手動(dòng)托盤車焊接變形研究與焊接工藝優(yōu)化.pdf

1、手動(dòng)托盤車是一種簡(jiǎn)便、有效的物流搬運(yùn)工具，廣泛應(yīng)用于倉庫、物流、車站等部門。焊接加工是進(jìn)行手動(dòng)托盤車制造中最為重要的生產(chǎn)階段。由于焊接是一個(gè)電弧加熱、瞬態(tài)高溫?zé)峒械奈锢砘瘜W(xué)過程，伴隨著材料屈服與相變。在焊接加工的整個(gè)過程中不可避免的產(chǎn)生焊接變形與焊接應(yīng)力，這直接影響到手動(dòng)托盤車的后續(xù)裝配精度，并在一定程度上降低了托盤車工作強(qiáng)度與使用壽命。因此研究焊接變形機(jī)理，控制托盤車的焊接變形，對(duì)指導(dǎo)托盤車的實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的意義。
　　

2、本文依托寧波市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“液壓搬運(yùn)車機(jī)器人焊接加工柔性自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)”，采用數(shù)學(xué)建模、有限元仿真及焊接實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了焊接工藝、工裝夾具對(duì)焊接變形的影響，為托盤車的焊接工藝優(yōu)化與焊接工裝設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
　　首先，本文介紹了論文的研究背景與研究意義，綜述了焊接變形預(yù)測(cè)技術(shù)與焊接變形控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，具體闡述了焊接過程數(shù)值分析的研究現(xiàn)狀。通過傳熱學(xué)理論與熱彈塑性理論建立了焊接的多物理場(chǎng)耦合分析模型，充分考慮了焊接熱

3、源、工件傳熱、材料相變與屈服等因素對(duì)焊接過程的影響。建立了托盤車貨叉與中檔的三維模型，利用生死單元技術(shù)與參數(shù)化編程，實(shí)現(xiàn)了焊接過程的動(dòng)態(tài)仿真。重點(diǎn)研究了工件溫度、變形、應(yīng)力等的分布情況。
　　其次，在介紹了焊接變形影響因素的基礎(chǔ)上，通過參數(shù)化編程，仿真分析了焊接工藝、焊接夾具、雙機(jī)器人同步對(duì)稱焊接等對(duì)托盤車焊接變形的影響。研究了焊接速度、焊接順序、焊接方向等焊接工藝對(duì)托盤車焊接變形的影響規(guī)律，并確定了焊接變形最小的焊接工藝方案。研

4、究了焊接工裝夾具對(duì)變形的影響機(jī)理，并證明了夾具的力作用點(diǎn)在保證機(jī)器人焊接正常進(jìn)行的前提下盡量接近焊縫處以利于減小變形這一觀點(diǎn)。雙機(jī)器人同步對(duì)稱焊接的仿真研究，證明了該焊接方式在控制工件焊接變形方面的優(yōu)勢(shì)。
　　最后，在項(xiàng)目合作企業(yè)現(xiàn)有的工裝夾具及焊接設(shè)備的基礎(chǔ)上，搭建了托盤車貨叉與中檔焊接的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了焊接變形的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元仿真結(jié)果相一致，驗(yàn)證了本文所建分析模型的正確性與有效性。與焊接實(shí)驗(yàn)相比，焊接仿真可有效