公差设计与工艺路线集成优化方法研究

发布时间：2017-05-10 22:05

  本文关键词：公差设计与工艺路线集成优化方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文在综合国内外公差设计与工艺路线相关领域研究成果的基础上,提出了公差设计与工艺路线集成优化的思想,建立了公差设计与工艺路线集成优化模型,并最终创建了公差设计与工艺路线集成优化原型系统。 主要研究工作包括以下几个方面： (1)对课题研究背景和意义、国内外研究动态及发展趋势进行了概述,阐述了对公差设计与工艺路线决策进行进一步研究的重要意义。 (2)对并行公差设计相关的关键技术进行了研究,建立了以最小加工成本为目标,以装配功能要求、经济加工精度范围为约束,基于粒子群算法的并行公差优化设计模型。以圆锥齿轮部件为工程实例,验证了该模型在解决工程实际问题时的有效性,但同时发现了现有的并行公差设计方法仍然存在缺点和不足,阐述了对现有的并行公差设计方法改进、建立更加合理的数学模型的必要性。 (3)提出了公差设计与工艺路线集成优化的思想,对公差设计与工艺路线集成优化关键技术进行了研究,并对集成优化的可行性进行了论证,在此基础上建立了以最小加工成本为目标,以加工方法选择、经济加工精度范围、装配功能要求为约束的集成优化数学模型。采用TOMLAB工具箱对集成优化数学模型进行了求解,并通过了齿轮部件工程实例的验证。 (4)在MATLAB运行环境中以GUIDE作为研发工具,建立了基于公差设计与工艺路线集成优化模型的图形用户界面,并最终创建了公差设计与工艺路线集成优化原型系统。集成优化原型系统操作简单、通用性良好,解决了以往集成优化模型求解过程中程序编写困难、易出错等问题,减轻了设计人员以及工艺人员的工作负担,大大降低产品的设计周期和制造成本,对于促进CAD/CAPP/CAM集成具有一定的现实意义。
【关键词】：并行公差 工艺路线 集成优化 粒子群算法 TOMLAB 原型系统
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG802;TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-13
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.1.1 课题研究背景8
• 1.1.2 课题研究意义8-9
• 1.2 计算机辅助公差设计在国内外的研究动态及发展趋势9-11
• 1.2.1 计算机辅助公差设计在国内外的研究动态9-11
• 1.2.2 计算机辅助公差设计发展趋势11
• 1.3 计算机辅助工艺规划在国内外的研究现状及发展趋势11-12
• 1.3.1 计算机辅助工艺规划在国内外的研究现状11
• 1.3.2 计算机辅助工艺规划发展趋势11-12
• 1.4 课题来源及本文研究的主要内容12-13
• 2 并行公差优化设计13-25
• 2.1 并行公差设计关键技术13-18
• 2.1.1 并行公差优化设计13
• 2.1.2 尺寸链13-16
• 2.1.3 成本—公差模型16-17
• 2.1.4 装配功能要求约束17-18
• 2.1.5 经济加工精度范围18
• 2.2 并行公差设计数学模型18-19
• 2.2.1 并行公差设计目标函数18-19
• 2.2.2 并行公差设计约束条件19
• 2.3 粒子群算法19-20
• 2.3.1 粒子群算法简介19-20
• 2.3.2 粒子群工具箱20
• 2.3.3 粒子群工具箱在MATLAB中的应用20
• 2.4 工程实例验证20-24
• 2.4.1 工程实例建模21-23
• 2.4.2 工程实例优化求解23-24
• 2.4.3 结果分析与比较24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 公差设计与工艺路线集成优化方法25-43
• 3.1 集成优化关键技术25-32
• 3.1.1 加工方法选择及经济加工精度范围确定25-27
• 3.1.2 艺路线技术经济评价27
• 3.1.3 序加工难易程度模糊综合评判27-28
• 3.1.4 加工因素权重系数28-32
• 3.1.5 艺路线最终制定32
• 3.1.6 集成优化可行性论证32
• 3.2 集成优化数学模型32-34
• 3.2.1 集成优化目标函数32-33
• 3.2.2 集成优化约束条件33-34
• 3.3 集成优化算法34-38
• 3.3.1 集成优化模型分析34
• 3.3.2 TOMLAB工具箱34-36
• 3.3.3 算法验证36-37
• 3.3.4 优化结果分析37
• 3.3.5 集成优化模型转化37-38
• 3.4 集成优化实例验证38-42
• 3.4.1 集成优化过程38
• 3.4.2 工程实例验证38-42
• 3.5 本章小结42-43
• 4 公差设计与工艺路线集成优化原型系统43-55
• 4.1 集成优化原型系统建立的必要性43
• 4.2 集成优化图形用户界面设计43-51
• 4.2.1 图形用户界面功能分析43-44
• 4.2.2 图形用户界面草图绘制44-45
• 4.2.3 控件属性设置及回调函数编写45-51
• 4.3 集成优化原型系统51-54
• 4.3.1 集成优化原型系统建立过程51
• 4.3.2 集成优化原型系统操作方法51-52
• 4.3.3 集成优化原型系统实例演示52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 结论55-56
• 6 展望56-57
• 7 参考文献57-62
• 8 论文发表情况62-63
• 9 致谢63-64
• 附录64-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：355557