面向鞋楦自由曲面工件的柔性夾具設計方法研究與應用.pdf

1、制鞋產業(yè)的發(fā)展和個性化制鞋的不斷深入,對傳統(tǒng)制鞋過程中鞋楦的裝夾提出了更高的要求。傳統(tǒng)的鞋楦可調式夾具已經成為制約制鞋生產自動化和柔性生產能力的主要瓶頸之一?；谶@種背景,論文以鞋楦CAD模型為基礎,對鞋楦自由曲面工件的柔性夾具設計方法進行深入的分析與研究。提出了一種基于CATIA二次開發(fā)技術提取鞋楦表面信息的方法;并以鞋楦為對象進行了夾具定位夾緊規(guī)劃,同步優(yōu)化了夾具布局和夾緊力;最后運用變胞機構自重構特征對柔性夾具進行創(chuàng)新設計,研制出

2、一種新型的鞋楦柔性夾具,以適應現(xiàn)代鞋業(yè)制造系統(tǒng)的柔性生產要求。論文的主要工作如下:
　　 1)闡述一般曲面信息的計算方法,并分析其缺陷,針對難以給出曲面函數的鞋楦工件,提出了一種基于CATIA二次開發(fā)的自由曲面信息提取方法,該方法操作方便且計算有效。根據計算得到鞋楦采樣點的坐標和法向量信息,建立夾具系統(tǒng)坐標系,并通過坐標轉換方法完成鞋楦與夾具系統(tǒng)坐標系之間的匹配。
　　 2)根據對鞋楦表面形狀及工藝要求的分析,利用封閉性

3、原則確定鞋楦夾具的定位夾緊方案。從降低鞋楦工件加工變形的角度,運用遺傳算法和有限元法作為分析方法,對夾具布局和夾緊力進行同步優(yōu)化。以特定鞋楦為例進行優(yōu)化分析,最優(yōu)設計中加工點處工件最大變形值為0.82mm,比經驗夾具設計時小0.25mm,降低了23％;總夾緊力比經驗設計時小377.8N,降低了47％。
　　 3)將變胞機構自重構原理應用于柔性夾具設計,結合鞋楦自由曲面工件裝夾重構特征進行創(chuàng)新設計,對鞋楦夾緊機構進行自由度和拓撲結