本文關鍵詞：立角焊自動焊接機床結(jié)構設計

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【摘要】：在船舶制造、工程機械、煤礦機械、立體車庫、橋梁制造等行業(yè)立角焊都是一個非常重要的環(huán)節(jié),其焊接質(zhì)量和自動化程度的高低直接影響著工件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。立角焊一直以來都是焊接的一個難點,其焊接質(zhì)量比立焊和角焊都難控制,是制約焊接自動化生產(chǎn)線發(fā)展的一個重要影響因素。在現(xiàn)有技術中,立角焊機床具有自動化程度低、焊機機頭大、焊機調(diào)整困難、生產(chǎn)率低和柔性化程度低等缺陷。因此,進行立角焊的焊接工藝分析和立角焊自動焊接機床的研究設計具有十分重要的意義。課題主要研究內(nèi)容如下:(1)采用有限元非線性瞬態(tài)熱分析的方法,對比分析了不同焊槍傾角條件下T型焊件立角焊溫度場的變化,分析時考慮了材料熱物理性能的非線性,并采用過渡網(wǎng)格以提高計算精度,對熱源模型進行了修正以考慮焊槍傾角對焊接溫度場的影響,利用生死單元技術對焊接過程進行模擬。(2)利用MAG焊接技術分別對5mm和10mm厚的T型焊件的立角焊縫進行實驗分析,并討論了立角焊不同焊接工藝條件(不同焊接方向,不同擺動方式,尤其是不同焊槍傾角)對焊縫成形的影響。(3)針對立角焊焊接機床存在的問題和實驗分析提出的立角焊焊接工藝需求,提出了兩種自動焊接機床的方案,從機床的自由度、性能、產(chǎn)能、柔性化程度和成本等方面綜合對比分析了這兩種方案,最終確定了可旋轉(zhuǎn)四機頭自動焊接機床的方案,并制定了機床的主要技術規(guī)格參數(shù)。(4)介紹了立角焊自動焊接機床的主要組成部分及其工作原理,對主要機械結(jié)構進行了詳細的設計選型,并建立了機床的三維模型。采用伺服氣缸作為動力源,實現(xiàn)了焊槍與水平面夾角的自動柔性化調(diào)整;在分析求解焊槍位姿姿態(tài)數(shù)學模型的基礎上,利用伺服氣缸實現(xiàn)了焊絲與焊縫距離的自動補償;使用柔性對中裝置實現(xiàn)了焊絲與焊縫的自動對齊。利用動畫仿真技術建立了機床的仿真演示模型,對機床的設計方案和動作流程進行更直觀的展示。
【關鍵詞】：立角焊焊接機床 焊接工藝 位姿分析 數(shù)值模擬 仿真演示
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG409
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題的研究背景和意義13-14
• 1.2 焊接過程數(shù)值模擬技術的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 立角焊焊接技術的研究現(xiàn)狀16
• 1.4 立角焊焊接機床的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 本文的主要工作內(nèi)容18-19
• 第2章 立角焊焊接工藝分析19-25
• 2.1 立角焊焊接工藝需求19-21
• 2.2 立角焊焊接工藝參數(shù)的影響分析21-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 立角焊焊縫的數(shù)值模擬與實驗分析25-41
• 3.1 有限元熱分析法25-27
• 3.2 溫度場的仿真與分析27-35
• 3.2.1 模型的建立和網(wǎng)格的劃分27
• 3.2.2 材料屬性的設置27-29
• 3.2.3 焊接熱源模型載荷的施加29-32
• 3.2.4 焊接溫度場的求解32-35
• 3.3 立角焊焊接工藝實驗分析35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 立角焊自動焊接機床總體方案設計41-50
• 4.1 機床總體方案的設計41-49
• 4.1.1 可旋轉(zhuǎn)四機頭自動焊機41-44
• 4.1.2 可旋轉(zhuǎn)單機頭自動焊機44-46
• 4.1.3 方案對比分析46-47
• 4.1.4 可旋轉(zhuǎn)四機頭自動焊機參數(shù)的確定47-49
• 4.2 本章小結(jié)49-50
• 第5章 立角焊自動焊接機床的結(jié)構設計與分析50-73
• 5.1 焊機機頭的結(jié)構設計與分析50-61
• 5.1.1 焊機機頭的結(jié)構設計及選型50-56
• 5.1.2 焊機機頭的特點56-57
• 5.1.3 焊機機頭氣動控制系統(tǒng)的設計57-58
• 5.1.4 焊槍位姿分析與補償58-61
• 5.2 移動式龍門架的結(jié)構設計61-64
• 5.3 焊機機頭其它自由度運動的實現(xiàn)64-68
• 5.3.1 線性滑軌的選取64-66
• 5.3.2 Z軸移動單元的結(jié)構選定66-67
• 5.3.3 Z軸旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構設計67-68
• 5.4 立角焊自動焊接機床的仿真演示68-72
• 5.4.1 3DVIA Composer動畫仿真簡介68-70
• 5.4.2 仿真演示模型的建立70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻75-78
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文78-79
• 致謝79

【參考文獻】

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：796697