尺寸公差与形位公差混合优化分配

为解决尺寸公差与形位公差混合优化分配问题,提出了一种公差优化分配方法.根据成本-公差函数和尺寸公差与形位公差的关系,建立了以最小制造总成本为目标的非线性公差混合优化分配模型.该模型的约束包括装配尺寸链的功能要求和加工能力.求解该模型能同时得到优化的尺寸公差和形位公差.最后,分别用公差混合优化分配法和传统方法对一个实例进行公差分配,结果表明所提方法比传统方法更优越.     

面向制造的机床并行公差优化设计

运用并行公差优化设计方法对精密卧式加工中心线性轴进行公差分配.在保证机床现有精度条件下,综合分析机床各线性轴制造误差的敏感度和加工成本,优化了给定结构机床线性轴导轨选型和导轨基面工序公差的精度设计,节约了机床制造成本.     

基于多重相关特征质量损失函数的并行公差设计

基于多变量质量损失函数,推导了多重相关特征产品的质量损失与有关零件工序公差的函数关系,建立了基于制造成本-质量损失的并行公差设计的优化综合模型,其目的是寻求制造成本和质量损失之间的平衡,以实现相关特征产品的设计公差与工序公差并行优化分配,达到提高产品质量和降低成本的目的。圆锥齿轮装配的并行公差设计实例验证了所提方法的有效性。     

概念设计中的三维公差分析？

根据三维公差分析理论与产品设计和制造之间的公差分配矛盾,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。应用矢量环公差数学理论在三维公差软件 CETOL 6σ中建模,并用二阶分析理论进行三维公差分析。通过工程实例表明三维公差分析在概念设计中的应用具有重要意义。     

产品概念结构设计中的公差进化模型和算法

在产品概念结构设计自动化技术基础上，研究了产品公差设计过程及其特点，提出了四层产品公差结构模型。应用局部公差分配模型与公差设计过程建立了全局公差优化理论模型，提出了以保证产品总精度需求为目标的概念结构设计阶段公差的同步设计算法。实例表明，提出的公差进化模型和算法，避免了人为建模工作，大大提高了公差设计效率和质量，为快速完成多方案的并行设计奠定了基础。     

基于一种新的公差成本模型公差分配问题的研究

提出了一个并行设计公差和工序优化选择的计算方法，提出了一个新的公差－－成本模型，优化分配公差以达到最小的加工成本要求。公差设计过去大多采用数学规划法和启发式优化方法，而且采用通用的一些公差成本模型，现提出的新的公差－－成本模型显示比传统的模型具有更高的精度。按照这种模型，提出采用基因遗传算法解决公差分配及工序优化选择并行计算的问题。     

基于价值分析的装配尺寸链公差可靠性优化分配

讨论了公差与制造成本之间的关系,同时从概率设计的角度提出了装配尺寸链可靠度的概念及设计方法。建立了以总制造成本为目标函数,装配尺寸可靠度为约束条件的装配尺寸链优化 设计数学模型,实例设计结果表明这里提出的公差分配方法较传统方法更科学,准确。     

基于有限元模型的汽车薄板焊装公差分配研究

当前的汽车车身薄板覆盖件焊装公差分配方法,通过收紧装配公差以期达到车身焊装高的质量要求,而公差过小不仅提高了制造成本,还往往超出了装配件制造能力。本文提出一种基于有限元模型的公差分配方法用于薄板装配,利用该方法可在装配前确定满足产品整体质量要求的最大允许加工公差,这样既可以降低装配件制造成本,又可以保证车身焊装的质量。此方法为汽车薄板件冲压工艺设计提供了依据。     

基于价值工程与模糊可靠度装配尺寸链公差优化分配

将模糊数学原理引入到装配尺寸链公差分配中，提出了装配尺寸链装配模糊可靠度的概念。从公差与制造成本之间的关系出发，建立了以制造成本为目标函数、装配尺寸链装配模糊可靠度为约束条件的公差优化分配数学模型，并给出一实例。     

基于粒子群算法的装配公差优化分配

装配公差分配是产品公差设计的重要组成部分.目前装配公差优化分配主要使用遗传算法.为了提高收敛速度,避免早熟收敛,提出了基于粒子群算法的装配公差优化分配方法.采用了基于实数的编码表示方法,以装配公差分配的优化目标函数作为评价函数,利用罚常数将约束条件并入评价函数中.一个实例的优化结果表明所提方法的收敛性、稳定性和算法效率均优于基于遗传算法的方法.     

Accuracy analysis and design of A3 parallel spindle head

As functional components of machine tools, parallel mechanisms are widely used in high efficiency machining of aviation components, and accuracy is one of the critical technical indexes. Lots of researchers have focused on the accuracy problem of parallel mechanisms, but in terms of controlling the errors and improving the accuracy in the stage of design and manufacturing, further efforts are required. Aiming at the accuracy design of a 3-DOF parallel spindle head(A3 head), its error model, sensitivity analysis and tolerance allocation are investigated. Based on the inverse kinematic analysis, the error model of A3 head is established by using the first-order perturbation theory and vector chain method. According to the mapping property of motion and constraint Jacobian matrix, the compensatable and uncompensatable error sources which affect the accuracy in the end-effector are separated. Furthermore, sensitivity analysis is performed on the uncompensatable error sources. The sensitivity probabilistic model is established and the global sensitivity index is proposed to analyze the influence of the uncompensatable error sources on the accuracy in the end-effector of the mechanism. The results show that orientation error sources have bigger effect on the accuracy in the end-effector. Based upon the sensitivity analysis results, the tolerance design is converted into the issue of nonlinearly constrained optimization with the manufacturing cost minimum being the optimization objective. By utilizing the genetic algorithm, the allocation of the tolerances on each component is finally determined. According to the tolerance allocation results, the tolerance ranges of ten kinds of geometric error sources are obtained. These research achievements can provide fundamental guidelines for component manufacturing and assembly of this kind of parallel mechanisms.     

公差稳健优化设计的研究

为了解决产品加工成本与质量稳健的协调性问题,提出了一种新的公差稳健优化设计数学模型.依据公差稳健设计的思想,考虑产品质量的模糊性,以封闭环误差分布概率密度函数的方差和优质品概率之比为设计目标,建立了公差优化设计产品质量稳健性损失成本目标函数,并研究了优质品率和封闭环误差分布方差的确定方法.以加工成本和产品质量稳健性损失成本为目标,以模糊装配可靠度、可取公差极限范围为约束条件,建立了公差多目标优化数学模型.举例说明了文中所述的公差稳健优化设计方法的应用,采用遗传算法实现了公差的多目标优化设计.实例表明,该方法能够协调零件的加工成本和产品质量的稳健性损失成本,使优化指标的综合性能最佳.     

Genetic-algorithm-based optimal tolerance allocation using a least-cost model

Conventional tolerance analysis is tedious and time consuming, which makes engineers resist doing it. Complex assembly problems are generally beyond the capabilities of most design and manufacturing engineers. In this paper, genetic algorithm, a kind of non-traditional optimization technique is used as the basic foundation for optimal tolerance allocation to help design and manufacturing engineers to overcome the shortcomings in the conventional tolerance stack analysis and allocation system.     

基于DFA和DFC的综合公差优化

公差是机械设计和制造过程中最重要的参数之一,其对加工成本和产品质量有很大的影响。本文采用 DFA和DFC的综合方法对制造过程中的装配精度进行分析和综合,建立了以公差为主的成本信息模型,对设计公 差和加工公差进行了系统分析,以最低制造成本为目标,根据成本 公差间的函数关系,建立了非线性的公差优化模 型,并采用遗传算法使这一问题得到了很好的解决。实例证明该方法是可行的。并为并行工程实施中其他的DFX 与DFC结合实现制造成本最低提供了良好的解决方案。     

基于三维图样的公差优化分配方法研究

提出了基于模型定义技术及动态同构树数据框架的三维图样实现方法,为数控机床公差优化分配过程提供优质数据源。基于雅可比旋量法构建了公差分析模型,对公差传递链各个环节进行了敏感度分析。在满足设计要求的条件下,以成本最小为原则,对各环节公差进行最优配置。以某龙门导轨磨床磨头为例,建立了各零部件的三维图样,并在系统中完成了其公差优化分配过程。验证了基于三维图样的公差优化分配方法的可行性。     

基于约束网络的公差设计方法

采用优化方法进行公差设计难以结合设计经验，为此，提出了基于约束网络的公差设计方法，深入讨论了公差设计约束网络模型的构成，以及利用区间过滤机制的模型求解算法框架，并阐述了实际公差设计约束协调系统的结构及工作原理。最后给出了该方法在减震器弹簧公差设计中的应用实例。     

基于工序加工能力的并行公差优化设计

提出一种基于工序加工能力的并行工序公差优化设计方法。在产品的初步结构设计阶段，通过相配零件的加工工艺规划把装配功能公差表示为零件的工序公差，建立以加权制造总成本最小为目标，以并行公差链、标准化的工序公差系数、机床最大经济极限公差为约束的非线性并行公差优化设计模型，求解该模型得到最佳的工序公差。最后给出了并行公差优化设计的一个工程实例，结果表明，所提的方法具有比传统串行等精度方法更合理、工序公差数值更大的优点。     

一种设计和工序公差计算机辅助并行设计方法的研究

提出一种计算机辅助设计公差和工序公差并行设计的数学模型，以成本公差函数作为目标函数，以装配功能要求、加工方法、加工余量、工序制造公差范围作为约束条件，并用蒙特卡洛法模拟尺寸装配、模拟退火算法用于优化求解，实现了设计公差和工序公差并行设计，缩短了设计周期。