隨著逆向工程技術(shù)和激光熔覆再制造修復(fù)技術(shù)的快速發(fā)展,激光熔覆作為綠色再制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一,被已被廣泛應(yīng)用在在航空,石化等領(lǐng)域。失效零件的破損區(qū)域提取是激光熔覆機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能路徑規(guī)劃的基礎(chǔ),其研究具有重要意義。由于不同工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域零件的失效形式是不一樣,對其進(jìn)行熔覆修復(fù),需要根據(jù)具體零件情況進(jìn)行可修復(fù)性評價制定可修復(fù)的依據(jù),零件破損區(qū)域的前處理工作及待修復(fù)部分三維掃描提取及其幾何重構(gòu)還不是很成熟,修復(fù)區(qū)域的軌跡規(guī)劃都是需要進(jìn)一步研究的問題,其次在熔覆的過程設(shè)備的自動化控型控性工藝,根據(jù)零件實(shí)際情況熔覆材料的選擇及熔覆工藝參數(shù)的選取,到最后后處理及熔覆結(jié)果的可行性評價方式方法,都是需要后面進(jìn)一步的解決和優(yōu)化。本文圍繞著失效零件破損區(qū)域提取方式方法及激光熔覆再制造破損零件可修復(fù)性進(jìn)行研究,主要研究工作如下:1)在對破損零件損傷類別進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上,提出了基于曲率閾值和法矢夾角閾值的表面淺層類損傷邊界特征提取以及基于3D比較和布爾運(yùn)算局部深層類損傷區(qū)域提取,并對深層破損區(qū)域提取兩種方法進(jìn)行了對比。2)對激光熔覆再制造可修性研究方法方法進(jìn)行了總結(jié)和應(yīng)用,在工藝試驗(yàn)和實(shí)際再制造修復(fù)零件的過程中,結(jié)合傳統(tǒng)熔覆質(zhì)量檢測和無損檢測相結(jié)合的方式,來進(jìn)行可修復(fù)性研究。3)復(fù)雜失效曲面模具修復(fù)研究。對復(fù)雜曲面淺層損傷模具進(jìn)行損傷邊界提取的同時,對其軌跡規(guī)劃進(jìn)行了研究。對采用點(diǎn)云切片技術(shù)和切三角面片生成熔覆加工路徑進(jìn)行對比選優(yōu),利用等弓高來稀疏加工點(diǎn)進(jìn)而來計算熔覆加工插補(bǔ)點(diǎn),利用NURBS曲面擬合分析曲面微分幾何特性,求取加工點(diǎn)的法矢,進(jìn)而獲取激光槍頭運(yùn)行軌跡。4)對單層及多層熔覆工藝試驗(yàn)進(jìn)行了研究。為了完成對破損零件的修復(fù),對多層熔覆進(jìn)行了掃描方式及多層梯度材料制備等工藝研究,得到較好成形效果,在此基礎(chǔ)上同時對橡膠擠壓軸和破損齒輪的進(jìn)行修復(fù)試驗(yàn)分析研究,為實(shí)際有價值零件的修復(fù)提供了一定的參考價值。
【學(xué)位單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH161.12;TG665
【部分圖文】：

1.1 研究背景及意義1.1.1 再制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀二十一世紀(jì)是一個以知識為基礎(chǔ)環(huán)保意識的日益增加的時代，許多國家正在推行與這些趨勢相一致新政策和新的生產(chǎn)概念。最近，對環(huán)保和節(jié)能生產(chǎn)的興趣在回收，再利用和再制造技術(shù)上一直在增加。其中一種環(huán)保型生產(chǎn)方法，即再制造，被定義為將生命周期終止的產(chǎn)品和零件作為新產(chǎn)品進(jìn)行再商業(yè)化的一系列過程[1-2]。各種再制造市場已經(jīng)存在于世界各地，根據(jù)技術(shù)水平和國家政策，再制造市場的規(guī)模和類型因國家不同而有所不同，有環(huán)球市場分析的再制造汽車零部件市場規(guī)模到 2020 的時候?qū)⑦_(dá)到約 1398 億美元[3-4]。再制造必須面向較高的附加值的復(fù)雜零件，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大耗時長且對設(shè)備具有高要求等因素導(dǎo)致零件的成本比較高，因此其具有較高的再制造價值，比如像復(fù)雜曲面的特征的模具零件，齒輪及軸類零件等（圖 1-1）。

性能 各種性能涂層達(dá)到或接近基材水平低于基材水平達(dá)到或超過基材水平大面積修復(fù) 容易 困難 困難 容易立體修復(fù) 困難 容易 困難 容易自動化程度 自動化程度較高 自動化程度不高 自動化程度不高 精密可控成形熱影響區(qū) 小 大 小 小稀釋率 低 高 低 低變形 小 大 小 很小修復(fù)效率 高 低 低 高激光熔覆技術(shù)是激光再制造的基礎(chǔ)，是一種先進(jìn)的表面改性技術(shù)，其以同步送粉或預(yù)置送粉為方式，將材料粉末送至到基體的表面，然后通過與高能激光束相互作用，在基體形成冶金結(jié)合，形成高性能熔覆層的綠色加工技術(shù)，原理圖如圖 1-2 所示。激光熔覆技術(shù)具有對基體影響變形小，基體和熔覆層結(jié)合效果好，組織致密微觀缺陷少，實(shí)用的范圍廣，熔覆材料可選擇多，耗材少等特點(diǎn)[5-10]。

等基本都達(dá)到了先前的性能甚至超過。同時在礦山石油領(lǐng)域，其各種失效復(fù)雜軸類及鉆頭等零件可通過激光熔覆技術(shù)來加以修復(fù)，使它們在超負(fù)荷和高腐蝕的環(huán)境能夠高速且長時間的穩(wěn)定[18-22]。激光熔覆再制造修復(fù)流程如圖 1-1 所示。首先，對損壞的零件分析其可修復(fù)性價值失效損傷情況，然后分析其使用的環(huán)境條件，同時再進(jìn)一步分析其本身材質(zhì)的主要元素組成，然后選取最優(yōu)熔覆修復(fù)工藝參數(shù)及覆層材料粉末，以保證熔覆加工過程的可行性，對修復(fù)部分進(jìn)行拆解和及加工處理，發(fā)現(xiàn)可熔覆失效損傷的位置，然后提取損傷區(qū)域，對機(jī)器人的熔覆軌跡規(guī)劃進(jìn)而進(jìn)行熔覆再制造試驗(yàn)，對修復(fù)好區(qū)域進(jìn)行質(zhì)量檢測，最后在進(jìn)行精機(jī)加工和成品的檢測。
【參考文獻(xiàn)】

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1 王鑫龍;孫文磊;張建杰;黃勇;黃海博;;基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的逆向工程技術(shù)研究綜述[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2018年02期

2 黃勇;孫文磊;周超軍;黃海博;;基于激光熔覆的再制造零件可視化損傷修復(fù)區(qū)域規(guī)劃[J];焊接學(xué)報;2017年11期

3 黃勇;孫文磊;陳影;黃海博;劉金朵;;曲面塑料模具激光熔覆再制造快速加工路徑生成方法[J];中國表面工程;2017年05期

4 王鑫龍;孫文磊;張建杰;黃勇;;基于逆向工程的激光熔覆再制造路徑規(guī)劃[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2017年05期

5 閆曉玲;董世運(yùn);薛楠;王望龍;;激光熔覆再制造零件中超聲傳播及缺陷檢測數(shù)值模擬[J];科學(xué)通報;2016年18期

6 高慧;陳斌;;耐火材料模具激光熔覆技術(shù)研究[J];應(yīng)用激光;2016年03期

7 陳影;孫文磊;黃勇;周超軍;;曲面零件的激光熔覆路徑規(guī)劃[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2016年06期

8 閆曉玲;董世運(yùn);徐濱士;;基于最優(yōu)小波包Shannon熵的再制造電機(jī)轉(zhuǎn)子缺陷診斷技術(shù)[J];機(jī)械工程學(xué)報;2016年04期

9 王浩;王立文;王濤;;航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化再制造方法研究[J];機(jī)床與液壓;2015年13期

10 劉均波;;等離子重疊熔敷對Fe-Cr-C-Ti涂層性能的影響[J];焊接學(xué)報;2015年06期

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1 閆曉玲;激光熔覆再制造零件超聲檢測數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

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1 林宇鵬;三維網(wǎng)格模型的布爾運(yùn)算算法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 周靜;粉末合金盤類零件缺陷無損檢測方法應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2016年

3 康聚生;齒輪激光熔覆再制造研究[D];燕山大學(xué);2016年

4 考錫俊;基于錐齒輪熱鍛模具的激光修復(fù)技術(shù)研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

5 陳曦;采煤機(jī)大齒輪的激光熔覆再制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 楊振艷;面向再制造的零件缺損修復(fù)區(qū)域幾何造型[D];大連理工大學(xué);2015年

7 喬虹;激光熔覆鐵基耐磨涂層的組織與性能研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2014年

8 封慧;發(fā)動機(jī)曲軸激光熔覆再制造工藝研究[D];山東大學(xué);2014年

9 王立文;汽車發(fā)動機(jī)曲軸激光熔覆再制造工藝研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

10 田美玲;光內(nèi)送粉多道搭接多層堆積實(shí)體成形及溫度場模擬研究[D];蘇州大學(xué);2014年

本文編號：2854316