复杂圆柱零件专用组合加工平台工艺系统研究

发布时间：2018-07-18 16:34

【摘要】：机械加工工艺是机械产品设计通往实际生产的纽带,由于零件工艺路线的制定过程对生产环境具有很强的依赖性,因此其设计过程具有很大的不确定性。不仅如此,机械加工工艺路线设计的好坏将直接影响到企业的生产效率、组织管理、产品质量以及产品的制造生命周期。近年来制造业的生产活动大都面临多品种、小批量的生产模式。复杂圆柱零件是制造业的主要生产对象之一,复杂圆柱零件有着形状结构复杂、装夹难度大、工艺设计困难等特点是制造行业面临的主要问题之一。本文研究的内容是复杂圆柱专用组合加工平台的工艺决策及优化问题,首先,提出基于蚁群算法的复杂圆柱零件工艺优化决策方案,建立特征元工艺序列约束的数学模型；其次,对蚁群算法建模过程及基于蚁群算法的工艺优化方案的数学建模过程进行详细的阐述,对使用该方案能够得到满足加工要求的工艺路线进行验证；再次,为了提高基于蚁群算法的复杂圆柱零件工艺优化决策方案的实用性,开发基于蚁群算法的工艺优化系统,并对系统的设计过程进行详细的阐述；最后,对复杂圆柱零件的工装夹具进行设计。具体研究内容如下：1.简单介绍了项目来源,探讨了复杂圆柱类零件加工工艺的国内外研究现状,并对工艺优化决策方案的现状进行了总结。2.对复杂圆柱零件工艺规划中的约束问题进行了分析,首先对零件的特征进行了分类,并对常见典型零件特征的加工方案进行了总结。着重分析了零件不同特征之间的约束关系,给出了特征元、加工元的定义,对特征工艺序列的约束问题进行了数学建模,提出了约束矩阵的建立方法。3.提出了基于蚁群算法的工艺决策优化方案,介绍了蚁群算法的建模方法,确定了基于蚁群算法的工艺优化方案中的目标函数,提出了零件不同加工元之间的距离计算公式,建立了蚁群算法工艺优化决策的数学模型,并用MATLAB2014a编写了GUI界面,通过实例验证了该方法的可行性。4.开发了基于蚁群算法的工艺决策优化系统,并通过实例对该系统进行了测试,结果表明该系统能够生成满足加工要求的工艺路线。5.针对复杂圆柱零件单件、多品种、小批量的生产方式,设计了复杂圆柱零件生产过程中所需的组合夹具。
[Abstract]:Machining process is the link between mechanical product design and actual production. Because of the strong dependence on the production environment, the design process of mechanical product design process is very uncertain. Moreover, the quality of the process design will directly affect the production efficiency, organization and management, product quality and manufacturing life cycle of the enterprise. In recent years, manufacturing activities are mostly faced with a multi-variety, small-batch production model. Complex cylindrical parts are one of the main production objects in manufacturing industry. Complex cylindrical parts are one of the main problems faced by manufacturing industry because of their complex shape and structure, difficulty in clamping and difficulty in process design. The content of this paper is the process decision and optimization of the special machining platform for complex cylinder. Firstly, the process optimization decision scheme of complex cylindrical parts based on ant colony algorithm is proposed, and the mathematical model of characteristic element process sequence constraint is established. Secondly, the modeling process of ant colony algorithm and the mathematical modeling process of process optimization scheme based on ant colony algorithm are described in detail. In order to improve the practicability of the process optimization decision scheme of complex cylindrical parts based on ant colony algorithm, a process optimization system based on ant colony algorithm is developed, and the design process of the system is described in detail. The fixture of complex cylindrical parts is designed. The specific contents of the study are as follows: 1. This paper briefly introduces the source of the project, probes into the domestic and international research status of the machining technology of complex cylindrical parts, and summarizes the status quo of the process optimization decision scheme. The constraint problems in the process planning of complex cylindrical parts are analyzed. Firstly, the features of the parts are classified, and the machining schemes of common typical features are summarized. In this paper, the constraint relation among different features of parts is analyzed, the definition of feature element and machining element is given, the constraint problem of feature process sequence is modeled, and the method of establishing constraint matrix is put forward. The process decision optimization scheme based on ant colony algorithm is put forward, the modeling method of ant colony algorithm is introduced, the objective function of process optimization scheme based on ant colony algorithm is determined, and the calculating formula of distance between different machining elements of parts is put forward. The mathematical model of process optimization decision of ant colony algorithm is established, and the GUI interface is written with MATLAB2014a. The feasibility of the method is verified by an example. A process decision optimization system based on ant colony algorithm is developed, and the system is tested by an example. The results show that the system can generate a process route. 5. Aiming at the production mode of single, multi-variety and small batch of complex cylindrical parts, the combined fixture is designed in the production process of complex cylindrical parts.
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH16

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本文编号：2132502