發(fā)布時間：2018-05-15 15:06

  本文選題：裝夾 + 計算機輔助夾具設計�。� 參考：《南昌航空大學》2015年碩士論文

【摘要】：在加工過程中,工件的裝夾是加工工件的必要前提和首要任務。由于受到切削力、切削扭矩等外載的作用,工件將會產生位置移動或轉動,甚至飛出機床產生生產事故。因此,工件的裝夾穩(wěn)定性是保證其加工精度的前提,它直接影響工件的加工質量、產品的生產效率以及其制造成本。此外,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,社會對于產品的生產要求越來越高,必須高速度、高質量地完成產品的生產,因此企業(yè)就必須最大程度地縮短產品的生產設計周期。計算機輔助夾具設計可以大大縮短夾具設計的時間,隨著計算機技術的飛速發(fā)展,計算機輔助夾具設計(Computer Aided Fixture Design,CAFD)已成為國內外制造業(yè)研究的熱點。然而,夾緊力的自動規(guī)劃卻成為阻礙CAFD系統(tǒng)實用化進程的“瓶頸”之一。因此,本論文主要是根據(jù)工件裝夾方案的力學模型,利用線性規(guī)劃技術,構建力的存在性和可行性分析模型及其求解方法,實現(xiàn)夾緊力是否有解、是否合理的判斷。通過引入夾緊力可行區(qū)間的離散化思想,建立夾緊力反向增量遞減規(guī)劃算法。提出的方法不僅能夠適用于形狀復雜的工件,而且易于編程實現(xiàn)夾緊力的自動化設計,對提高制造水平具有重要的研究價值與現(xiàn)實意義。本論文的主要內容如下:首先,講述了本論文的研究目的和意義,分析和總結了計算機輔助夾具設計的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài),介紹本文的研究方法以及創(chuàng)新點。其次,根據(jù)工件在裝夾布局方案中的受力狀態(tài),建立工件在力的單向性約束條件下的靜力平衡方程,構建工件的裝夾穩(wěn)定分析模型;在給定裝夾元件、重力、加工力的位置與方向,構建了夾緊力的存在性分析方法;針對夾緊力存在的條件下,已知夾緊力大小,構建了力的可行性分析方法。然后,通過引入夾緊力可行區(qū)間的離散化思想,建立夾緊力的反向增量遞減規(guī)劃算法。首先根據(jù)力的存在性分析方法,判斷裝夾方案是否具有合理的夾緊力,若無,設計過程結束;若有,根據(jù)力的可行性分析方法判斷相鄰兩個夾緊力的可行狀態(tài),若相同,按照相同步長增加形成下一個夾緊力,否則以一半步長減小形成下一個夾緊力。如此反復,直至當前步長的絕對值在給定的閾值范圍之內,從而確定夾緊力的臨界值或臨界區(qū)間。最后,總結了本文的工作內容,并對以后的研究發(fā)展方向進行了描述。
[Abstract]:In the process of machining, the clamping of the workpiece is the necessary prerequisite and the primary task of machining the workpiece. Due to the external loads such as cutting force and cutting torque, the workpiece will move or rotate, and even fly out of the machine to produce production accident. Therefore, the clamping stability of workpiece is the premise to ensure its machining accuracy, which directly affects the quality of workpiece, the production efficiency of product and the manufacturing cost. In addition, with the development of economy, the society has higher and higher requirements for the production of products, and must complete the production of products with high speed and high quality. Therefore, enterprises must shorten the production and design cycle of products to the greatest extent. Computer-aided fixture design can greatly shorten the time of fixture design. With the rapid development of computer technology, Computer-Aided Fixture Design (CAD) has become a hot spot in domestic and foreign manufacturing industry. However, the automatic planning of clamping force has become one of the bottlenecks in the practical process of CAFD system. Therefore, according to the mechanical model of the clamping scheme of workpiece, this paper constructs the existence and feasibility analysis model of the force and its solution method by using the linear programming technology, realizes whether the clamping force has the solution or not and whether the judgment is reasonable. By introducing the discretization idea of feasible interval of clamping force, an inverse incremental decrement programming algorithm of clamping force is established. The proposed method not only can be applied to complicated workpieces, but also can be programmed to realize the automatic design of clamping force. It has important research value and practical significance to improve manufacturing level. The main contents of this paper are as follows: firstly, the purpose and significance of this paper are described, the research status and development trend of computer-aided fixture design are analyzed and summarized, and the research methods and innovations of this paper are introduced. Secondly, according to the stress state of workpiece in clamping layout, the static equilibrium equation of workpiece under unidirectional constraint of force is established, and the stability analysis model of workpiece is constructed. Based on the position and direction of machining force, the existence analysis method of clamping force is constructed, and the feasibility analysis method of clamping force is constructed according to the existence of clamping force. Then, by introducing the discretization idea of feasible interval of clamping force, the reverse incremental decrement programming algorithm of clamping force is established. Firstly, according to the existence analysis method of the force, it is judged whether the clamping scheme has a reasonable clamping force, if not, the design process ends; if there is, the feasible state of the adjacent two clamping forces is judged according to the feasibility analysis method of the force, if the same, The next clamping force is formed by increasing the size of the same step, otherwise, the next clamping force is formed by reducing the step size by half. This is repeated until the absolute value of the current step is within a given threshold to determine the critical value or critical interval of the clamping force. Finally, the work of this paper is summarized, and the future research direction is described.
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.7;TG75

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本文編號：1892834