CAD系统中并行公差的建模方法

提出一种基于产品设计与制造、支持公差工程语义和并行公差的几何公差计算机辅助建模表示新方法。在CAD系统中，进行装配公差和零件制造公差建模，利用特征的几何公差结构块，求出各种公差带的空间表示函数，计算有关公差带在三维空间中相应自由度的允许变动量，为公差分析和综合提供实用的模型。用工程实例验证了所提出的方法。     

基于变动几何约束网络的公差设计研究

在阐述和完善变动几何约束的定义和分类,变动几何约束网络的生成及其运动学模型的基础上,研究了计算机辅助公差类型的生成规则、方法,公差网络的表示方法,以及公差大小的最优分配方法。给出了基于三维CAD系统的计算机辅助尺寸公差和形位公差综合设计的总体框架和原型系统。实例分析验证了此系统的有效性。     

形位公差信息模型研究新进展

形位公差的信息模型是CAD/CAM能否有效集成的关键问题。形位公差的信息模型不仅要清楚表达它的工程语义 ,而且要便于公差信息在计算机中的表示、传递和运算。简要介绍矢量化公差数学定义标准ANSI 14 5 1M 1994及公差信息在CAD/CAM系统中的表示方法 ;分析目前该技术的研究现状 ,提出基于数学定义的三维公差模型是形位公差信息建模的发展趋势     

面向系统的平面公差语义及其数学模型

针对机床系统的数字化精度分析及公差设计需求,以平面为例,提出了面向系统的公差语义并给出了其数学模型。面向系统的公差语义被定义为零件几何要素的公差对其广义配合件在6个自由度上的作用输出。遵循所提出的建模原则,公差域的数学描述基于零件的三维造型特征点,并适用于零件和装配两个层面。推导出了平面公差的6个输出参数并表示为齐次坐标变换矩阵的形式,实现了公差数学模型与机床系统误差模型的兼容。最后给出了一个在公差调整中的应用示例。     

具有不等定位公差约束的轴线特征变动建模及其实现

结合运用自由度和变动思想,给出轴线基于自由度变动的数学表示.研究变动建模的约束条件,以此为基础详细研究当轴线特征两端给定的定位公差要求不相等时的各种变动建模方法,准确地表示轴线公差约束的语义.针对在三维CAD系统中实现变动建模效率低的情况,研究基于区域分割算法和预计算处理的高效变动轴线建模实现方法,最后给出应用实例分析.     

支持并行工程的公差设计与评价研究

基于ISO／TC213的几何产品规范标准中的特征定义，提出了变动几何约束网络概念，并给出了它的运动学模型，阐述了在于该网络的完全约束评价和可装配件评价，引入并行工程的设计理念，将公差评价方法融入公差优化设计过程，研究了面向三维CAD系统的公差设计和原型系统。     

装配公差项目的自动生成——Jena规则

针对SWRL规则对大型装配体模型推理效率慢且易达到推理极限的问题，对Jena规则下的装配公差项目的自动生成方法进行了研究。首先，构建了公差语义表示模型，进而实现OWL文件的自动生成；其次，构建了几何尺寸与公差语义表示模型，并以Jena规则表示几何尺寸与公差的语义，从而建立了Jena规则以推理装配公差项目的自动生成。最后，以减速器模型为例验证了基于Jena规则的装配公差项目自动生成的可行性，并与传统的基于SWRL规则的装配公差项目推理方法做对比实验，结果显示基于Jena规则的装配公差项目推理方法更高效且具有更高的推理极限。     

基于特征的层次式公差信息表示模型及其实现

在自动特征识别的基础上,提出了基于特征的层次式公差信息的表示模型,共分为三层:基于特征的拓扑与技术相联表面层;最小特征基准元层;约束元层,并在三层之间定义了密切的联系。接着给出模型的实现方法,形成了层次式的公差表示模型,实现了公差信息的工程语义表示及其在CAD系统中的有机集成,这对于CAD/CAM的集成有着重要意义。     

基于SDT的三维公差域建模方法研究

以自由度和变动理论为基础,研究了基于SDT的平面特征公差数学模型表示方法。首先研究了三维公差域参数化表示方法,基于新一代产品几何规范标准体系(GPS),将几何偏差分为本质偏差和方位偏差,研究了三维公差域参数化建模方法,并基于运动自由度分析的SDT方法分析了三维公差域建模的一般步骤。最后以平面特征的公差建模为例,对不同类型的平面分别建立了数学模型。     

基于数学定义的平面尺寸公差数学模型

先以自由度变动为变量,给出了基于自由度变动的平面数学表示方法,接着根据平面在零件中方位的不同而隐含确定的自由度不同,对其进行分类,详细研究了不同类平面的不同尺寸 约束模式。从公差的数学定义出发,系统地推导了广义的尺寸公差数学模型,准确完整地表 示出了尺寸公差的语义。最后给出了其在公差分析中的应用实例。     

形位公差的计算机描述

公差信息是产品设计、制造和检测等过程中所必需的重要信息,在计算机集成制造环境中它为产品提供了设计的功能要求和工艺要求,是构成信息流自动化中的主要组成部分。本文着重研究常规和形位公差的计算机描述方法。提出了一套描述公差的数据结构,它可以与实体模型的CAD软件相连接,成为CAD软件中的一个功能模块。此数据结构已在IBM CATIA CAD/CAM软件上实现。     

平面要素公差数学定义理论及应用的研究

分析了当前的公差定义国家标准中存在的问题，结合运用公差最新的数学定义标准，系统研究了平面要素的公差以及误差的数学定义理论，以统一的方式给出了平面要素的形状公差、定向公差、定位公差及跳动公差的一致性条件及其严格的数学表达式，并在此基础上进一步阐述了该数学定义理论对公差建模及公差评定的作用。     

Towards a tolerance representation model for generating tolerance specification schemes and corresponding tolerance zones

In this paper, a tolerance representation model for generating tolerance specification schemes and corresponding tolerance zones is proposed to meet the requirement of the representation of tolerance information semantics. This model is hierarchically organized and consists of five layers. They are component, geometric feature, variational geometric constraint, tolerance specification scheme, and tolerance zone layers. The mating relations between components in the component layer, the mating relations between geometric features in the geometric feature layer, the variational geometric constraints between geometric features in the variational geometric constraint layer, the tolerance specification schemes of component in the tolerance specification scheme layer, and the tolerance zones of tolerance specification schemes in the tolerance zone layer are formally defined by one or more adjacency matrices, respectively. Based on the model, a method for generating tolerance specification schemes for component and their resultant tolerance zones is designed. This method shows how to adopt a top-down strategy to carry out tolerance specification for an arbitrary assembly designed in a CAD system. The paper also provides a practical example to illustrate how the method works.     

基于计算几何的曲面造型方法研究

以Pro/Engineer和UGNX为代表的计算机辅助设计和辅助制造软件,在制造行业已经成为产品设计和产品制造工程师的重要工具。这些CAD/CAM软件都必须能够胜任曲面造型的功能,它是产品三维设计的必然前提,因此曲面造型成为计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项研究重要内容,而计算几何正是对曲面造型进行研究的数学方法。通过对曲面造型和计算几何的相关概念的介绍,详细阐述了基于计算几何方法建立曲面参数曲线的各种数学建模过程。这些数学建模方法能为各种CAD/CAM系统实现曲面功能提供理论指导。     

三维CAD系统中变动孔特征通用生成方法

公差给出了有误差的真实加工零件可以变动的极限范围,然而现有的三维CAD系统无法有效地表示、生成出零件带公差信息的变动体。以孔特征为研究对象,系统地研究了其所有可能的公差要求组合,讨论了孔特征中心轴线可变动范围的快速确定方法。结合给定的不同公差类型,讨论了孔轴线和孔表面变动体生成方法。建立了孔特征变动体生成的数学模型,并给出了实现算法。最后给出了变动孔特征的实现实例。     

发动机缸体制造特征信息获取研究

在CAD／CAPP／CAM系统集成中，面向加工过程的产品制造特征信息的共享是急需解决的问题。在汽车发动机缸体CAPP专家系统开发中，利用Pro／E实现了产品几何特征信息的提取，利用Pro／Toolkit对Pro／E进行了二次开发实现了产品材料与加工特征精度信息的提取，同时利用EXPRESS语言将产品的非几何信息自动写入CAPP系统的底层Oracle数据库。对汽车发动机缸体CAD／CAPP专家系统数据共享问题进行了探求。