基于公差約束的CAPP的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文在國家自然科學(xué)基金“面向產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范的集成公差設(shè)計(jì)理論和方法”(50275136)，和浙江省自然科學(xué)基金“面向CAPP的工序公差設(shè)計(jì)研究”(502016)研究的基礎(chǔ)上，研究了CAPP中定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和工序公差設(shè)計(jì)及優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了基于公差約束的CAPP的原型系統(tǒng)，并采用實(shí)例驗(yàn)證了其正確性和有效性。本論文的主要研究內(nèi)容如下： 第一章：在對(duì)定位設(shè)計(jì)、CAPP以及計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)(CKT)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述的

2、基礎(chǔ)上，介紹了論文的研究的主要內(nèi)容、結(jié)構(gòu)安排及創(chuàng)新之處。 第二章：分析了定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及公差設(shè)計(jì)的基本理論和方法，著重闡述了產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范的體系結(jié)構(gòu)、基本原理以及功能；引入了ISO/TC 213最新定義的特征類型，基于群論研究了特征分類，為下一章的自動(dòng)定位設(shè)計(jì)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 第三章：基于變動(dòng)幾何約束理論，研究了特征幾何約束的定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)則；基于公差約束對(duì)幾何定位基準(zhǔn)集進(jìn)行定位基準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，分析了

3、公差約束類型，定義了相對(duì)公差影響因子，并提出相對(duì)公差影響因子建模方法，采用圖論方法將零件表示成特征與相對(duì)公差影響因子有向圖，在些基礎(chǔ)上研究基于公差約束的定位基準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)則。 第四章：分析影響加工方法選擇的主要因素，構(gòu)建尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、材料等因素與加工方法的模糊隸屬模型，研究了特征終加工工序加工方法的模糊推理決策；構(gòu)建并搜索特征加工方法鏈庫，得到特征在整個(gè)加工過程中所有可行的加工方法鏈；分析了機(jī)床選擇必須遵循的原

4、則，構(gòu)建了工序能力指數(shù)、最大加工尺寸與機(jī)床型號(hào)的模糊隸屬模型，研究了機(jī)床型號(hào)的模糊推理決策；對(duì)國內(nèi)某一企業(yè)的不同加工方法的成本與公差關(guān)系進(jìn)行研究，構(gòu)建了不同加工方法的成本-公差模型。 第五章：采用分層方法進(jìn)行零件工藝路線設(shè)計(jì)，研究特征加工過程中的定位順序設(shè)計(jì)，提出定位順序設(shè)計(jì)的基本規(guī)則，研究基于定位基準(zhǔn)的特征加工順序設(shè)計(jì)，構(gòu)建基于定位基準(zhǔn)的特征加工順序設(shè)計(jì)算法，結(jié)合第四章中特征加工方法鏈實(shí)現(xiàn)零件工藝路線設(shè)計(jì)；研究了面向制造環(huán)境的

5、集成式CAPP設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)模型，構(gòu)建面向制造環(huán)境的集成式CAPP優(yōu)化設(shè)計(jì)模型；開展了基于參數(shù)化工序樹的工序公差設(shè)計(jì)的研究，構(gòu)建了工序公差設(shè)計(jì)模型，分析了約束條件；構(gòu)建了不同加工方法的工序公差優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，采用GA算法進(jìn)行工序公差優(yōu)化設(shè)計(jì)。 第六章：基于以上各章的理論和方法開發(fā)了基于公差約束的CAPP原型系統(tǒng)，給出了原型系統(tǒng)總體框圖及系統(tǒng)構(gòu)成，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，完成了零件定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及優(yōu)化以及工序公差設(shè)計(jì)及