مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی سیستم بست برای قطعات با هندسه شکل-آزاد

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشیار گروه ساخت و تولید، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
طراحی قید و بند برای قطعات با هندسه شکل-آزاد نیاز به پردازش، محاسبات و هزینه بالاتری نسبت به قطعات چندوجهی دارد. نظر به این که طراحی سیستم جاسازی و بست هسته اصلی سامانه طراحی قید و بند را تشکیل می دهد، در این مقاله روشی تحلیلی برای طراحی سیستم بست به صورت خودکار برای این نوع از قطعات ارائه می شود. طراحی سیستم بست بر مبنای سه اصل اجرا می شود که نقاط اعمال بست از دو اصل اول تعیین شده و توسط اصل سوم، راستی آزمایی می گردد. اصول مذکور شامل کمترین تعداد بست، بیشترین مولفه نیروی بست در راستای اعمال جاسازها و حفظ پایداری استاتیکی قطعه کار در سیستم قید و بند است. پس از ارائه روش مدل سازی ریاضیاتی هریک از این اصول، پیاده سازی نرم افزاری آن ها در محیط یکپارچه طراحی قید و بند به کمک رایانه (توسعه داده شده توسط نویسندگان مقاله) اجرا گردید. سه نمونه مطالعه موردی شامل مدل هایی از قطعات شکل-آزاد حاوی سطوح نربز برای سنجش عملکرد تحلیل پیاده سازی شده استفاده شد. کمترین تعداد بستِ محاسبه شده برای این مطالعات موردی همراه با پایداری قطعه کار در تماس با جاسازهای شش گانه و بست ها، نشان دهنده قابلیت اطمینان بالای روش ارائه شده در طراحی سیستم بست برای قطعات شکل-آزاد بود. قابلیت های طراحی خودکار سیستم بست برای قطعات (فارغ از نوع هندسه آن) و یکپارچه شدن با سایر ماژول های طراحی قید و بند (همچون طراحی سیستم جاسازی) امکان استفاده صنعتی از این سیستم را فراهم می کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design of clamping system for workpiece with freeform geometry

نویسندگان English

Hadi Parvaz 1
Mohammad Javad Nategh 2
2 Assoc. Prof, Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده English

Jig and fixture design for workpieces with freeform geometry has more complexity in comparison with the polyhedral parts. The locating and clamping system design construct the basis of the jig and fixture design activities. In this study, a theoretical analysis is suggested for automatic design of clamping points for freeform workpieces. The clamping design is performed in three main stages which the clamping application points are determined through the first two principles and being verified through the last stage. The mentioned principles consist of: (1) the minimum quantity of clamps, (2) the maximum clamping force components on the locating directions and (3) the workpiece static stability under the external wrenches. After mathematical modeling, the suggested analysis was implemented into the already designed CAFD framework by the authors. Three machining models were chosen as case studies to evaluate the capabilities of the implemented system in robust design of clamping layout. The minimum quantity of clamps (single clamp for two case studies and double clamp for the third one) was designed by the developed method that verified the robustness and reliability of the suggested and implemented clamping system design model. The automatic design of clamping scheme for workpieces (regardless of the geometry) beside its capability in integration with the other modules of fixture design activities provides the opportunity for the system to be used in industrial applications.

کلیدواژه‌ها English

Clamping System Design
Fixture Design
Free-form Geometry
Stability analysis
Turbine Blade