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.pdf

1、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。現(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

2、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

3、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

4、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