基于加工成本最优化的冷镦机送料机构公差优化.pdf

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1、2011年12月机床与液压Dec.2011第39卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1.39No.23DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2011.23.010基于加工成本最优化的冷镦机送料机构公差优化刘文玉,崔海波(上海大学机电工程及自动化学院,上海200072)摘要:以加工成本最优化为目标,根据公差一加工成本的关系模型以及机构性能可靠性的约束条件,推出冷镦机送料连杆机构公差优化的数学模型,结合随机模拟方法和遗传算法对该优化模型进行计算求解,并通过实例分析与计算,验证了优化模型以及求解方法的可行性。关键词:加工成本;公差优化;随

2、机模拟;遗传算法中图分类号:TH124文献标识码:A文章编号:1001—3881(2011)23—035—3ToleranceOptimizationforFeedMechanismofColdForgingMachineBasedonManufacturingCostOptimizationUUWenyu.CUIHaibo(SchoolofMechanical—ElectronandAutomationEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Torealizethemanufacturing

3、costoptimization,thetoleranceoptimizationofthefeedmechanismwasresearched.Basedonthefunctionsofcostandtoleranceandtheconstraintsofreliability,themathematicalmodeloftoleranceoptimizationforfeedmechanismofcoldforgingmachineWaSproposed.Themodelwassolvedbythecombinationofrandomsimulationmethoda

4、ndgeneticalgorithm.Thefinaloptimizationresultsshowthemodelandsolutionmethodarefeasible.Keywords:Manufacturingcost;Toleranceoptimization;Randomsimulation;Geneticalgorithm送料连杆机构是自动冷镦机的重要组成部分,决定了加工棒料的一次进给长度,从而影响冷镦产品的最终质量。对于已经确定了设计参数的送料机构,设计参数的加工误差通常会使得机构质量不能满足设计要求。为保证送料机构满足质量要求,就需要严格控制设计参数所允许

5、的加工公差,但是过分控制加工公差会大大增加构件的加工成本。因而在满足机构性能要求的前提下,如何尽可能降低加工成本将是文中公差优化设计工作所关注的重要内容。图1送料连杆机构模型简图1公差优化模型下面对杆件的最大摆动角位移进行分析,根1.1送料机构运动学分析据封闭矢量环法,建立矢量方程:图1所示为SJBF-64S型号冷镦机的送料连杆机OA+AC=OB+BC(1)构模型简图,其中曲柄为原动件,通过一对齿轮BD+DE=BF+FE(2)实现驱动;杆件EF为输出摇杆,上面安装控制送料建立图示工作坐标系,并将式(1)、(2)写成棘轮的棘爪;BD杆为可调标尺,对摇杆EF的最大解析式,得出位

6、移方程。摆角进行调节和控制。XALo^。。根据冷镦机设备的工作要求,送料机构通过杆件(3)驱动送料棘轮间歇运动,从而带动送料轮转动,【YA=LOAsina其一次转角决定着设备一次送料长度。因而这里需要+c∞2+LBccOSS3【(4)对杆件EF进行运动学分析,才能对机构的性能指标Y^+LAcsins2Y+Lcsins3进行有效的评定。收稿日期:2010—11—23基金项目:浙江省宁波市科技重点攻关项目(2009B36010)作者简介:刘文玉(1984一),男,硕士研究生,研究方向为机械制造及其自动化。E—mail:1wy.01@163.com。·36·机床与液压第39卷E=

7、B+Lnocosot3+LDECOSO/4=于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法。利用遗,一L。传算法解最优化问题,首先对可行域内的解进行编码(5)yEYB+LBDsina3+LDEsinot4=(浮点或二进制),同时利用随机方法生成初始群体,再利用适应函数评估初始群体的个体,按照相应的选Y,一LeFSinot5择策略选择适应度高的新群体,然后通过变异和交叉分别对方程式(4)、(5)应用Newton—Raphson算子改变新群体中的个体。如果经过若干代后,观察方法进行求解,求得各杆件的位置角Ot(i=1,2,3,

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