夾緊力的反向增量遞減規(guī)劃方法研究.pdf

1、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(wù)。由于受到切削力、切削扭矩等外載的作用，工件將會產(chǎn)生位置移動或轉(zhuǎn)動，甚至飛出機床產(chǎn)生生產(chǎn)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(zhì)量、產(chǎn)品的生產(chǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)要求越來越高，必須高速度、高質(zhì)量地完成產(chǎn)品的生產(chǎn)，因此企業(yè)就必須最大程度地縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計周期。計算機輔助夾具設(shè)計可以大大縮短夾具設(shè)計的時間，隨著計

2、算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機輔助夾具設(shè)計（Computer Aided Fixture Design，CAFD）已成為國內(nèi)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(xué)模型，利用線性規(guī)劃技術(shù)，構(gòu)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

3、適用于形狀復(fù)雜的工件，而且易于編程實現(xiàn)夾緊力的自動化設(shè)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(nèi)容如下：
　　首先，講述了本論文的研究目的和意義，分析和總結(jié)了計算機輔助夾具設(shè)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(gòu)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(gòu)建了夾緊力的存

4、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(gòu)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(shè)計過程結(jié)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(fù)，直至當前步長的絕對值在給定的閾值范圍之內(nèi)，從