能顺利的完成这次毕业设计的文献综述。在此,对张 老师以及两年当中对我进行教育的各位老师表示我最真诚的尊敬和最真挚的感 谢。 由于我们的专业知识水平、 时间和精力有限,文中肯定有许多不尽人意和不 完善之处,我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。 最后再次衷感谢参与审核的各位老师对我的指导和教诲, 我也在努力地积蓄 着力量,尽自己的微薄之力回报母校的培育之情,为校争光,争取使自己的人生 对社会产生一些积极地价值!

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参考文献
[1] 张伟社.机械原理教程【M】.陕西:西北工业大学出版社,2006 [2] 张煜.装饰【J】.北京:清华大学出版社,2009 年

[3] 申永胜.机械原理教程.北京:清华大学出版社,2005 [4] 张策.机械原理与机械设计.北京:机械工业出版社,2004 [5] 华大年,华继宏,吕静平.连杆结构设计.上海:上海科技出版社,1995 [6] 曾宗福.机械基础.北京:化学工业出版社,2002 [7] 吴克坚,于晓红,钱瑞明.机械设计.北京:高等教育出版社,2003 [8] 许德珠,朱起凡,吕烨.机械工程材料.北京:高等教育出版社,2001 [9] 单辉祖.材料力学教程.北京:国防工业出版社,1982 [10] 张鄂.现代设计理论与方法.北京:科学出版社,2007 [11] 戚昌滋.机械现代化设计方法学.北京:中国建筑工业出版社,1987 [12] 王令其,张思第.数控加工技术.北京:机械工业出版社,2007 [13] 徐正坦: 《关于价值工程的机械评价与配套方案研究》.2006 [14] 朱红雨.机械基础.北京:中国传媒大学出版社,2008 [15] 樊孟维,高金贵《折叠椅设计的计算机仿真分析》 2003 [16] 《焊接工艺》

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