面向鞋楦自由曲面工件的柔性夾具設(shè)計(jì)方法研究與應(yīng)用.pdf

1、制鞋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和個性化制鞋的不斷深入,對傳統(tǒng)制鞋過程中鞋楦的裝夾提出了更高的要求。傳統(tǒng)的鞋楦可調(diào)式夾具已經(jīng)成為制約制鞋生產(chǎn)自動化和柔性生產(chǎn)能力的主要瓶頸之一。基于這種背景,論文以鞋楦CAD模型為基礎(chǔ),對鞋楦自由曲面工件的柔性夾具設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入的分析與研究。提出了一種基于CATIA二次開發(fā)技術(shù)提取鞋楦表面信息的方法;并以鞋楦為對象進(jìn)行了夾具定位夾緊規(guī)劃,同步優(yōu)化了夾具布局和夾緊力;最后運(yùn)用變胞機(jī)構(gòu)自重構(gòu)特征對柔性夾具進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),研制出

2、一種新型的鞋楦柔性夾具,以適應(yīng)現(xiàn)代鞋業(yè)制造系統(tǒng)的柔性生產(chǎn)要求。論文的主要工作如下:
　　 1)闡述一般曲面信息的計(jì)算方法,并分析其缺陷,針對難以給出曲面函數(shù)的鞋楦工件,提出了一種基于CATIA二次開發(fā)的自由曲面信息提取方法,該方法操作方便且計(jì)算有效。根據(jù)計(jì)算得到鞋楦采樣點(diǎn)的坐標(biāo)和法向量信息,建立夾具系統(tǒng)坐標(biāo)系,并通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法完成鞋楦與夾具系統(tǒng)坐標(biāo)系之間的匹配。
　　 2)根據(jù)對鞋楦表面形狀及工藝要求的分析,利用封閉性

3、原則確定鞋楦夾具的定位夾緊方案。從降低鞋楦工件加工變形的角度,運(yùn)用遺傳算法和有限元法作為分析方法,對夾具布局和夾緊力進(jìn)行同步優(yōu)化。以特定鞋楦為例進(jìn)行優(yōu)化分析,最優(yōu)設(shè)計(jì)中加工點(diǎn)處工件最大變形值為0.82mm,比經(jīng)驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)時小0.25mm,降低了23％;總夾緊力比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)時小377.8N,降低了47％。
　　 3)將變胞機(jī)構(gòu)自重構(gòu)原理應(yīng)用于柔性夾具設(shè)計(jì),結(jié)合鞋楦自由曲面工件裝夾重構(gòu)特征進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),對鞋楦夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度和拓?fù)浣Y(jié)