【摘要】：金屬表面等離子弧淬火作為常用的熱處理手段,其淬火設(shè)備常常與車床結(jié)合,或者直接采用手持焊槍的工作方式對(duì)工件進(jìn)行淬火,前者不能對(duì)大型工件淬火,后者又不能做到對(duì)復(fù)雜表面工件的精確加工。四關(guān)節(jié)等離子弧表面強(qiáng)化機(jī)器人能處理復(fù)雜表面的大型零件,基于MATLAB Simulink庫(kù)中的SimMechanics工具箱,創(chuàng)建等離子弧表面強(qiáng)化機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,生成其末端關(guān)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)、速度和加速度數(shù)據(jù),繪制出其工作空間和速度加速度圖像。最后應(yīng)用該機(jī)器人對(duì)典型鋼板零件淬火。在實(shí)際等離子弧表面淬火時(shí),焊槍掃描非�？�,同時(shí)工件溫度的升速和冷速非常迅速,因此想要通過(guò)諸如熱像儀等設(shè)備來(lái)直接測(cè)量工件的實(shí)時(shí)溫度變化顯得較為困難。以表面淬火熱處理傳熱理論為基礎(chǔ),ANSYS Workbench軟件為平臺(tái)對(duì)淬火過(guò)程進(jìn)行模擬,并輔以些許試驗(yàn)驗(yàn)證模擬過(guò)程的準(zhǔn)確性與可靠性,最后模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,驗(yàn)證仿真過(guò)程的精確性。重點(diǎn)研究了不同強(qiáng)化工藝參數(shù)對(duì)淬硬層深和寬的影響。以淬硬層的形成機(jī)理、預(yù)測(cè)方法以及淬火溫度場(chǎng)的模擬結(jié)果為基礎(chǔ),改變淬火工藝參數(shù),預(yù)測(cè)出淬硬層尺寸,將仿真結(jié)果值繪制成不同淬火工藝參數(shù)對(duì)淬硬層的影響圖形,并將其擬合成關(guān)系式,為實(shí)踐中優(yōu)化工藝參數(shù)提供了數(shù)學(xué)參考。最后模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比有很高的精度,且淬硬層深度和寬度隨著電弧功率的增大而增大,隨著等離子弧熱源移動(dòng)速度的增大而減小,選擇過(guò)大的電弧功率和掃描速度可提高加工效率,但過(guò)快的掃描速度使淬火不完全、不均勻,選擇過(guò)小的電弧功率和掃描速度使工件表面熔化。重點(diǎn)分析了有限元模擬的精確性,材料的熱物性參數(shù)、相變潛熱的選取與否對(duì)淬火模擬效果有很大的影響,熱物性參數(shù)為常數(shù)時(shí),模擬結(jié)果誤差偏大,考慮相變潛熱時(shí),淬硬層深變小,而同時(shí)考慮二者的作用時(shí),模擬結(jié)果與實(shí)際基本一致。
【圖文】：

第 1 章 緒論研究背景材料表面熱處理作為新世紀(jì)的典型代表，為其他高新技術(shù)提供有力的技術(shù)材料表面熱處理的一份子，金屬表面熱處理可以提高金屬表面的性能，延期限。除此之外，應(yīng)用金屬表面熱處理技術(shù)對(duì)一些性能較弱的價(jià)格便宜產(chǎn)滿足基本性能的要求，這樣就能替代昂貴的合金，降低成本，節(jié)約資源。等淬火技術(shù)作為新型淬火強(qiáng)化處理手段，發(fā)揮的作用非常明顯，它不僅可以表面的硬度與耐磨性，還可以保持內(nèi)部良好的韌性和表面粗糙度，從而顯件的綜合機(jī)械性能。上個(gè)世紀(jì)30年代開(kāi)始，科研人員就著手等離子弧的研究并逐漸應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)設(shè)備成本低，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，很快體現(xiàn)出了巨大的發(fā)展前景。到了 70 年弧焊接（如圖 1.1）、噴鍍（如圖 1.2）及切割（如圖 1.3）等技術(shù)迅速發(fā)展

的綜合機(jī)械性能。個(gè)世紀(jì)30年代開(kāi)始，，科研人員就著手等離子弧的研究并逐漸應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)備成本低，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，很快體現(xiàn)出了巨大的發(fā)展前景。到了 70 年焊接（如圖 1.1）、噴鍍（如圖 1.2）及切割（如圖 1.3）等技術(shù)迅速發(fā)展a 等離子弧焊接 b 等離子弧手工焊接圖 1.1 等離子弧焊接應(yīng)用Fig. 1.1 Application of plasma arc welding
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG156.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703914