毕业论文关键词：夹具设计；遗传算法；优化

1。引言

夹具用来定位和束缚机械操作中的工件，减少由于对确保机械操作准确性的夹紧方案和切削力造成的工件和夹具的变形。传统上，加工夹具是通过反复试验法来设计和制造的，这是一个既造价高又耗时的制造过程。为确保工件按规定尺寸和公差来制造，工件必须给予适当的定位和夹紧以确保有必要开发工具来消除高造价和耗时的反复试验设计方法。适当的工件定位和夹具设计对于产品质量的精密度、准确度和机制件的完饰是至关重要的。

从理论上说，3-2-1定位原则对于定位所有的棱柱形零件是很令人满意的。该方法具有最大的刚性与最少量的夹具元件。从动力学观点来看定位零件意味着限制了自由移动物体的六自由度（三个平动自由度和三个旋转自由度）。在零件下部设置三个支撑来建立工件在垂直轴方向的定位。在两个外围边缘放置定位器旨在建立工件在水平x轴和y轴的定位。正确定位夹具的工件对于制造过程的全面准确性和重复性是至关重要的。定位器应该尽可能的远距离的分开放置并且应该放在任何可能的加工面上。放置的支撑器通常用来包围工件的重力中心并且尽可能的将其分开放置以维持其稳定性。夹具夹子的首要任务是固定夹具以抵抗定位器和支撑器。不应该要求夹子反抗加工操作中的切削力。

对于给定数量的夹具元件，加工夹具合成的问题是寻找夹具优化布局或工件周围夹具元件的位置。本篇文章提出一种优化夹具布局遗传算法。优化目标是研究一个二维夹具布局使工件不同位置上最大的弹性变形最小化。ANSYS程序以用于计算工件变形情况下夹紧力和切削力。本文给出两个实例来说明给出的方法。论文网

2。回顾相关工程结构

最近几年夹具设计问题受到越来越多的重视。然而，很少有注意力集中于优化夹具布局设计。Menassa和Devries用FEA计算变形量使设计准则要求的位点的工件变形最小化。设计问题是确定支撑器位置。Meyer和Liou提出一个方法就是使用线性编程技术合成动态编程条件中的夹具。给出了使夹紧力和定位力最小化的解决方案。Li和Melkote用非线性规划方法解决布局优化问题。这个方法使工件位置误差最小化归于工件的局部弹性变形。Roy和Liao开发出一种启发式方法来计划最好的支撑和夹紧位置。Tao等人提出一个几何推理的方法来确定最优夹紧点和任意形状工件的夹紧顺序。Liao和Hu提出一种夹具结构分析系统这个系统基于动态模型分析受限于时变加工负载的夹具—工件系统。本文也调查了夹紧位置的影响。Li和Melkote提出夹具布局和夹紧力最优合成方法帮我们解释加工过程中的工件动力学。本文提出一个夹具布局和夹紧力优化结合的程序。他们用接触弹性建模方法解释工件刚体动力学在加工期间的影响。Amaral等人用ANSYS验证夹具设计的完整性。他们用3-2-1方法。ANSYS提出优化分析。Tan等人通过力锁合、优化与有限建模方法描述了建模、优化夹具的分析与验证。

以上大部分的研究使用线性和非线性编程方式这通常不会给出全局最优解决方案。所有的夹具布局优化程序开始于一个初始可行布局。这些方法给出的解决方案在很大程度上取决于初始夹具布局。他们没有考虑到工件夹具布局优化对整体的变形。