面向CAFD的装夹布局可达/可离性分析方法

摘要

制造业正不断地发展与进步，机械加工技术水平也随之不断提升，夹具依然是影响产品加工精度与制造成本的一种在制造技术中至关重要的工艺装备。对装夹布局性能的评估，是保证夹具设计满足实际加工需要的关键。可达/可离性是装夹布局性能的重要指标，它反映了将工件安装到/脱离出夹具装夹布局的可能性。分析可达/可离性有助于在工件上正确选择装夹表面和装夹点，为此，本文对“工件-夹具”装夹布局的可达/可离性进行了详细的分析。
　　首先，依据工件与装夹元件的实际接触或装配情况进行数学建模，并利用泰勒定理推导了“工件-夹具”装夹布局可达/可离性运动学模型，简称可达/可离性模型。然后，通过对可达/可离性模型进行分析，可以将工件安装到/脱离出装夹布局的可能性等价于可达/可离性模型的解的存在性，并借助任意数可表达为两个非负数之差这一数学技巧作为桥梁，将可达/可离性模型的解的存在性问题转化为线性规划问题，得到了装夹布局可达/可离性的判断方法。接着，尤其是在判断可达/可离性模型有解的情况下，继而考虑了工件安装到/脱离出装夹布局的可行方向。在此基础上，进一步将寻找可达/可离的可行方向转化为求可达/可离性模型的通解，由此构建了求解线性不等式方程组的Γ-算法。最后，以Matlab为载体，开发出可达/可离GUI分析系统，实现夹具性能的装夹布局可达/可离性的自动评估。
　　这个“先有解-再求解”的算法仅涉及到装夹元件在工件表面处的位置与单位法向量信息，不仅适用于形状复杂的工件，而且避免了可达/可离性模型无解情况下依旧求解的局限性，同时也拓展和丰富了自动化夹具设计的理论基础。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及研究方法

1.4 论文框架与章节安排

第二章 可达/可离概念、模型及其分析

2.1 引言

2.2 可达/可离模型

2.3 可达/可离性分析

2.4 可达/可离性判断实例

2.5 本章小结

第三章 可达/可离方向的确定

3.1 引言

3.2 可达/可离方向求解算法

3.3 可达/可离方向求解实例

3.4 本章小结

第四章 计算机辅助可达/可离性分析

4.1 引言

4.2 可达/可离GUI系统

4.3 应用实例

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文及参加科研工作情况

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

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