隨著太陽能熱發(fā)電事業(yè)的不斷發(fā)展,光熱發(fā)電技術(shù)越來越引起人們的關(guān)注,其中,槽式太陽能熱發(fā)電集熱器元件支架之一懸臂件的高效加工也變得尤為重要。在機(jī)械加工中,由于懸臂件整體尺寸大、剛度低、加工精度要求高,且前道工序焊接變形大,使工件的裝卡困難,人工調(diào)整時(shí)間長,難以滿足批量生產(chǎn)要求。課題組針對(duì)大尺寸低剛度懸臂件加工問題,設(shè)計(jì)開發(fā)了適用于懸臂件加工的專用設(shè)備,本文對(duì)該設(shè)備的智能夾具進(jìn)行了重點(diǎn)研究,主要工作內(nèi)容如下:（1）以傳統(tǒng)的工件裝夾理論和主動(dòng)尋位技術(shù)原理為基礎(chǔ),建立懸臂件定位夾緊原理模型,設(shè)計(jì)了懸臂件加工專用智能夾具,借助SolidWorks軟件建立各部分的三維模型,完成了三維模擬裝配。（2）采用理論計(jì)算和仿真相結(jié)合的方法,對(duì)夾具中的重要零件進(jìn)行的受力分析,確定其剛度滿足使用要求。（3）利用齊次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,分析了工件焊接工序?qū)е抡`差與工件位置偏差之間的關(guān)系,運(yùn)用理論力學(xué)相關(guān)知識(shí),分析了局部變形和整體位置偏移的關(guān)系,并建立了工件定位面受夾緊力后產(chǎn)生的局部變形和整體位置偏移模型。對(duì)在加工時(shí)零件所受動(dòng)態(tài)載荷對(duì)零件位姿偏差產(chǎn)生的作用進(jìn)一步建模分析,利用拉格朗日能量法和牛頓歐拉公式,確定零件受動(dòng)態(tài)載... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

夾具在不同生產(chǎn)操作的應(yīng)用圖

懸臂件加工智能夾具的設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究4圖1.2夾具設(shè)計(jì)流程圖(3)基于圖論的裝夾規(guī)劃方法。張發(fā)平等人[13,14]研究了工件裝夾順序和自動(dòng)生成裝夾規(guī)劃的算法。基于擴(kuò)展有向圖，公差分析和制造資源的能力模型，分別建立了零件的公差信息和基準(zhǔn)-加工特征關(guān)系的表示模型和工件裝夾工藝生產(chǎn)算法，通過該數(shù)學(xué)表示模型和算法，自動(dòng)確定工件的裝夾分組及每次裝夾過程中的加工面、定位面和夾緊面，最后生成對(duì)應(yīng)的夾緊順序。(4)基于混合智能算法的裝夾規(guī)劃方法。Huang等人[15]把復(fù)雜的裝夾規(guī)劃過程計(jì)劃建模為帶有約束的組合優(yōu)化問題，開發(fā)了一種混合圖和遺傳算法的方法，該方法通過同時(shí)考慮順序約束、選擇制造資源與確定設(shè)置計(jì)劃以實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)裝夾規(guī)劃方案。通過圖論和矩陣?yán)碚撓嘟Y(jié)合來生成裝夾約束的數(shù)學(xué)表達(dá)，然后將其嵌入到算法。根據(jù)加工特征之間的優(yōu)先約束關(guān)系制定成加工特征間的優(yōu)先順序圖（OPG)，利用OPG拓?fù)渑判蛩惴▽⑦z傳算法隨機(jī)生成的非切實(shí)的夾緊方案轉(zhuǎn)變成切實(shí)的夾緊方案。（5）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝夾規(guī)劃方法。Ming等人[16]采用Kohonen自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Hopfield網(wǎng)絡(luò)來有效解決裝夾規(guī)劃中的排序問題。根據(jù)裝夾規(guī)劃中不同步驟的性質(zhì)，即工件加工過程中特征的加工方向、特征間的關(guān)系及特征間公差關(guān)系的約束，利用Kohonen自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分組特征。將裝夾組之間的排序和同一裝夾內(nèi)加工特征的排序問題映射到“旅行商”約束優(yōu)化問題，并由Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決。鄭聯(lián)語等人[17]利用量化數(shù)值形式的方法把工件定位夾緊表示為相關(guān)的特征向量，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)和分布式信息處理的功能來得到夾緊定位的知識(shí)，模擬經(jīng)驗(yàn)豐富人員的圖像思維，并進(jìn)行推理從而生成合理的裝夾規(guī)劃參考方案。

工程碩士學(xué)位論文9圖2.1工件空間自由度圖2.1.3工件的定位所謂工件的定位是通過工件的基本幾何元素（點(diǎn)、邊、面）與非工件上的定位幾何元素（點(diǎn)、邊、面）接觸來限制工件在空間中的位置，從而消除工件的部分或全部自由度。依據(jù)夾具定位的上述特征，從數(shù)學(xué)角度來看，定位問題可以描述為最小二乘法的優(yōu)化問題。設(shè)yniRi,3,2,1,3，為與工件基準(zhǔn)面is對(duì)應(yīng)的模型面上的各個(gè)點(diǎn)，則最小化目標(biāo)函數(shù)定義為2321),,,,(iingxyxxxxg（2-1）式中：SEg)3(—基于定位坐標(biāo)系的工件模型坐標(biāo)系歐氏變換矩陣;iSx—在工件基準(zhǔn)面S上對(duì)應(yīng)的最近點(diǎn)。工件在定位時(shí)，通常有三種可能的情況：首先工件的參考特征元素（平面）通常是經(jīng)過了加工或者處理的表面，利用這些基準(zhǔn)特征可以進(jìn)一步明確工件的空間坐標(biāo)。這種情況稱為工件的常規(guī)定位問題。第二，工件的所有參考表面都是經(jīng)過半精加工或鑄造形成的，這些表面需要進(jìn)一步加工來滿足精度要求。一般情況下，工件的定位需要滿足所有可以包容工件的未加工表面的CAD模型面，而且加工面都要留有一定的加工余量。這種情況稱為工件定位的包容問題。第三，加工后的工件表面既要滿足設(shè)計(jì)的加工要求，而且還有未加工表面，或者半加工表面比較粗糙無法作為定位基準(zhǔn)來完全確定工件的位置。因此，必須是精加工的表面作為定位的基準(zhǔn)面與工件基準(zhǔn)面的加工面進(jìn)行匹配。所有要加工的表面都在模型表面之外，以確保要加工面留有一定的加工余量。這個(gè)問題被稱為工件的混合定位包容。以上三種定位形式如下圖2.2、2.3所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]液壓缸系統(tǒng)基于ANSYS的穩(wěn)定性分析與模態(tài)計(jì)算[J]. 蔣理劍,張文輝.  煤礦機(jī)械. 2015(09)
[2]螺旋升降機(jī)的選用[J]. 王宇,王艷豐.  機(jī)械工程師. 2013(02)
[3]基于智能元件的柔性夾具設(shè)計(jì)新方法（1）[J]. 萬能,茍園捷,莫蓉.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2012(11)
[4]基于智能元件的柔性夾具設(shè)計(jì)新方法（2）[J]. 萬能,茍園捷,莫蓉.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2012(11)
[5]面向可重構(gòu)機(jī)床配置合成的裝夾規(guī)劃方法[J]. 馬麗梅,李建勇,徐文勝.  北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]面向STEP-NC基于加工特征規(guī)則聚類的零件裝夾規(guī)劃[J]. 歐陽華兵,沈斌.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2012(05)
[7]基于實(shí)例推理的組合夾具自動(dòng)拼裝技術(shù)[J]. 歐彥江,殷國富,周長春.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2011(11)
[8]基于可重構(gòu)原理的組合夾具計(jì)算機(jī)輔助拼裝方法研究[J]. 歐彥江,殷國富,周長春,劉麗.  四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2009(02)
[9]基于GA和FEM的夾具布局和變夾緊力優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳蔚芳,陳華,倪麗君.  數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2009(01)
[10]基于多重夾緊的工件-夾具間接觸力的預(yù)測方法[J]. 秦國華,王細(xì)洋,吳鐵軍,敖志強(qiáng),肖潔.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2008(07)

碩士論文
[1]升降式輸送機(jī)的應(yīng)用及改進(jìn)設(shè)計(jì)[D]. 秦野秋.昆明理工大學(xué) 2018
[2]夾具裝夾布局動(dòng)力學(xué)分析與優(yōu)化[D]. 何志芬.南昌航空大學(xué) 2016
[3]工件—夾具系統(tǒng)綜合誤差建模及夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D]. 王凱.天津大學(xué) 2014
[4]復(fù)雜薄壁件工藝分析及夾具研制[D]. 劉欽輝.東華大學(xué) 2012
[5]裝夾誤差及其主動(dòng)控制方法研究[D]. 周靜.南京航空航天大學(xué) 2011
[6]面向復(fù)雜形狀工件加工的夾具系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 慕少鵬.東華大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3553997