基于运动控制卡的电弧喷涂快速制模设备及工艺研究

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1、分类号：UDC：密级：学校代号：l1845学号：2240902036广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)基于运动控制卡的电弧喷涂快速制模设备及工艺研究高静远指导教师姓名、职称：蓝鹏数援学科(专业)或领域名称：挝料加王王猩学生所属学院：挝魁皇能沤堂院论文答辩日期：2Q!垄生鱼旦垒旦ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScience)StudyonMotioncontrolba

2、sedArcSprayingRapidMoldingEquipmentAndTechnicsCandidate：GaoJingyuanSupervisor：Prof．ZhangPengMay2012SchoolofMaterialsandEnergyGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Ouangdong，P．R．China，510006摘要电弧喷涂快速制模技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术，具有制模周期短、工艺简单、易于推广、制模成本低、精度和寿命能满足某种特定的功能需要等

3、特点，综合经济效益良好，特别适用于新产品开发试制、工艺验证和功能验证以及多品种小批量生产。本文综合运用软件、机械、快速模具、材料等方面知识对电弧喷涂快速制模技术中的设备及工艺问题进行较为全面的研究，主要研究内容和成果如下：本文结合机、电、控制和成形技术，运用运动控制卡+PC组合实现电弧喷涂轨迹和基本参数的自动控制，实现三维曲面的自动电弧喷涂。与手工喷涂相比，组织更加均匀，涂层的质量显著提高，可以有效运用到快速制模工艺。综合运用了电弧喷涂技术和运动控制技术，以较低成本来实现设备自动化，同时将自动化电弧喷涂技术和数控编程技术相结

4、合应用到快速制模领域是本文的创新之处。本文采用运动控制卡+PC的方案来实现运动控制，通过滚珠丝杆副将电机的旋转运动转化为喷枪的直线运动来实现喷枪三维空间运动。运动控制的整体思路是利用运动控制卡控制步进电机运动，进而控制喷枪按照实物形状沿X、Y、Z三个方向运动，达到自动控制电弧喷涂过程的目的。通过对喷涂工艺需求分析，本文使用VisualC++6．0编写G代码解释、圆弧插补和喷涂轨迹显示程序，然后由Proe生成G代码，再经过自行编写的解释软件结合已经编写好的插补函数生成适用于运动控制卡的运动脉冲控制指令。同时设计并搭建了一个供电

5、弧喷涂快速制模使用的运动平台，通过力学分析和计算来设计验证运动平台可靠性。本文对送丝电压和喷涂距离两个工艺参数进行选取和实验，研究送丝电压和喷涂距离对金属壳层力学性能的影响，从实验结果及分析中可知，在140mm至180mm的喷涂高度范围内，若优先考虑硬度，则应选取下限高度，若有限考虑变形量，则应选取上限高度。由于散热不均等原因，金属涂层内部存在很大的残余应力，容易发生塑性变形，导致金属涂层所复制的外形失真。因此喷涂过程中金属涂层的冷却方式极为重要。通过对电弧喷涂快速制模工艺的探索，本文采用间歇性喷涂、交叉和回旋相结合的广东工

6、业大学硕士学位论文路径有效避免金属壳涂层变形，并通过优化后工艺获得可实际应用于小批试制的快速模具，探索出一套适用于自行研发的电弧喷涂快速制模设备的工艺方案。关键词：电弧喷涂；快速模具；运动控制卡；自动喷涂；IIAbstractArcsprayingrapidmodelingtechnologyisafast，convenientandpracticaltechnologyofdie&mouldmanufacturing．arcsprayingArcsprayingrapidmoldingtaketheexploreofrap

7、idmoldmanufacturing，theintermittentsprayandscrewingspraypathisfinallyadoptedtoreduceeffectofdeformation，whichisaeffectivewaytoavoidmetalshellcoatingdeformation．Keyword：Arcspray；Rapidtool；Motioncontrolcard；Automaticspraying；IV目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。VContems⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯vIII‘第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯