成都佳士科技有限公司是深圳市佳士科技股份有限公司的全資子公司，是一家集焊割成套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的科技企業(yè)，主要包括專機(jī)、焊接輔助具（含操作機(jī)、變位機(jī)、滾輪架）；數(shù)控等離子（火焰）切割機(jī)、電阻焊機(jī)和機(jī)器人焊接（切割）系統(tǒng)等四大類產(chǎn)品，廣泛運用于車輛、機(jī)械制造、造船、橋梁、軍工、壓力容器、煤礦機(jī)械及石油化工等行業(yè)。多年來，成都佳士將一直秉承“專業(yè)、專長、專注”是成都佳士的經(jīng)營理念，致力推動產(chǎn)業(yè)自動化、智能化和環(huán)保節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，擁有三一重工、中聯(lián)重科、北方重工、北汽福田、北車集團(tuán)、南車集團(tuán)、上海電氣等優(yōu)質(zhì)客戶，在行業(yè)內(nèi)具有良好的市場口碑和品牌影響力。

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機(jī)艙底架及其焊接材料的選用

    機(jī)艙底架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)加工組裝時的重要組成部分，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域。包括底壁板和連接在底壁板一端的尾板，在底壁板和尾板上對稱設(shè)置有軸承安裝座、腹板、上、下變速箱安裝座、連接板、尾部安裝平板、后機(jī)架安裝座、內(nèi)、外加強(qiáng)筋板，構(gòu)成整體框架結(jié)構(gòu)，所述底壁板帶有通道和電纜走線口端的底面為平面，側(cè)面為弧形面結(jié)構(gòu)，另一端的底面和側(cè)面均為弧形面結(jié)構(gòu)，如圖1所示。能夠使裝配在前機(jī)艙底架上的零部件合理的布置在前機(jī)艙底架上，并且保證在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運行情況下，能滿足載荷要求，同時機(jī)艙底架也作為風(fēng)電裝配的重要工藝裝備。

圖1 風(fēng)電機(jī)艙組成

1.輪轂 2.增速箱 3.機(jī)艙罩 4.聯(lián)軸器 5.電控系統(tǒng) 6.發(fā)電機(jī) 7.冷卻器 8.泵站

9.偏航驅(qū)動 10.偏航制動 11.偏航軸承 12.底座 13.彈性底座 14.葉片

    焊接風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙底架的加工制造最主要的就是焊接加工方式，其主要用到的焊接方法是熔焊（電弧焊與氣保焊為主）。焊接工藝主要根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、牌號、化學(xué)成分，焊件結(jié)構(gòu)類型，焊接性能要求來確定，首先要確定焊接方法，再制定焊接工藝參數(shù)。在ISO 15614-1-2007金屬材料焊接工藝規(guī)范和評定中就對焊接工藝做了明確的規(guī)定和要求。

    在Creo中焊接模塊比較符合標(biāo)準(zhǔn)要求，邏輯上也比較嚴(yán)謹(jǐn)。首先是對焊接材料做定義，根據(jù)加工零件的材質(zhì)類型，參考焊材選用表（表1所示），選擇合適的焊接材料。在Creo中擁有靈活的材質(zhì)庫供選擇編輯，如遇到不常用的材質(zhì)還可以手動自己添加與刪除（如圖2所示），風(fēng)電機(jī)艙底架為碳素結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)，由表1可知焊材選J426(E4316) 。

表1 常用母材與焊材選用表

圖2 Creo中自定義焊材庫

Creo在機(jī)艙底架焊接工藝中的分析應(yīng)用

    1.Creo中焊接工藝參數(shù)的設(shè)定

    工藝參數(shù)在Creo包含了加工類型、熱處理、加工精度等等，根據(jù)熔焊的定義焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓完成焊接的方法。在加熱的條件下增強(qiáng)了金屬的原子動能，促進(jìn)原子間的相互擴(kuò)散，當(dāng)被焊金屬加熱至溶化狀態(tài)形成液體熔池時，原子之間可以充分?jǐn)U散和緊密接觸，因此冷卻凝固后，即形成牢固的焊接接頭（可用冰作比喻）。常見的有氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊等都屬于熔焊的方法，因焊件焊接部分較大為減少焊接變形與保證焊接質(zhì)量效率等，考慮選擇焊前預(yù)熱以及自動焊（此類大工件多采用焊接中心與人工補(bǔ)焊相結(jié)合）如下圖3所示。

圖3 Creo焊接工藝參數(shù)設(shè)置

    工件之間的焊接連接可以有多種接頭形式。五種基本接頭類型分別是：對接接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、T形接頭（見圖4）。還有一些由此衍生的接頭形式存在，例如雙V形對接制備接頭，它的特點是把兩個待連接的材料都切屑成V型尖角形狀。單U型和雙U型對接制備接頭也很常見，它們的接頭被加工成曲線狀的U形，和V形接頭的直線型不同，搭接接頭可以用來連接兩件以上的材料，這取決于焊接工藝和材料的厚度，一個搭接接頭可以焊接多個工件，在Creo中定義焊縫的形式以及相關(guān)參數(shù)，如圖5所示。

圖4 焊接接頭常見類型

圖5 焊接坡口分類及相關(guān)參數(shù)

    2.焊縫、焊接輪廓等參數(shù)的定義

    在Creo中進(jìn)行焊縫的幾何類型、焊接工藝卡、焊接輪廓的等相關(guān)參數(shù)的定義，并在工件上選擇焊接的位置及焊縫的約束等如圖6、7所示。加強(qiáng)筋位置采用填角焊接的方式，母體位置主要采用破口焊接的方式。

圖6 定義焊縫幾何類型

圖7 焊接輪廓及焊縫形式的定義

    3.Creo中焊接操作的自診斷

    由操作步驟的遺漏、誤操作等導(dǎo)致的錯誤，在Creo中都可以自動診斷出來。Creo焊接模塊具有強(qiáng)大的自診斷功能，如圖8所示（參考查看器）在破口焊接屬性定義的時候缺少參照導(dǎo)致特征屬性失敗，軟件會以系統(tǒng)圖的形式在操作界面上清楚地展示出現(xiàn)問題的原因，以方便操作者進(jìn)行后期的修正調(diào)整。

圖8 Creo參考查看

    4.Creo中焊接BOM信息的查看

    將所有焊接工藝參數(shù)文件設(shè)置完成，最后查看焊接的BOM信息，在信息欄中可以清晰的看到焊件的各項參數(shù)屬性，方便后期的施工安排以及檢查審查等，如圖9所示（焊接BOM信息），圖10為完整的機(jī)艙底架模型。Creo在焊接工藝應(yīng)用方面較早期的Pro/E產(chǎn)品增加了不少新功能，不管是操作體驗上還是邏輯性上都得到了重大的提高。

圖9 焊接BOM信息

圖10 機(jī)艙底架模型

    在談及參與本次大賽的感受時，工程師劉海認(rèn)為，通過在Creo中對風(fēng)電機(jī)艙底架焊接工藝各項參數(shù)的設(shè)置與定義以及參數(shù)化模型的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)Creo2.0在焊接工藝參數(shù)設(shè)置方面與傳統(tǒng)的方法相比，有著不可比擬的優(yōu)越性，在實際的應(yīng)用中尤其是在參數(shù)化模型設(shè)計的過程當(dāng)中起到了重要的作用。不僅如此，Creo2.0將三維建模與工藝設(shè)計相融合，邏輯思路清晰明了，操控性也較直觀簡潔，有助于降低設(shè)計師及工藝師的勞動強(qiáng)度，為后期的生產(chǎn)制造準(zhǔn)備工作做好了鋪墊，實現(xiàn)了與生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的無縫對接。同時，可以解決手工工藝設(shè)計效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化等問題。

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