复杂箱体零件孔加工工序优化技术研究

发布时间：2017-05-23 12:00

  本文关键词：复杂箱体零件孔加工工序优化技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国民经济的快速发展,机械制造行业对零件加工的要求越来越高,而孔加工在机械制造行业中非常常见,对于复杂箱体类零件的加工问题,一直是限制生产效率的一个重要因素。因此,运用现代化理论及优化算法优化加工工序,对于大多数企业生产效率的提高、生产成本的控制,都有着重要的实际意义。本文以我校自主研发的复合式镗铣加工中心为依托,解决了复杂箱体类零件孔加工工序优化的问题,具体的研究内容及结果如下:1、箱体零件孔的信息描述及加工工艺分析对属于非回转体的复杂箱体类零件的孔加工工艺规程进行了阐述。归纳和总结了加工复杂箱体零件上孔及孔系的方案。描述零件信息的组成,引入了特征的概念。探讨了复杂箱体零件的特点和在加工中心上加工箱体零件的工艺路线的确定原则和程序。对于孔的加工,采用特征的分类方法,划分出六个加工方位面,在每一个方位面上对加工孔进行分类,对建立的孔特征进行描述。2、采用遗传优化算法对孔加工工序进行优化遗传算法作为一种随机的搜索与优化方法,有着鲜明的特点。由于它不采用路径搜索,而是以概率选择为主要依据进行检索,可以处理复杂的目标函数和约束条件,实现全局最优化,避免落入局部极值点。针对复杂箱体类零件孔的加工,结合自主研发的复合式镗铣加工中心,利用遗传优化算法对复杂的孔进行合理的工步工序组合优化,对遗传算法中的基因编码进行了研究。为使每条无序的加工工步序列有效化,建立了加工工步的约束关系矩阵。利用遗传算法优化工步,可以降低加工中心刀具空行程、换刀次数、换刀时间这三个辅助时间对加工效率的影响,进而得到耗时最少,效率最高的孔加工方案。3、优化系统的开发以Visual Basic与Matlab为平台,开发出复杂箱体类零件孔加工工序优化系统,通过与实例结合,验证了遗传算法和系统不仅在理论上可行,而且具有很高的实用性,可以辅助的完成复杂箱体类零件上孔的加工工艺规划。
【关键词】：复杂箱体 遗传算法 孔加工 路径优化 MATLAB
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 课题来源与研究背景12-14
• 1.1.1 课题来源12
• 1.1.2 课题研究背景12-14
• 1.2 箱体孔加工工艺的关键技术及现状14-18
• 1.3 课题的研究意义与主要内容18-20
• 1.3.1 课题的目的与意义18-19
• 1.3.2 课题的主要内容19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第2章 复杂箱体零件孔加工工艺规划21-30
• 2.1 复杂箱体复合式镗铣加工中心概述21-23
• 2.2 箱体零件孔的加工工艺23-25
• 2.2.1 箱体零件加工的工艺原则23-24
• 2.2.2 箱体零件加工的工艺路线24-25
• 2.3 箱体零件孔加工要求及方法25-29
• 2.3.1 复杂箱体零件的特点25-27
• 2.3.2 箱体孔加工方法及工艺分析27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 箱体类零件的信息描述30-39
• 3.1 CAPP系统对零件信息的描述要求30-31
• 3.2 箱体类零件信息的描述方法31-34
• 3.2.1 零件信息的组成31-32
• 3.2.2 零件描述的基本方法32-33
• 3.2.3 箱体类零件信息描述33-34
• 3.3 孔特征信息的描述34-38
• 3.3.1 特征的定义34
• 3.3.2 孔特征的描述方法34-37
• 3.3.3 孔特征信息的模型37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 孔加工工步序列优化模型的建立39-50
• 4.1 加工内容的确定39-42
• 4.2 加工时间的数学模型建立42-48
• 4.2.1 孔加工时间优化的相关阐述42-43
• 4.2.2 基于遗传算法的孔加工排序的数学模型43-46
• 4.2.3 孔加工特征编码46-48
• 4.3 本章小结48-50
• 第5章 基于遗传算法的孔加工工序优化研究50-73
• 5.1 遗传算法概述50-52
• 5.1.1 基于遗传算法的工艺路线排序问题50-51
• 5.1.2 遗传算法的工艺路线优化51-52
• 5.2 评价函数的建立52-61
• 5.2.1 基于遗传算法的排序问题约束集52-54
• 5.2.2 复杂箱体孔坐标的确立54-60
• 5.2.3 基因的初始化60-61
• 5.3 优化流程61-67
• 5.3.1 基于MATLAB优化工具箱实现数学模型求解61-64
• 5.3.2 孔的加工工步顺序优化64-66
• 5.3.3 基因的变异66-67
• 5.4 基于遗传算法的加工工序优化算法的应用67-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第6章 系统设计与实现73-76
• 6.1 系统环境73
• 6.1.1 硬件环境73
• 6.1.2 软件环境73
• 6.2 系统主要界面展示73-74
• 6.3 系统应用74-75
• 6.4 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果84-85
• 致谢85-86

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