本文關(guān)鍵詞：沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水斗3D堆焊裝置設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：轉(zhuǎn)輪是沖擊式水輪機(jī)的核心部件,轉(zhuǎn)輪制造水平關(guān)系著水輪機(jī)工作效率、壽命和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益�，F(xiàn)階段,整體鍛造配合數(shù)控加工是轉(zhuǎn)輪制造的主流方式,但此種方式材料利用率低,通常毛坯的3/4需要去除,造成了大量的材料浪費(fèi)。尋求轉(zhuǎn)輪制造的新思路,研制相應(yīng)的裝備,減小材料的浪費(fèi)、提高生產(chǎn)效率,提升轉(zhuǎn)輪的制造水平很有必要。本文針對(duì)轉(zhuǎn)輪水斗的制造問(wèn)題,把堆焊技術(shù)與3D打印技術(shù)融合在一起,用于轉(zhuǎn)輪水斗毛坯的制造,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪水斗的近凈成型加工。結(jié)合3D堆焊技術(shù)研制適合于轉(zhuǎn)輪水斗堆焊制造和修復(fù)的專用堆焊裝置,本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,論述了3D堆焊工藝的原理、特點(diǎn)及其用于轉(zhuǎn)輪制造的合理性。結(jié)合轉(zhuǎn)輪待焊位置分析研究了適合轉(zhuǎn)輪材料堆焊的常用堆焊工藝,確定了轉(zhuǎn)輪水斗的堆焊方法。研究了堆焊工藝參數(shù)對(duì)焊絲熔化速度、堆焊成形、飛濺的影響,制定了轉(zhuǎn)輪水斗的堆焊工藝。其次,根據(jù)企業(yè)的技術(shù)要求,對(duì)堆焊裝置進(jìn)行設(shè)計(jì),主要進(jìn)行了堆焊裝置總體方案設(shè)計(jì),焊槍水平移動(dòng)模塊設(shè)計(jì),焊槍上下移動(dòng)模塊設(shè)計(jì),焊槍角度調(diào)整模塊設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)輪變位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行靜剛度、強(qiáng)度分析,通過(guò)堆焊裝置裝配體干涉檢查進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)堆焊裝置的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況,制定堆焊裝置的控制方案,對(duì)控制系統(tǒng)主要硬件進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。再次,確定了堆焊路徑規(guī)劃的整體思路,分析比較了數(shù)控銑削刀具路徑和堆焊路徑的差異,通過(guò)Creo對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行三維建模并進(jìn)行模型處理。采用Creo CAM模塊對(duì)水斗的每一層進(jìn)行加工,采用以焊絲直徑為直徑的銑刀進(jìn)行堆焊過(guò)程模擬,并在Vericut中利用以堆焊熔寬為直徑的刀具進(jìn)行單層材料移除模擬,闡述了采用刀具路徑代替堆焊時(shí)焊絲末端軌跡的合理性。創(chuàng)建后置處理器對(duì)CL文件進(jìn)行編譯轉(zhuǎn)換成數(shù)控系統(tǒng)能識(shí)別的MCD文件。最后,根據(jù)堆焊裝置的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況,通過(guò)Creo的機(jī)構(gòu)分析模塊,創(chuàng)建機(jī)構(gòu)連接定義,添加伺服電機(jī),創(chuàng)建分析定義,創(chuàng)建測(cè)量,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)碰撞干涉檢查,檢驗(yàn)焊槍與相鄰水斗可能出現(xiàn)干涉的位置是否會(huì)產(chǎn)生干涉,通過(guò)調(diào)整焊槍角度使焊槍與相鄰水斗處于臨界干涉狀態(tài),測(cè)得焊槍不干涉的角度范圍,為其他角度的堆焊提供了一個(gè)參考。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)輪 堆焊工藝 堆焊裝置 路徑規(guī)劃 干涉檢查
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK730.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪概述10-11
• 1.2 沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水斗的制造方法11-12
• 1.2.1 分體制造11
• 1.2.2 整體鑄造11
• 1.2.3 整體鍛造數(shù)控加工11-12
• 1.3 3D堆焊技術(shù)概述12-14
• 1.3.1 我國(guó)堆焊技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 3D堆焊的原理13
• 1.3.3 3D堆焊的特點(diǎn)13-14
• 1.4 自動(dòng)堆焊工藝裝備現(xiàn)狀14
• 1.5 課題的提出及研究意義14-15
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水斗堆焊工藝研究16-24
• 2.1 轉(zhuǎn)輪堆焊的要求16-17
• 2.1.1 轉(zhuǎn)輪水斗堆焊要求16
• 2.1.2 待堆焊位置分析及轉(zhuǎn)輪材料16-17
• 2.2 堆焊工藝方法的選擇17-19
• 2.2.1 電弧堆焊工藝方法分類17-18
• 2.2.2 常用電弧焊堆焊工藝的特點(diǎn)18-19
• 2.3 MAG堆焊工藝分析研究19-22
• 2.3.1 堆焊工藝參數(shù)對(duì)焊絲熔化速度的影響19-20
• 2.3.2 堆焊成形的影響因素分析20
• 2.3.3 飛濺的影響因素分析20-21
• 2.3.4 脈沖MAG堆焊的特點(diǎn)21-22
• 2.4 焊接電源的選擇22-23
• 2.5 堆焊工藝的制定23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 3 沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水斗堆焊裝置設(shè)計(jì)24-50
• 3.1 堆焊裝置要滿足的技術(shù)要求和設(shè)計(jì)方案24-26
• 3.1.1 數(shù)控堆焊裝置的主要技術(shù)參數(shù)24
• 3.1.2 數(shù)控堆焊裝置總體方案設(shè)計(jì)24-26
• 3.2 焊槍水平移動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)26-33
• 3.2.1 伺服電機(jī)的選型計(jì)算27-29
• 3.2.2 單軸驅(qū)動(dòng)器及直線導(dǎo)軌的選型29-33
• 3.3 焊槍上下移動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.1 伺服電機(jī)的選型34-35
• 3.3.2 單軸驅(qū)動(dòng)器的選型35
• 3.4 焊槍角度調(diào)整模塊的設(shè)計(jì)35-36
• 3.5 轉(zhuǎn)輪變位機(jī)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)36-42
• 3.5.1 轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-38
• 3.5.2 轉(zhuǎn)軸的有限元靜力分析38-40
• 3.5.3 減速機(jī)的設(shè)計(jì)40-41
• 3.5.4 伺服電機(jī)的選型與校核41-42
• 3.6 虛擬裝配42-45
• 3.6.1 Creo裝配方法43
• 3.6.2 堆焊裝置整體虛擬裝配43-44
• 3.6.3 虛擬裝配干涉檢查44-45
• 3.7 堆焊裝置控制系統(tǒng)方案介紹45-48
• 3.7.1 堆焊裝置控制系統(tǒng)功能分析45-47
• 3.7.2 硬件配置選型47-48
• 3.8 本章小結(jié)48-50
• 4 沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水斗堆焊路徑規(guī)劃50-66
• 4.1 堆焊路徑規(guī)劃概述50-51
• 4.2 沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪三維建模51-55
• 4.2.1 基于Creo的沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪三維建模51
• 4.2.2 轉(zhuǎn)輪水斗三維建模整體思路51-52
• 4.2.3 轉(zhuǎn)輪輪盤的建模52-53
• 4.2.4 水斗的建模53-55
• 4.3 轉(zhuǎn)輪水斗堆焊分析55-58
• 4.3.1 堆焊路徑規(guī)劃的整體思路56
• 4.3.2 數(shù)控銑削與堆焊的差異56-57
• 4.3.3 不同堆焊路徑的比較57-58
• 4.3.4 銑削路徑與堆焊路徑的結(jié)合58
• 4.4 Creo 3.0 CAM銑削軌跡的生成58-62
• 4.4.1 水斗模型的的處理59
• 4.4.2 轉(zhuǎn)輪水斗銑削軌跡的生成59-61
• 4.4.3 Vericut材料移除模擬61-62
• 4.5 銑削路徑文件的后置處理62-65
• 4.5.1 后置處理概述62
• 4.5.2 后置處理器的創(chuàng)建62-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 5 堆焊裝置運(yùn)動(dòng)仿真分析66-78
• 5.1 Creo運(yùn)動(dòng)仿真概述66
• 5.2 堆焊裝置機(jī)構(gòu)連接定義66-70
• 5.3 堆焊裝置運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)力的添加70-74
• 5.3.1 運(yùn)動(dòng)軸伺服電動(dòng)機(jī)的定義70-72
• 5.3.2 幾何伺服電動(dòng)機(jī)的定義72-74
• 5.4 運(yùn)動(dòng)仿真分析74-77
• 5.4.1 創(chuàng)建分析定義74-75
• 5.4.2 結(jié)果分析75-76
• 5.4.3 不干涉堆焊角度范圍76-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 6 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 主要結(jié)論78
• 6.2 展望78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果86

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 章崇任;堆焊新技術(shù)[J];建筑機(jī)械;1994年04期

2 單際國(guó),張迪,任家烈;高能密度聚焦光束粉末堆焊質(zhì)量的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2001年10期

3 孟祥和;王曉東;;大直徑夾送輥表面耐磨層堆焊[J];一重技術(shù);2006年04期

4 張俊;申明飛;;明弧堆焊巴西連鑄輥表面耐磨層[J];一重技術(shù);2008年01期

5 蔣維波;潘玉山;;田口試驗(yàn)在人字齒軸輥堆焊參數(shù)優(yōu)化中應(yīng)用[J];現(xiàn)代機(jī)械;2011年02期

6 梁賢元;;十字型鉆頭的高錳鋼堆焊[J];機(jī)械;1982年11期

7 段紹范;王光儀;喬占祺;;堆挷高速掽熟處理的探，

本文編號(hào)：352309