H型钢强度高、结构自重轻和设计灵活,得到广泛的应用,带动了数以百计的新兴产业的发展。随着建筑业、桥梁业的不断发展,H型钢的应用也是越来越广泛,尤其是薄壁H型钢的需求量也越来越大。H型钢高频焊接自动化生产线因其生产效率高、精度高、容易控制等特点,逐渐发展成为H型钢制造成型的主要方法。因此,研究和设计一条高频焊接H型钢生产线是具有很重要的现实意义。对此,本文在了解国内外H型钢生产线的研究及应用状况的基础上,对H型钢高频焊接生产线中的关键设备进行了设计,为实现薄壁H型钢高频焊接自动化生产实体样机的建立提供了重要的参考。 论文首先分析了H型钢生产线的研究现状及应用前景,然后在前人的基础上,综合、归纳并设计了一种H型钢高频焊接装置的方案,利用三维造型软件SOLIDWORKS对整条生产线进行了三维实体建模,并在COSMOSMOTION软件中对整条生产线和关键设备实现了运动学和动力学仿真模拟。 论文对H型钢高频焊接生产线的矫平机、去毛刺机、腹板墩粗机等主要设备的运动学作了深入的理论分析,依据实际情况对生产线主要设备的运动模型作了简化,建立了主要设备的动力学方程,得出了主要设备的驱动力矩,并采用参数化特征建模技术完成了H型钢高频焊接生产线以及主要设备的所有零件的虚拟建模,得到了所有零件的虚拟模型,接着使用虚拟装配技术完成部件和整体的虚拟装配,得到了生产线关键设备的虚拟数字模型,并且进行了模型静态干涉检验,较后在虚拟数字样机模型的基础上进行了运动仿真。 论文通过对生产线主要设备的动力学研究,为生产线的设计、参数设置提供了理论依据及指导,从而为进一步优化设计新产品的开发提供初步的理论依据。应用虚拟样机技术缩短了产品的开发周期、降低了开发成本、为焊接生产线的开发创新探索了新的思路与方法、也为今后在机械设计中虚拟样机的使用积累了经验。
