基于状态空间模型的精密机床装配精度预测与调整工艺

在精密机械装配过程中,整机装配精度保障不能仅通过零件公差设计,还必须通过测量与调整等装配工艺共同实现,因此需要建立装配过程偏差传递预测与控制的数学模型,定量描述装配调整工艺对最终整机精度的影响。运用微分运动矢量作为各装配工序误差状态的统一表达方式,构建了零件公差模型、几何特征测量结果与装配过程偏差源数学表达的对应关系,提出了描述精密机床装配过程中关键几何特征变动、特征测量、调整的偏差传递状态空间模型。基于该模型,根据当前装配工序偏差与装配调整工艺对整机精度的影响规律预测,确定本道工序装配调整策略,从而保障整机装配精度。最后以精密卧式加工中心为对象进行计算分析,验证了该建模方法的有效性。     

基于矢量环装配模型的二维公差分析

在公差分析中,大多数都要求提供描述装配响应函数与零件尺寸设计变量之间关系的函数。然而,复杂的二维公差分析中,这种函数关系通常难于得到。本文提出的基于矢量环装配公差模型,不须提供这些函数关系,而是通过矢量运算得到计算封闭环公差所需的灵敏度系数,进而有效地解决二维尺寸链的公差分析问题。最后给出一个工程应用实例,说明该方法的有效性。     

基于三维模型的航天器装配精度预测方法

针对航天器的装配精度准确预测问题,提出一种基于三维模型的航天器装配精度预测方法.分析了航天器结构的装配连接特点,建立了包括装配体模型、零件模型、结构模型和公差模型四个层次的航天器装配精度信息模型;构建了三维模型坐标系,分析了航天器装配关键节点的公差作用影响以及不同几何坐标系下的装配公差作用转化机理;利用最小偏差传递路径原理搜索得到了航天器的装配公差传递路径,并采用极值法实现了装配精度预测.以航天器的舱段对接和设备安装为例,对所提方法和算法进行了验证.     

飞机管路连接件装配偏差对密封性影响的仿真分析与试验验证*

为研究管道装配偏差对管路连接件密封性能的影响规律,建立管道连接件模型,提出有效密封的判定条件,并通过静力学仿真分析管接头接触面摩擦因数、管道装配偏差(轴向、径向及角度)对管接头连接件密封性能的影响。结果表明:拧紧力矩的增加会使密封性能增强,但超过某一极限值,管路连接件可能发生破坏;管接头与管道接触面的摩擦因数增加,密封性能降低;装配过程中的轴向偏差会降低密封性,甚至失去密封性;径向偏差和角度偏差会稍稍降低密封性,但管道会出现塑性变形。建立管道密封试验系统,试验验证了仿真分析的正确性。     

基于偏差有向图和D-H方法的产品装配精度预测技术

装配精度预测对于产品装配精度保证具有重要意义。综合产品偏差源和偏差统一模型表达,提出偏差的旋量映射方法;在零件配合、双配合偏差传递分析的基础上,给出装配偏差有向图(Directed deviation graph,DDG)模型,并提出产品装配偏差有向图的构建流程。基于DDG模型,进一步研究用于装配精度累积的最小偏差路及其Dijkstra求解算法。在最小偏差路基础上,针对一维线性方向的装配精度预测,给出刚性零件装配偏差统计量的求解方法;针对多维空间方向的装配精度预测,提出借鉴并联机器人末端位姿计算的D-H(Denavit-hartenberg,D-H)方法,进行刚性零件装配偏差统计量的求解流程。基于装配偏差统计量,进一步给出产品装配精度评价指标,以及产品装配精度预测方法。以某产品的装配为例,介绍装配偏差统计量的求解及其装配精度预测过程。     

多环闭链机构偏差传递分析及几何精度建模

要实现对多环闭链机构的精度预测和反演设计,建立其几何精度模型至关重要。由于存在闭环耦合、结构复杂等不利因素,多环闭链机构精度建模相比开链机构更加困难。为了解决上述问题,提出一种适应于任意多环闭链机构的几何精度建模方法。首先对多环闭链机构中的误差源进行分析和建模,利用提出的两个新概念--独立环和耦合环来描述机构中存在的所有闭环类型。然后通过首次定义的新算子--低层环算子和新序列--低层环序列来表征多环闭链机构中的环与环邻接关系,并以此获得多环闭链机构误差传递规律。在此基础上,利用多环闭链几何位置方程建立精度计算模型,并基于该精度模型和误差源概率分布函数实现多环闭链误差空间分析。最后以平面SAR天线可展支撑机构作为算例,验证了上述方法和理论的有效性。     

基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法

提出了基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法,并以舱门-门框装配为例进行了详细阐述.首先介绍了摄影扫描组合测量方法的原理及测量流程;接着以飞机舱门装配为例,从约束关系建立、位姿调整和阶差间隙求解3个方面详细阐述了数据分析步骤;最后以某型飞机舱门试验件为验证对象,对装配阶差间隙值进行了预测分析,并将预测值与装配后的实测...     

基于二维装配消隐的螺纹连接件参数化图库

分析了AutoCAD下实现二维装配消隐的方法,利用AutoCAD2004及以上版本提供的Wipeout命令开发了具有二维装配消隐的螺纹连接件参数化图库.提出了标准件比例图形的简便参数化建模方法,避免了复杂的几何求交计算,可简化编程.由于采用了用消隐方法绘制的装配图,不破坏被连接图形的完整性,利于对装配图形进行再编辑.     

基于大偏差原理的多维偏差源扰动下装配精度保持性分析方法EI北大核心

针对航空复杂产品装配过程中,多维装配偏差源间的非线性耦合作用会导致装配精度传递保持能力弱且可能发生极大装配超差的现象,提出一种基于概率法的装配过程精度保持性评价模型与方法。首先,分析装配偏差引起的应力作用,研究基于应力效应的多维装配偏差耦合聚焦超差效应,并以概率评价法为基础研究装配精度保持性;其次,采用大偏差原理中Gartner-Ellis定理分析装配过程极大超差问题的发生概率,建立融合偏差分析与大偏差原理的装配精度保持性评价概率模型;此后,利用动态滑动窗口法实现基于实测信息的超差概率计算,并以此结果为判据提出装配精度保持性的反馈调整措施。以某典型机翼盒段件为例,通过计算装配过程外形对缝间隙与阶差指标发生极大超差的概率,并借助装配超差预防优化系统实现装配过程的精确调整,提升装配质量约30%,增强了装配过程精度处于受控范围的能力。     

一种发动机装配线活塞油环分环机构的设计

对一种发动机活塞环装配机进行了分析,针对其结构缺陷设计了一个灵巧的油环分环机构,解决了因装配过程中卡环、推板易磨损等一系列问题。     

基于数字孪生的航天器装配质量监控与预测技术

鉴于航天器装配过程中不确定因素多,无法准确有效地预测和评估航天器的实际性能,装配过程中因进行大量复杂的性能试验来验证产品性能指标的符合性而极大影响了装配效率,提出一种基于数字孪生的航天器装配质量在线监控与预测方法.分析了航天器装配执行层面总体流程的特点,在此基础上给出面向航天器装配质量的数字孪生建模方法,以及面向数字孪...     

基于SVR-GA算法的广义加工空间机床切削稳定性预测与优化研究

针对机床零件加工位置和进给方向不确定造成刀尖频响函数变化,导致切削稳定性叶瓣图与无颤振工艺参数预测具有不确定性问题,提出一种耦合支持向量回归机(SVR)与遗传算法(GA)的切削稳定性预测与优化方法。该方法采用锤击法模态实验和空间坐标变换,获取样本空间不同加工位置与进给方向的刀尖频响函数;进而结合传统切削稳定性预测方法构建以各向运动部件位移、进给角度、主轴转速、切削宽度、每齿进给量为输入的极限切削深度SVR预测模型;采用该SVR模型作为切削稳定性约束建立材料切除率优化模型,通过遗传算法求解各运动轴位移、进给角度与切削参数的最优配置。以某型加工中心展开实例研究,实验结果表明获取的优化配置能实现稳定切削,验证了该方法的有效性。