計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)中的裝夾優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、在機(jī)械加工中，夾具是用來定位、夾緊工件和支承工件的工藝裝備。如果夾具元件與工件接觸位置（即夾具元件的布局）和夾緊力大小不合理，會產(chǎn)生較大工件變形，降低加工精度。當(dāng)前的夾具設(shè)計(jì)主要以經(jīng)驗(yàn)為主，難于保證獲得最佳的裝夾方案，不能適應(yīng)精密薄壁件生產(chǎn)的需要。本文基于遺傳算法和有限元方法，研究了計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)中的裝夾優(yōu)化技術(shù)，主要研究內(nèi)容如下： 1. 分析了計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框架和裝夾優(yōu)化功能，建立了以遺傳算法為主優(yōu)化算法、以有

2、限元方法為目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算方法的裝夾優(yōu)化流程。對遺傳算法的參數(shù)控制、約束條件的處理及優(yōu)化速度加快方法進(jìn)行了研究，在考慮切削力、夾緊力、摩擦力、切屑對裝夾影響的基礎(chǔ)上，采用合適的接觸模型，建立了參數(shù)化的工件-夾具系統(tǒng)有限元求解模型。 2. 研究了以最小化工件最大加工變形為目標(biāo)函數(shù)的單目標(biāo)裝夾優(yōu)化方法，在此基礎(chǔ)上，提出了以工件變形均勻化和加工變形最小化為目標(biāo)函數(shù)的多目標(biāo)裝夾優(yōu)化方法，實(shí)例仿真證明多目標(biāo)優(yōu)化方法比單目標(biāo)優(yōu)化得到的方案更佳

3、。 3. 研究了求解變夾緊力的優(yōu)化方法。基于優(yōu)化后的夾具布局，將加工路徑分割成多個(gè)工況，對每一個(gè)工況采用遺傳算法和有限元優(yōu)化算法求解最優(yōu)夾緊力，最后得到加工路徑上的一組優(yōu)化夾緊力變化曲線。經(jīng)過仿真分析，這種方法是有效的。 4. 在深入研究SolidWorks二次開發(fā)方法的基礎(chǔ)上，完成了基于SolidWorks平臺的裝夾優(yōu)化功能模塊開發(fā)。采用APDL編寫參數(shù)化的工件-夾具系統(tǒng)有限元求解模型文件，利用MATLAB語言編寫遺傳