夾緊順序與夾具布局的同步優(yōu)化及穩(wěn)定性分析.pdf

1、夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本文針對工件在夾緊過程中的變形問題及在加工過程中的失穩(wěn)問題，改進了基于線性規(guī)劃的工件穩(wěn)定性分析方法，提出了基于遺傳算法的夾具布局與夾緊順序同步優(yōu)化方法，這兩種方法有效降低了工件變形，保證了工件在定位、夾緊及加工過程中的穩(wěn)定性，提高了加工精度。 ⑴介紹了夾具優(yōu)化設(shè)計的基本理論、方法，詳細論述了最小余能原理、線性規(guī)劃技術(shù)、遺傳算法及其在夾具優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。采

2、用彈簧邊界條件代替工件與夾具間的非線性接觸，改善了優(yōu)化收斂性能，提高了優(yōu)化速度。 ⑵基于力學與線性規(guī)劃方法，建立了工件穩(wěn)定性模型，在摩擦錐線性近似以及變量非負轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，改進了工件穩(wěn)定性的定量判斷準則，實現(xiàn)了穩(wěn)定性模型的求解。該模型簡單、通用性好，適用于各種夾持方式以及各種工況下的工件穩(wěn)定性分析。既能夠解決夾具設(shè)計早期階段對工件穩(wěn)定性分析與驗證的問題，也為計算機輔助夾具設(shè)計(CAFD)提供了理論基礎(chǔ)。 ⑶建立了夾緊順序

3、與接觸力及節(jié)點位移增量之間關(guān)系的數(shù)學模型，給出了各夾緊步驟中工件夾具系統(tǒng)的靜力平衡方程；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)最小余能原理及庫侖摩擦定律，構(gòu)建了裝夾方案優(yōu)化模型，提出了夾具布局與夾緊順序同步優(yōu)化方法。 ⑷通過三個實例驗證了所提方法的有效性。第一個實例為無摩擦狀態(tài)下的工件穩(wěn)定性分析，第二個實例為有摩擦狀態(tài)下的工件穩(wěn)定性分析，這兩個實例的結(jié)果表明，穩(wěn)定性模型不僅能夠解決工件的穩(wěn)定性問題，而且還能夠分析夾緊力大小以及夾緊順序的合理性；第三個