直线要素方向公差数学模型的建立

公差信息是CAD/CAM集成中必需的信息之一。在现行的国家标准中,采用图例及文字说明的形式来定义公差,适合于手工设计环境,不适合于计算机的表达、处理以及在各阶段的数据传递。建立直线要素方向公差数学模型,以自由度变动作为直线要素方向公差模型变量,用数学的方式来描述和解释公差信息中成员的含义,表示直线要素公差域及实际直线要素的变动情况,在计算机中合理且有效地表示公差信息,有利于CAD/CAM有效集成、自动检测与评定技术的发展。     

基于几何要素控制点变动的公差数学模型

提出采用几何要素的控制点位置变动表示尺寸和几何公差的方法.定义点线面几何要素的尺寸误差、位置误差和方向误差的控制点分别为点、直线的两个端点、平面的矩形包围盒的三个顶点,定义直线和平面的形状误差的控制点分别为直线和平面的内部组成点.根据目标要素和基准要素的几何类型、相互位置和基准优先顺序建立公差坐标系,根据公差坐标系建立平面要素的矩形包围盒,对几何要素的自由度进行分类和定义,以平移自由度方向作为控制点的变动方向,通过控制点变动的各种组合模拟几何要素的各种误差形式.根据几何要素的误差概率分布作为控制点的变动规律,控制点变动参数的定义域就是公差带,目标要素的控制点变动参数之间的相互制约关系可以表示方向公差和位置公差的相互作用关系,而目标要素和基准要素之间的控制点变动参数关系则可以表示各种公差原则.该公差数学模型既符合公差标准和实际惯例,又能够适用于公差分析、设计、检测等应用领域的各种数学分析方法.     

位置度公差的理论与应用（二）——论公差原则在位置度公差中的应用

公差原则是处理尺寸公差和形位公差之间关系的基本依据。位置度公差的标注可以选用不同的公差原则,如独立原则,包容要求,最大、最小实体要求。每种公差原则与位置度公差结合应用,反映不同的设计意图,其相应的工艺方法和检测方法也不同。本文结合示例论述各种公差原则在位置度公差标注中的含义和解释,以帮助设计人员正确应用。     

位置度公差与尺寸公差的联合控制

分别介绍了尺寸公差带及位置度公差带的作用,重点阐述了如何联合使用尺寸公差与位置度公差,以及它们是如何控制实际孔要素。     

控制共面要求的位置度公差注法探讨

本文根据位置度公差标注原理，对点、线、面各要素间的共面要求，给出了采用位置度标注的示例，并对公差带进行了剖析，进一步阐明控制共面要求的位置度公差标注的要点。     

基于公差原则的位置度误差的评定

机械零件的位置精度是零件加工的主要质量指标之一,通过控制加工零件的关联实际被测要素对基准在位置上的变动量,可以确定位置精度要求。在机械类产品的被测要素和基准要素上都应用公差原则,能在提高可装配性的前提下,扩大了被测要素公差带的范围,降低制造成本。目前对于位置度误差的评定模型的研究大多着眼于一般参考基准,而较少涉及有公差原则的参考基准。对花键轴基准要素有最大实体要求,被测要素有最大实体要求、可逆要求的位置度公差(简称M-MR位置度公差)的数学评定方法进行研究。根据M-MR位置度公差的工程语义,分析实际量具的几何特性及其在合格性评定中的使用过程,提出位置度误差合格性评定的数学方法。     

基准有相关要求的位置公差模型分析

以基准要素有相关要求的位置公差为研究对象,结合涉及有垂直度和位置度要求的典型图例,分析了基准要素浮动对被测要素位置误差的补偿情况,对有关公差模型作了进一步的探讨。     

直线排列孔间距采用对称标注法标注时的公差选择和计算

本文提出了当直线排列孔采用对称标注法标注时,其孔间距及对称度的公差选择和计算方法。     

尺寸公差与形位公差相互补偿的分析和计算

分析了被加工要素、基准要素应用最大实体原则时,尺寸公差对形位公差相互补偿的计算.     

对尺寸公差带和位置公差带的理解和区分：谈定位极限尺寸确定的公差带

目前生产所用的图样，零件的一些关联要素对基准的位置关系，是由定位极限尺寸控制的。正确分析由这些定位极限尺寸确定的公差带，是直接关系到加工工艺和检验方法能否满足零件功能要求的重要一环。但在分析由这些定位极限尺寸确定的，限制被测实际要素对基准的位置变动的区域时，由于对尺寸公差带和位置公差带产生了不同概念的混淆，导致一些分析所得公差带，达不到控制要江间位置关系的目的．一、对尺寸公差带的误解把尺寸及其偏差确定的公差带，都称为尺寸公差带，一律用尺寸公差带的概念去分析问题。这是对尺寸公差带的片面理解，影响了…     

彩色视网膜眼底图像血管自动检测方法

为了给视网膜图像配准、光照校正及视网膜内部病理学检测等问题提供有效依据,本文提出一种有效检测及识别彩色视网膜眼底图像血管的全自动方法。针对视网膜可见血管呈长条型管状、局部具有较好直线型结构的形态特点,本文采取适用于条状结构的组合移位滤波响应模型进行特征提取。针对血管和血管末端特征的不同,分别配置对称和非对称的两种滤波模型进行跟踪,利用组合移位滤波模型(对称和非对称)获取到的响应及G通道像素灰度值共同构建特征向量库,采用AdaBoost分类器对各个像素点进行分类判定。基于国际公共数据库DRIVE与STARE的实验结果表明,该方法针对两个标准数据库的分割结果(DRIVE:Accuracy=0.948 9,Sensitivity=0.765 7,Specificity=0.980 9;STARE:Accuracy=0.956 7,Sensitivity=0.771 7,Specificity=0.976 6)均优于已有方法,适用于彩色视网膜眼底图像的计算机辅助定量分析,可作为临床借鉴。     

基于T-Map的飞机部件交点轴线公差转化方法

针对装配过程装配方案改变后,基准变换致使几何公差变化的问题,以飞机部件装配中的交点装配为研究对象,提出基于公差图(T-Map)的公差转化方法。根据交点轴线的变动建立交点轴线的T-Map公差模型;通过基准变换前后几何尺寸及公差(GD＆T)关系构建交点轴线的基准变换模型,在此基础上,重构基准变换后交点轴线的T-Map;对变换后的交点轴线T-Map进行累积,构建交点轴线叠加T-Map(ST-Map),分析基准变换前T-Map与ST-Map的二维空间域的关系,得到ST-Map最小约束条件,并以不同自由度约束下的最大公差值为判据,获得基于T-Map的交点轴线公差转化关系。最后,引入实例进行公差转化的求解,并与基于特征公差尺寸链的传统公差转化方法进行了比较。     

薄板装配工艺系统可靠性建模与分析

提出一种计入销/孔(槽)公差面向产品质量的薄板装配工艺系统可靠性建模方法。综合考虑定位销公差、零件孔(槽)公差和定位销磨损量,构建薄板装配偏差统计数字特征模型;分析推导定位销过程磨损模型,探讨装配质量与工艺系统可靠性之间的关系,综合考虑定位销故障率和过程磨损量对工艺系统可靠性的影响,建立工艺系统结构可靠性模型和面向装配质量的可靠性模型,继而形成薄板装配工艺系统可靠性建模方法;以车身侧板装配为例,应用提出的建模方法分析车身侧板装配工艺系统可靠性。结果表明：定位销磨损、夹具布局和销/孔(槽)公差是影响车身侧板装配工艺系统可靠性的重要因素。该方法为薄板装配工艺系统可靠性研究提供了一种新的思路。     

基于UG的三维装配尺寸面链表组自动生成方法研究

针对目前装配尺寸链不能实现真正意义上的自动生成及在装配尺寸链中很少考虑几何要素的几何公差的问题,提出了一种基于几何要素控制点理论公差表示模型的三维装配尺寸面链表组自动生成方法。在分析装配公差建模的信息组成的基础上,建立了装配公差信息的计算机储存储数据混合图结构。以UG NX7.5为二次开发平台,提取了三维装配体内零件上尺寸公差、几何公差、装配基准以及装配目标等信息。首先,确定了封闭环;然后,根据建立装配尺寸链的最短路径的原则搜索装配公差信息图,建立了三维装配尺寸面链表;最后,根据装配顺序及设计基准将其按零件拆分为三维装配尺寸面链表组。以三正交平面作为装配基准的轴孔装配为例,对该方法进行了验证。研究结果表明,该方法能够综合考虑几何要素的尺寸和几何公差,为后续的公差分析工作打下坚实的基础。     

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。     

An automatic tolerance assignment approach for tolerance charting

There are two dimensional sets in a tolerance chart: the blueprint (B/P) dimensional and the working dimensional group. The interrelation between these dimensional groups makes it very difficult to assign appropriate tolerances to individual working dimensions. This paper deals with the automatic tolerance assignment problem in a tolerance chart, especially for computer-aided tolerance charting. After the manual methods of tolerance assignment are briefly discussed, a linear programming model is analysed. Owing to the impractical solution from the linear programming (LP) model, a proportional smoothing approach is described with a numerical example, which can assign appropriate tolerances automatically and systematically, based on the requirements of both blueprint dimensions and process capabilities. The result from this approach is compared with that of the LP model and the original manual procedure. Finally, the approach is extended to a statistical tolerance model.     

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。     

An interactive approach to solve the operation sequencing problem using simulated annealing

The problem of operation sequencing is affected by geometrical parameters such as tool compatibility, feature symmetry, feature accessibility, feature orientation and non-geometrical parameters such as dimensional tolerance, geometric tolerance, location tolerance and surface finish. Operation sequences are determined after meeting the objective functions such as minimum setup changeover and tool changeover, maximum tool motion continuity and maximum loose precedence among features. Because of the conflicting nature of the objectives and constraints, it is a tedious task to formulate a single objective function that can meet the requirements of the problem. Thus in this paper, an attempt has been made to address this issue to an extent by developing operation sequencing rating index (OSRI) which is the weighted sum of four indices: setup changeover index, tool changeover index, motion continuity index and loose precedence index. Determination of setup changeover index involves datum selection and sequencing in addition to grouping features into setup. Owing to the combinatorial nature of the problem, the simulated annealing (SA) based algorithm has been employed to determine the optimal/near-optimal operation sequence by maximising OSRI. In the proposed methodology, a perturbation scheme named as modified shifting scheme (MSS) has been devised to generate a feasible neighbourhood sequence that minimizes the search space and helps the algorithm to escape from local optima. A new approach for temperature variation in the SA algorithm is also incorporated in which the temperature is assumed to be parabolic. The advantage and effectiveness of the proposed methodology in terms of its algorithmic implementation have been verified on four test parts.     

Process Tolerance Control in a 2D Angular Tolerance Chart

The main tasks of tolerance charting include the identification of dimensional chains, the calculation of mean working dimensions, and the allocation of proper tolerances to the working dimensions for all machining cuts. When an angular featured component is involved, tolerance charting becomes very difficult because the axial dimensions are interrelated with the radial dimensions due to the angular feature. The purpose of this paper is to accomplish the above three tasks in a 2D tolerance chart, constructed for a component with an angular feature. With the algebraic method, the reverse chain matrix, which contains the reverse tolerance chains, is obtained first and the mean working dimensions are determined from the reverse chain matrix. The forward chain matrix for the forward tolerance chains is then obtained by inversing the reverse chain matrix. Thereafter, by using the forward chain matrix in a linear programming model, the tolerances are optimally allocated to the working dimensions. A numerical example is given in the paper. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: Dr P. Ji, Department of Industrial and Systems Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong. E-mail: mfpji@po-lyu.edu.hk     

面向装配的设计评价的零件对称性自动识别方法

面向装配的设计评价为从装配角度确定产品设计的质量提供了一种系统方法,它主要研究各种产品设计因素对装配难度的影响,而零件对称性是影响产品零件装配操作难度的主要因素。为克服以往DFA评价中零件对称性人工识别的缺陷,提高评价的自动化程序,提出了基于零件CAD几何特征模型的零件对称性自动识别方法;将零件的对称性分解为零件组成表面特征点的对称性加以讨论,通过特征点的属性匹配确定零件的对称性。最后,以一个实例验证了方法的正确性。