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《南昌大学》 2007年
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基于TIG堆焊技术的熔焊成型轨迹规划研究

胡瑢华  
【摘要】: 由于智能材料结构在军事、航空航天、汽车和医学等领域的广阔用途,使其越来越成为研究热点。目前智能材料结构在复合材料零件的设计与制造中已取得了令人瞩目的成果,但对于金属零件或工模具,如何在制造过程中埋入传感器的技术尚没有解决,因此研制一种新型金属零件快速成型方法是智能金属结构制造的关键问题。 熔焊成型零件由全焊逢组成,致密度高,满足强度、性能要求,而且以丝材作为熔焊成型的材料,成本低。本文针对TIG熔焊成型技术中存在的问题以及光纤智能金属结构的制造要求,对熔焊成型技术中路径间距、堆积轨迹等进行研究,从而确定适合制备智能结构件的轨迹规划。本文主要完成的工作如下: 1、建立一套适合智能金属零件制造的熔焊快速成型系统平台。该系统由熔焊成型执行机构、焊缝质量智能控制硬件以及相关软件组成,集分层、轨迹规划、堆积成型、焊缝质量控制监测和通讯为一体。 2、分析STL文件存在的缺陷,并建立STL模型拓扑结构。根据熔焊成型层高变动的特点提出在线采集高度的自适应分层容错切片算法,每层熔焊成型后采集成型件的高度,经过处理后得到下一层的截平面,然后进行分层处理。 3、针对熔焊成型零件存在的缺陷,提出了熔焊件表面成型质量评价指标和评价方法。采用实验方法定量分析不同的路径间距对熔焊成型件表面质量的影响,根据分析结果选择合理的路径间距,保证零件成型质量。 4、针对光纤智能金属零件的制造要求,采用数值模拟方法分析熔焊成型过程不同堆积轨迹、焊接速度和时间间隔对温度场的影响,为熔焊成型轨迹规划提供理论依据。 5、根据成型零件的特征,分析不同特征零件可采用的堆积轨迹,并通过实验分析零件成型时不同的堆积轨迹对成型质量的影响,从而选择较适合熔焊成型的堆积轨迹。 6、基于VC++编程实现适合TIG熔焊成型的分层处理、堆积规划、数控自动编程以及熔焊成型系统控制软件。 在建立的熔焊成型系统上,通过实验验证所研究的熔焊成型轨迹。实验结果表明该研究能获得适合TIG熔焊成型的堆积轨迹。 本文的创新点在于:基于熔焊成型特点,提出在线采集的自适应容错分层算法和熔焊成型件的表面成型质量评定体系。基于该评价体系,定量分析了不同的路径间距、堆积轨迹对成型件表面质量影响,从而得出了适合熔焊成型的路径间距和堆积轨迹。
【学位授予单位】:

知网文化
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