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基于多色集合理论的加工工艺规划建模与推理技术的研究

作　者: 刘晓阳
导　师: 刘恩福；方忆湘
学　校: 河北科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 多色集合理论 加工中心 箱体零件 工艺规划建模 约束模型
分类号: TH162
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
引　用: 2次
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内容摘要


加工工艺决策是生产技术准备工作的第一步,也是连接产品设计与产品制造之间的桥梁。工艺规划决策是进行工装设计与加工路线设计的主要依据,它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响,因此是生产中的关键工作。针对加工中心上复杂箱体零件一次装夹下的工艺决策,本文主要完成以下工作:研究了加工方案的优化选择,通过从建立的箱体零件知识混合模型上获取进行工艺决策的特征信息,利用建立的关系模型生成加工方案候选集,对其进行优化获得合理的加工方案;研究了刀具的整体优化,根据生成的加工方案,结合箱体零件的特征信息,选择合理的加工刀具;研究了基于约束模型的遗传算法进行工步排序,根据以辅助加工时间最短为优化目标的工步排序原则,建立了问题的数学优化模型,采用多色集合理论中的围道布尔矩阵建立了问题的约束模型,直观地描述了问题的约束条件;设计了基于约束模型的遗传算法进行工步排序,由于引入了约束模型,遗传算法的整个搜索过程都被控制在有效解范围内。论文采用多色集合理论建立工艺规划模型,将零件的特征信息同工艺知识紧密的联合到一起,彼此之间产生关联;然后,主要利用多色集合中的着色的逻辑运算,并结合模糊算法和遗传算法进行决策推理获得合理的决策结果。本课题所设计的面向CAPP的箱体零件的工艺决策系统,是在CAXA实体设计平台上利用Visual C++ 6.0进行开发的。系统基于Windows XP操作系统,采用Microsoft Access数据库进行管理,具有友好的用户界面。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 引言  8
  1.2 工艺决策的研究现状  8-9
  1.3 计算机辅助工艺决策国内外研究现状  9-10
    1.3.1 国外研究状况  9-10
    1.3.2 国内研究状况  10
  1.4 本课题的研究意义  10-11
  1.5 本课题主要工作  11-12
  1.6 本课题的章节安排和组织结构  12-14
第2章 一次装夹下箱体零件工艺规划相关信息的确定  14-22
  2.1 箱体类零件的特点  14-15
    2.1.1 箱体类零件的功用及结构特点  14
    2.1.2 箱体零件的主要技术要求  14-15
    2.1.3 箱体零件的材料及毛坯  15
  2.2 箱体零件的加工特点  15
  2.3 数控加工中心上加工箱体的工艺特点  15-16
  2.4 箱体零件信息的描述  16-18
    2.4.1 零件信息描述技术的基本方法  16-17
    2.4.2 箱体零件特征－知识混合模型的构建  17-18
  2.5 箱体零件CAPP工艺决策技术  18-21
    2.5.1 CAPP工艺决策方法  19
    2.5.2 CAPP工步排序  19
    2.5.3 CAPP系统刀具选择与优化  19-20
    2.5.4 切削参数的选择  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第3章 一次装夹下箱体零件加工工艺规划建模分析  22-35
  3.1 多色集合理论  22-23
    3.1.1 多色集合理论的提出与发展  22-23
    3.1.2 在多色集合中着色的逻辑运算  23
  3.2 基于多色集合理论的工艺决策过程建模  23-34
    3.2.1 工艺关系模型  23-25
    3.2.2 加工方案优化选择建模  25-28
    3.2.3 基于多色集合理论的刀具整体优化建模  28-31
    3.2.4 基于多色集合理论的工步排序建模  31-34
  3.3 本章小结  34-35
第4章 基于数学模型的箱体零件工艺决策方法研究  35-60
  4.1 加工方案的优化选择  35-38
    4.1.1 生成加工方案的候选集  35-37
    4.1.2 加工方案的模糊优选  37-38
  4.2 数控加工刀具优化选择  38-41
    4.2.1 确定候选刀具集  38-39
    4.2.2 单把刀具的优化选择  39-40
    4.2.3 整体刀具的优化选择  40-41
  4.3 基于约束模型进行工步排序  41-46
    4.3.1 遗传算法的概述  41-43
    4.3.2 基于约束模型获得相关联的加工工步  43-44
    4.3.3 利用遗传算法进行工步排序  44-46
  4.4 实例分析  46-59
    4.4.1 车床主轴箱箱体加工工艺分析  47-49
    4.4.2 进行决策优化  49-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章 工艺决策软件的设计与实现  60-68
  5.1 系统开发环境  60
  5.2 数据库概念结构设计  60-61
  5.3 系用主要功能模块的设计及实现  61-67
    5.3.1 系统结构  61-62
    5.3.2 系统设计流程图  62-63
    5.3.3 系统的主要界面  63-67
  5.4 本章小结  67-68
结论与展望  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间所发表的论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械制造工艺 > 工艺设计
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