一种基于制造环境的统计公差分析方法

在并行公差设计理论的基础上,提出基于制造环境的面向装配的统计公差分析方法,使得在公差设计中,考虑实际加工环境的加工状况,即各种加工方法的工序能力。在此基础上,建立基于工序能力的统计公差分析模型。在假定过程平均漂移为均匀分布和正态分布两种情况下,计算出制造偏差的概率密度函数,进而推导出线性装配相应函数的概率统计特性值,为统计公差优化设计奠定了基础．     

基于宽容分层序列法的飞机装配公差稳健设计技术

飞机制造中由于工序能力指数和公差等设计变量存在变差,可能导致无法满足飞机装配质量要求以及制造成本波动较大的问题。运用稳健设计方法建立了飞机装配公差的可行稳健性和敏感稳健性两类设计模型。可行稳健设计考虑了公差等设计变量对装配可行性的影响,使其变差不影响装配功能的实现;敏感稳健性设计则考虑了公差等设计变量对制造成本和装配质量的影响,在目标成本较小的前提下使得目标成本和装配质量受设计变量变差的影响最小。提出了针对飞机装配公差可行敏感稳健设计的多目标优化问题的宽容分层序列求解算法。将公差设计中制造成本、装配质量波动、制造成本波动多个设计目标按照重要性依次排序。首先求解成本最小情况下的公差一般优化解,然后在成本最小值的宽容约束下,求得具有装配质量波动最小值的公差,最后在上述两个优化目标的宽容约束下,求得成本波动最小的最优公差。应用实例和分析结果表明了方法的有效性。       

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。     

最小生产成本的优化公差

最小生产成本的优化公差武汉华中理工大学汉口分校（４３００７０）林宋在制订或比较零件的加工工艺方案时，需要根据加工和检验的要求，在保证加工尺寸公差不超出设计允许范围的前提下，重新选择工艺尺寸公差。一般的作法是按照某种加工方法所能达到的经济精度，使所选的...     

基于权重系数的谐波减速器公差设计

公差设计作为谐波减速器设计中的关键环节，对整机的传动精度和加工性能具有重要影响，当前谐波减速器的公差大都基于经验设计，为此提出了一种基于权重系数的谐波减速器的公差设计方法。对主要误差因素进行全局敏感性分析构建各误差因素的敏感性权重系数，利用三角模糊层次分析法(TFAHP)对加工难易度进行分析获得加工难易度权重系数，采用几何平均数法综合敏感性权重系数与加工难易度权重系数得到总权重系数，由此求解各误差因素的许用传动误差分量，从而得到公差设计值实现谐波减速器的公差分配设计。实例分析表明该方法在保证谐波减速器传动精度的同时，可根据加工难易度调整公差值，有利于降低加工难度及成本，为工程中谐波减速器的公差设计提供理论指导。     

公差分配中零件加工难易程度的模糊综合评判

在保证产品装配精度的前提下,成本高低是优选公差分配不同方案的主要指标。但是,成本与零件的尺寸大小,结构工艺性,材料的可加工性以及制定制造环境下所选加工方法的精度等因素有关。因此在装配体中如何经济合理地健全各个零件的公差是一个非常复杂的问题。通常,设计人员根据标准和凭借经验来决定零件的公差,缺乏一致性和科学性,为此,运用模糊综合评判方法来确定设计零件在特定制造环境下的加工难易程度系数Ｃ,从而为合理分     

成形车刀设计自动化

设计成形车刀时，如应用CAD技术，则可使繁复的廊形修正计算和精度计算实现自动化。此法因在修正计算开始阶段就已考虑工件径向尺寸精度的要求，所以在刀具制造图上所给出的制造公差以及刃留和在机床上安装刀具的公差，是能保证被加工工件精度。此法是用微机在人机对话情况下完     

公差可行稳健设计及其评价方法研究

公差可行稳健设计对于提高产品的质量起着重要的作用。在公差可行稳健模型的基础上,提出基于两步法和直接优化法的公差可行稳健设计法,针对约束函数为线性函数和非线性函数,采用基于重点抽样方法(MPP)进行装配成功率的估算,实现了对公差可行稳健性的评价。最后用实例进行验证。     

尺寸、公差并行稳健设计模型研究

应用并行设计思想，稳健设计原则，提出了零件尺寸、工序尺寸及公差并行稳健设计模型，解决了尺寸，公差串行或交互设计的问题。     

基于DEX的综合确定尺寸公差的方法

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影响。采用DFX法对制造过程中的装配精度进行分析和综合，对设计公差和加工公差进行了系统分析，以最低加工成本为目标，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地解决。实例证明该方法是可行的。     

基于绿色制造的公差设计

公差分析和公差分配是公差设计的两个重要方面。本文介绍了绿色制造的概念和关键技术,研究了绿色制造在公差设计中的应用,提出了在绿色制造技术下的公差分配优化的目标函数,并且论述了基于绿色制造的公差优化的方法。     

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.     

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。     

基于多重相关特征质量损失函数的公差优化设计

在重点推导了具有多重相关特征产品的质量损失与尺寸公差的函数关系的基础上,提出了多重相关特征产品的公差优化设计方法,建立了基于制造成本一质量损失的公差优化设计的综合模型,建立该模型的目的是寻求制造成本和质量损失之间的平衡,实现旨在提高产品质量和降低成本的公差优化设计。应用实例验证了所提出方法的有效性。     

生长型设计中的功能公差设计理论

在产品结构设计自动化技术基础上,研究生长型设计中公差进化设计的策略与原则,提出将产品功能要求转化成零部件之间的几何约束关系,并最终表达为对功能尺寸约束的功能公差设计理论。建立成本—公差敏感函数的数学模型,将产品设计、制造、使用以及技术折旧成本作为公差分配的控制约束,并在其中引入产品使用磨损模型,以经济学中的贴现率来表征技术折旧成本,以成本最低为目标函数,以合理的工艺能力指数、装配功能、装配质量作为约束条件,实现基于功能与成本的面向产品全生命周期的尺寸公差分配。最后,设计实例说明所提出的功能公差设计理论能够在生长型设计中成功应用。     

并行和协同设计中的变动约束管理方法研究

设计和制造企业多试图同时增加产品的复杂度、减少设计周期、降低产品成本和改善质量。减少成本而又不破坏产品质量的一个很好的使能工具是控制设计和制造过程的变动。本文从并行工程和协同设计的角度出发 ,阐述了产品开发过程中的变动及其管理 ;研究了面向装配、制造和产品性能的变动约束网络的构建 ;给出了面向并行工程和协同设计的变动约束管理的方法 ,以有效地支持参数与公差设计 ;并通过实例分析给予了验证     

Multi-Objective Optimization of Grooved Gas Journal Bearings for Robustness in Manufacturing Tolerances

Abstract

A tolerancing method highlighting trade-offs against key design variables of mechanical systems is proposed and applied to herringbone-grooved gas journal bearings. Gas bearings typically suffer from a subsynchronous instability, demanding a very tight tolerance on the bearing clearance and groove depth. Classical optimization techniques look for the most stable design, which does not necessarily lead to most robust design against manufacturing deviations. The proposed method uses a normalized multidimensional lookup table of stability score (critical mass), covering a large design space of gas bearings. It then dimensionalizes the table for a specific rotor–bearing system, highlighting regions of the hyperspace where the system is stable. The hyperspace is sliced into 2D maps and a Monte Carlo method creates windows within the stable domain along the two most critical design variables regarding manufacturing: the bearing clearance and the groove depth. Width and length of the windows represent the manufacturing tolerance allowed for the two parameters to remain stable. A Pareto front of optimum windows in the entire hyperspace is then compiled. It displays the trade-off between the tolerance against deviation in clearance and groove depth, allowing the designer to select a nominal geometry tailored to the available manufacturing methods. A test rotor is analyzed with this method and the effects of pressure, speed, viscosity, radius, mass, and centrifugal growth on manufacturing tolerances are investigated, highlighting that the radius and viscosity have the greatest impact on the robustness.