發(fā)布時間：2017-03-29 19:18

  本文關(guān)鍵詞：基于機器人的熔覆快速再制造成形基礎(chǔ)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：再制造具有高效、低成本、少污染的特點，是綠色技術(shù)的重要組成部分，是21世紀實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)。作為再制造工程的一個重要的分支，機械再制造能夠使損壞或報廢的設(shè)備零部件恢復(fù)性能或超過新產(chǎn)品性能。常見的用于再制造的工藝有熱噴涂、粘結(jié)、刷鍍和熔覆等，將這些技術(shù)和快速成形技術(shù)相結(jié)合能夠方便、快捷的完成對缺損零部件的修復(fù)。熔覆成形技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)材料間的冶金結(jié)合，制造出致密度高、力學(xué)性能優(yōu)異的零件，成為礦山、石油、汽輪機等大型設(shè)備再制造的主要技術(shù)。常見的熔覆熱源有電弧、激光和等離子弧，等離子弧熔覆效率較低、激光熔覆的成本較高。本文建立了基于六自由度弧焊機器人的快速再制造成形實驗平臺，并對熔覆成形過程的中相關(guān)基礎(chǔ)問題進行了研究。 建立了基于弧焊機器人的快速成形實驗平臺。通過對松下弧焊機器人DTPS軟件二次開發(fā)，可將路徑數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為機器人可識別的數(shù)控文件，實現(xiàn)成形過程的自動化；設(shè)計了循環(huán)水冷和剛性約束控制模塊，，通過實驗表明這兩種措施對零件的變形能夠進行有效控制；搭建了測溫系統(tǒng)，實時測量成形過程的溫度場，以便對熔覆成形的熱力學(xué)進行研究。 對熔覆成形工藝參數(shù)進行了研究。通過設(shè)計正交試驗建立了成形軌跡與熔覆成形工藝參數(shù)間的數(shù)學(xué)模型。改善了成形過程中濺射大、氣孔等工藝參數(shù)設(shè)置不當出現(xiàn)問題；通過熄弧處停留時間和往復(fù)堆積方法消除了垂直堆積出現(xiàn)的“縮尾”現(xiàn)象；在拐角處使用減速法和小電流法能夠解決“小拐角”堆積時拐角處疊加增大的問題；研究了水平堆積過程中相鄰兩道的搭接模型和垂直堆積中高度的變化規(guī)律；對成形三維零件的幾何尺寸設(shè)計進行了研究。 對熔覆成形過程的溫度場進行了數(shù)值模擬研究。建立了有限元模型，使用ANSYS的“單元生死法”模擬堆積過程的動態(tài)累積，建立的有限元模型得到的結(jié)果與實驗結(jié)果吻合。研究了單道單層、單道多層、多道單層熔覆成形過程的溫度場演變規(guī)律，除第一道僅經(jīng)過焊后加熱處理外，每一道都經(jīng)歷了焊前預(yù)熱和焊后加熱處理，相鄰兩道之間存在重熔現(xiàn)象。通過優(yōu)化熔覆方向、相鄰兩焊道間停留時間等措施可以減小零件的變形。
【關(guān)鍵詞】：再制造 快速成形 數(shù)值模擬 熔覆
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP242;TH16
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 快速再制造成形技術(shù)的發(fā)展及意義8-10
• 1.1.1 再制造技術(shù)8
• 1.1.2 快速成形技術(shù)8-9
• 1.1.3 金屬 RP 技術(shù)與再制造技術(shù)的融合9-10
• 1.2 基于熔覆的快速再制造技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 激光熔覆成形工藝11-12
• 1.2.2 堆焊熔覆成形工藝12-13
• 1.2.3 熔覆修復(fù)過程的自動化研究13-14
• 1.3 主要的研究內(nèi)容和技術(shù)路線14-16
• 第2章 基于機器人的快速再制造成形系統(tǒng)平臺16-33
• 2.1 快速再制造成形實驗平臺16-18
• 2.1.1 六自由度弧焊機器人16-17
• 2.1.2 實驗工作平臺17-18
• 2.2 快速再制造成形軟件18-22
• 2.2.1 成形軌跡數(shù)控代碼生成18-19
• 2.2.2 機器人數(shù)控代碼生成19-22
• 2.3 溫度采集系統(tǒng)建立22-27
• 2.3.1 溫度測量方式的選擇22
• 2.3.2 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計22-23
• 2.3.3 成形溫度的實時采集23-25
• 2.3.4 成形溫度采集實驗25-27
• 2.4 循環(huán)水冷溫度控制方式27-29
• 2.4.1 連續(xù)多道堆積研究27-28
• 2.4.2 單道堆積溫度循環(huán)28-29
• 2.5 剛性約束控制對變形的影響29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 第3章 成形實驗研究33-51
• 3.1 基本成形參數(shù)研究33-38
• 3.1.1 正交試驗設(shè)計33-34
• 3.1.2 實驗結(jié)果分析34-35
• 3.1.3 實驗結(jié)果的回歸分析35-38
• 3.2 路徑掃描基礎(chǔ)實驗38-40
• 3.3 二維成形實驗研究40-47
• 3.3.1 二維水平堆積成形40-41
• 3.3.2 二維垂直堆積成形41-42
• 3.3.3 二維堆積成形研究42-46
• 3.3.4 二維堆積成形樣例46-47
• 3.4 三維成形實驗47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 成形過程數(shù)值模擬研究51-76
• 4.1 成形過程數(shù)值模擬技術(shù)51-58
• 4.1.1 成形過程數(shù)值模擬意義51-52
• 4.1.2 成形過程溫度場的數(shù)學(xué)模型52-54
• 4.1.3 成形熱源模型54-57
• 4.1.4 熔覆成形過程處理及參數(shù)57-58
• 4.2 單道成形數(shù)值模擬研究58-63
• 4.2.1 模型建立58-59
• 4.2.2 模擬溫度數(shù)據(jù)與實驗溫度數(shù)據(jù)對比分析59-60
• 4.2.3 循環(huán)水冷方式下溫度場60-61
• 4.2.4 循環(huán)水冷方式下結(jié)構(gòu)場61-63
• 4.3 單道多層成形數(shù)值模擬研究63-71
• 4.3.1 單道多層熔覆成形模型64
• 4.3.2 模擬溫度數(shù)據(jù)和實驗溫度數(shù)據(jù)對比分析64-66
• 4.3.3 熔覆快速成形的熱循環(huán)66-67
• 4.3.4 溫度梯度67-68
• 4.3.5 不同熔覆方向溫度場對比研究68-71
• 4.4 多道單層成形數(shù)值模擬研究71-74
• 4.4.1 多道單層熔覆成形模型71-72
• 4.4.2 相鄰兩道間不同停留時間的影響72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第5章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 總結(jié)76
• 5.2 展望76-78
• 參考文獻78-80
• 碩士期間發(fā)表論文80-81
• 致謝81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢忠,姜愛良,謝建軍,馮義成;汽車發(fā)動機再制造效益分析及表面工程技術(shù)的應(yīng)用[J];中國表面工程;2004年04期

2 薛蕾;陳靜;張鳳英;張霜銀;黃衛(wèi)東;;飛機用鈦合金零件的激光快速修復(fù)[J];稀有金屬材料與工程;2006年11期

3 熊忠琪;鄧琦林;周春燕;高賓;;磨損零件的激光熔覆修復(fù)實驗研究[J];電加工與模具;2009年01期

4 王裕平;陳光林;;報廢汽車廢舊零部件的回收利用如何破局[J];廣西節(jié)能;2009年01期

5 莫春立,錢百年,國旭明,于少飛;焊接熱源計算模式的研究進展[J];焊接學(xué)報;2001年03期

6 王煜,趙海燕,吳u&,張建強;高能束焊接雙橢球熱源模型參數(shù)的確定[J];焊接學(xué)報;2003年02期

7 郭曉凱;李培麟;陳俊梅;陸?zhàn)?;加速步長法反演多絲埋弧焊雙橢球熱源模型參數(shù)[J];焊接學(xué)報;2009年02期

8 馬坤明;羅宇;王江超;;304L不銹鋼結(jié)構(gòu)焊接變形分析[J];焊接學(xué)報;2010年01期

9 李培麟;陸?zhàn)?;雙橢球熱源參數(shù)的敏感性分析及預(yù)測[J];焊接學(xué)報;2011年11期

10 關(guān)橋;發(fā)動機葉片與部件修復(fù)工程中的焊接技術(shù)(上)[J];航空工藝技術(shù);1993年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁冬平;基于焊接機器人的熔焊成形系統(tǒng)及成形規(guī)律的研究[D];華中科技大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于機器人的熔覆快速再制造成形基礎(chǔ)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：275225