工装设计校验及优化技术研究

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1、工装设计校验及优化技术研究韩文立2015年1月中图分类号：TH164UDC分类号：621.7工装设计校验及优化技术研究作者姓名韩文立学院名称机械与车辆学院指导教师张发平副教授答辩委员会主席王西彬教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月StudyonfixturedesignverificationandoptimizationtechnologyCandidateName：WenliHanSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEn

2、gineeringFacultyMentor:AssociateProf.FapingZhangChair,ThesisCommittee：Prof.WangXibinDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015北京理工大学硕士学位论文摘要工装用来确定工件在机械加工中的方位，它直接影响加工质量、生产效率和成本。随着零件

3、加工精度要求的提高，对工装的定位精度、装夹稳定性、装夹变形控制的要求也不断提高。因此工装的设计校验就成为计算机辅助工装设计（CAFD）研究的重要内容。本文以航空类零件机械加工工装为对象，针对工装快速设计和设计校验问题，进行了以下几项研究工作：1.提出了基于资源库的工装快速设计建模技术，采用基于实例的工装快速设计、工装模块化设计和工装关键组件参数化快速建模技术实现了工装的快速建模，为工装的设计校验提供基础。2.提出了基于蒙特卡罗的工装定位误差校验方法，由工装各定位的统计误差，通过所建立的定位误差传递模型，给出了工件

4、定位误差统计分析方法，实现了工件的统计误差检验。3.提出了航空薄壁类零件的工件夹具系统的变形分析及控制方法，建立了工件-工装元件接触模型、铣削刀具-工件接触模型，并采用加工过程的有限元仿真进行了变形分析给出了变形控制方法。4.提出了工装稳定性的校验分析方法。通过分析工装稳定性的影响因素，建立了工装稳定性经验评估模型，给出了布局稳定性综合评价指标。5.根据本文所述理论，利用CATIA二次开发工具CAA和UG二次开发工具NXOpen，开发了工装设计校验及优化系统，并通过实例对上述内容进行了验证。关键词：计算机辅助工装

5、校验；工装稳定性；定位精度；加工变形；定位布局优化I北京理工大学硕士学位论文AbstractFixturethatusedtoworkpiecelocatingandfixingduringmachiningdirectlyaffectsthemachiningaccuracy,productivityandcost.Withthedevelopmentofmachiningtechnology,therequirementsofthefixturestability,clampingdeformationand

6、locatingprecisionishighandhigh.Inthistrend,rapidfixturedesignandverificationbecominganimportantpartofcomputeraidedfixturedesign(CAFD)study.Inthispaper,basedonaviationpartsfixturedesignandverification,someresearchworkcarriedoutasfollows:(1)Arapidfixturedesignm

7、ethodbasedonfixturedesignresourceslibrarywasproposed.3kindsofmethodshavebeenusedduringthefixturerapiddesignprocess.Theywerecase-basedreasoningtechnology,modulardesigntechnologyandthetechnologyofrapidbuildingfixturecomponentinstance.(2)Workpiecelocatingerrorve

8、rificationbasedonMonteCarlomethodwasproposed.Thecausesoflocatingerrorwereanalyzed,theerrorpropagationmodelhavebeenconducted.Thestatisticalanalysismethodofworkpiecelocatingerrorwasgivenand