【摘要】：坡口管體在焊接領(lǐng)域有及其廣泛的應(yīng)用,管體坡口的加工方式也日益多樣化。為了解決目前坡口加工中存在的一些問題,實現(xiàn)坡口自動化焊接的目的,本文提出采用坡口加工專用數(shù)控機(jī)床以銑削方式完成坡口加工,并對管體坡口加工原理及工藝進(jìn)行研究。首先,對相貫管體的相貫線數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究;在正交相貫線數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,建立有、無鈍邊的等角度坡口數(shù)學(xué)模型;以坡口截面焊料填充面積相等思想為指導(dǎo),對坡口焊接時焊料填充面積與坡口角度變化關(guān)系進(jìn)行研究,建立有、無鈍邊的變角度(等截面)坡口數(shù)學(xué)模型,將坡口廓形以空間坐標(biāo)點形式表示,為坡口加工提供數(shù)據(jù)支持。其次,通過對機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析,完成管體坡口加工專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局。對機(jī)床主要部分及運(yùn)動功能進(jìn)行分析,對機(jī)床加工管體相貫曲面及坡口曲面的原理進(jìn)行研究,明確了機(jī)床加工時各軸聯(lián)動關(guān)系,建立機(jī)床加工數(shù)學(xué)模型。利用三維軟件對工件及機(jī)床進(jìn)行數(shù)字化及參數(shù)化實體建模;通過坡口加工運(yùn)動仿真,驗證了本文加工數(shù)學(xué)模型的正確性。再次,提出基于坡口加工專用機(jī)床的坡口加工工藝方法,通過對宏程序編制流程的研究,完成程序的編制并進(jìn)行實際加工。對程序中編程點間的步長及進(jìn)給速度對坡口表面加工質(zhì)量的影響進(jìn)行分析,完成宏程序的優(yōu)化,通過實際加工表明程序優(yōu)化效果良好。最后,提出了一種由光電尋邊器與數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)合實現(xiàn)的檢測坡口加工廓形的在機(jī)測量方法,利用最小二乘法對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及圖像擬合,通過坡口測量廓形與理論廓形的對比進(jìn)行加工誤差分析。在三維軟件中模擬刀具切削狀態(tài),研究刀具對坡口加工誤差的影響并提出消減誤差的方法。利用有限元法對優(yōu)化后的刀具進(jìn)行模態(tài)分析,分析結(jié)果符合動態(tài)剛性要求;對切削深度與刀具形變關(guān)系進(jìn)行研究,確定出最優(yōu)切削深度用以指導(dǎo)實際加工。本研究旨在通過對坡口加工專用數(shù)控機(jī)床及坡口加工原理及工藝研究,解決目前機(jī)加工中存在的不足,促進(jìn)焊接工程領(lǐng)域中加工設(shè)備及焊接自動化的發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG547

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本文編號：2542082