公差设计与工艺路线集成优化方法研究

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1、万方数据分类号：THl61密级：(秘密、机密、绝密)学校代码：10057研究生学号：11816006公差设计与工艺路线集成优化方法研究ResearchonIntegratedOptimizationMethodofToleranceDesignandProcessRoute专业名称：机械制造及其自动化指导教帅姓名：刘少岗副教授研究生姓名：刘超申请学位级别：工学硕上论文提交R期：2014年3月论文课题来源：白选项目学位授予单位：天津科技人学万方数据天津科技大学学位论文原创性声明IIIlllIIIIiillIIiilIIIIIIIILI

2、IIIllIY2755374本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体己弪发表或撰写的成果内容，也不包括为获得天津科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：参腰日期：1以Lt年弓月‘日知识产权和专利权保护声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师具体指导下并得到相关研究经费支持下完成的，其数据和研究成果归属于导师和作者

3、本人，知识产权单位属天津科技大学；所涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津科技大学所有。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文或使用论文工作成果时署名第一单位仍然为天津科技大学。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：引冬I＼R期：知什年弓月∥R学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，同意公布论文的全部或部分内容，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

4、用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密Il(请在方框内打”圹)，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密l卅(请在方框内打”、『”)。作者签名：割廷只期：oul叶年弓月厂同导师签名：剀步词同期：如脚年3月万Fl万方数据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

5、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

6、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

7、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；原型系统万方数据ABSTRACTThispaperputforwardtheintegratedoptimizationideaoftolerancedesignandprocessrouteonthebasisofthedomesticandabroadrelatedresearch，thentheintegratedoptimizationmathematicalmodelisputforwardandthesimulationsystemisbuilt

8、finally．Themainresearchworksincludethefollowingaspects：(1)Thebackground，significanceanddevelopmenttrendsofsubjectrese