基于描述逻辑的功能公差分析

为了使公差信息更好地被计算机理解,将描述逻辑引入对功能公差分析的研究中。通过对几何公差描述逻辑进行扩展,构建功能公差分析描述逻辑FTADL(Dta),并设计该逻辑的可满足性判定算法。基于FTADL(Dta)的知识表示机制,构建功能公差分析表示模型,在此基础上借助FTADL(Dta)的可满足性判定算法设计功能公差分析算法。以开齿轮箱的功能公差分析为例,验证了所设计算法可为计算机辅助设计系统中功能公差分析智能化的研究提供有效的思路和方法。     

基于定位特征的零件公差规范设计

探讨零件公差规范的生成方法,并在CATIA中实现自动生成符合新一代产品几何技术规范(geometrical product specification,GPS)的三维公差标注。首先研究利用定位特征组成的定位图来描述零件的装配定位,然后基于定位图,给出基准参考系统的公差规范模式和方法,最后在CATIA环境下完成零件公差规范设计系统的开发,并用实例验证了该方法的可行性。     

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。     

基于配合约束的几何公差分配方法

当公差原则为相关原则时，如何建立相关尺寸公差到几何公差的定量转换关系，实现几何公差的精准分配，是该领域亟待解决的问题。通过几何公差自顶向下分配的定性分析与定量计算，提出一种基于配合约束的几何公差分配方法。根据配合公差、互参照公差和自参照公差之间的约束，构建了基于配合约束的公差关联模型；基于上述关联，构建了与产品结构同步的几何公差设计过程模型；将装配接点作为配合公差传递的基本载体，根据装配接点的顺序和表面类型，提出了相关配合表面旋量矩阵的分析方法，并基于旋量矩阵生成相关表面的几何公差约束；以基于旋量矩阵的公差约束、加工精度约束和互参照公差对自参照公差的约束为约束条件，以最小总公差成本为目标函数，利用遗传算法实现了几何公差数值的优化。最后，以曲轴活塞机构为实例进行了几何公差的分配，经与经验法对比，验证了该方法的经济性与有效性。     

基于自由度变动的几何公差分析模型

公差数字化分析与综合理论是现代计算机辅助公差(CAT)发展的关键环节之一.在自由度变动法基础上阐述了几何公差的分析原理,并且提出了对同一特征多种公差要求等若干具体情况的分析方法和空间误差积累的计算流程.     

一种面向可装配性的公差分析方法

基于新一代产品的几何技术规范,分析了装配体的几何信息构成,给出了基于自由度分析的变动域建模原理和变动域-SDT(small displacement torsor)映射关系,采用齐次坐标变换描述了特征几何变动在装配体中的传播和累积,建立了包含零件公差信息和装配间隙信息的装配公差累积模型;构建了公差回路的矩阵表达式,用两个简单装配公差分析实例说明了零件可装配性条件及分析过程;最后以一个工程计算分析实例验证了方法的正确性。     

基于多色集合理论的几何公差信息推理及其规范性验证

针对基准体系、公差类型、附加符号等几何公差信息设计不规范的问题,提出基于多色集合理论的几何公差信息推理及其规范性验证方法。首先根据构建的几何公差本体模型,提出几何公差信息推理层次结构,并建立了该推理层次结构的多色集合模型。然后根据新一代产品几何规范,提炼了推理层次结构中不同层次信息之间的映射关系,形成了几何公差信息推理围道矩阵。在此基础上,通过分析基准约束的自由度方向,判断是否存在基准冗余和基准顺序不一致等问题,验证了基准体系的规范性;基于围道矩阵以及推导的几何公差信息推理算法,经过两步推理得到了适用的公差类型、附加符号,验证了几何公差设计结果的规范性。基于上述模型和算法开发了几何公差信息规范性验证软件模块,通过实例分析,证明了所提方法的可行性与有效性。     

位置度公差标准的学习体会

位置度公差是形状和位置公差中最复杂、变化最大、应用最广的,如何正确地应用位置度公差,一直是人们探讨的话题.GB/T 13319-2003《产品几何量技术规范（GPS）几何公差 位置度公差注法》（以下简称新标准）等同采用ISO 5458：1998《产品几何量技术规范（GPS）几何公差 位置度公差注法》,因为新标准与GB/T 13319-1991《形状和位置公差 位置度公差》（以下简称旧标准）相比有较大的不同,笔者谈谈对标准的学习体会.主要的变化如下：     

虚拟装配中装配公差的检验分析

装配性能分析的主要内容之一是装配公差的分析。阐述了虚拟装配系统中公差并行设计的过程，建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型，利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息，利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。介绍了公差分析的两种方法，并以孔轴的径向配合为例，利用极值法进行装配公差检验，针对检验时出现的各种不合理结果进行了详细分析，并提出了设计公差相应的修改意见。     

基于装配定位约束的功能公差规范设计

为研究与产品几何规范标准体系(Geometrical product specification,GPS)一致的功能公差规范设计方法,基于新一代GPS的恒定类研究零件在装配体中定位的接点分类及其优先次序确定原则,并对现有装配有向图进行改进,增加装配定位约束的表达;研究几何功能需求的表达与分解方法,并基于改进装配有向图研究了零件-零件之间分界面的公差规范设计技术,提出一种几何功能需求-几何规范的功能公差设计新方法,实例验证所提方法的可行性。     

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.     

Selection of machining datum and allocation of tolerance through tolerance charting technique

Tolerance charting is an effective tool to determine the optimal allocation of working dimensions and working tolerances such that the blueprint dimensions and tolerances can be achieved to accomplish the cost objectives.The selection of machining datum and allocation of tolerances are critical in any machining process planning as they directly affect any setup methods/machine tools selection and machining time.This paper mainly focuses on the selection of optimum machining datums and machining tolerances simultaneously in process planning.A dynamic tolerance charting constraint scheme is developed and implemented in the optimization procedure.An optimization model is formulated for selecting machining datum and tolerances and implemented with an algorithm namely Elitist Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm(NSGA-II).The computational results indicate that the proposed methodology is capable and robust in finding the optimal machining datum set and tolerances.     

设计图样中形位公差的合理确定

文章针对设计图样上经常出现的形住公差选择不恰当问题展开了讨论。论述了尺寸公差与形住公差之间的关系；位置公差与形状公差的关系；综合公差和单项公差的关系；以及形位公差值的选用原则等。     

复杂发动机关键机构的公差分析和优化

分析了公差对复杂发动机性能的影响,提出了针对复杂产品的公差分析和优化方法,综合考虑了各零件公差值大小、公差分布位置和零件误差积累对产品性能的影响,并根据公差分析结果和零件的加工成本等综合因素对零件公差进行优化。定义了具有公差信息的3维模型,开发了通用计算机辅助设计模型到公差模型的数据接口,给出了复杂产品公差分析和公差优化的一般步骤。最后,使用该方法对某型发动机曲柄连杆机构和活塞机构进行了公差分析和优化,并在实际产品开发中得到了验证。     

统计公差分析的卷积算法

统计公差方法在保证产品质量的同时降低生产成本.卷积算法是计算统计公差分布的精确算法.采用卷积算法对均匀分布的随机变量进行求和,与Monte-Carlo法和矩法相比,该方法具有较快的速度和较高的精度.     

Functional tolerance theory in incremental growth design

The evolutionary tolerance design strategy and its characteristics are studied on the basis of automation technology in the product structure design. To guarantee a successful transformation from the functional requirement to geometry constraints between parts, and finally to dimension constraints, a functional tolerance design theory in the process of product growth design is put forward. A mathematical model with a correlated sensitivity function between cost and the tolerance is created, in which the design cost, the manufacturing cost, the usage cost, and the depreciation cost of the product are regarded as control constraints of the tolerance allocation. Considering these costs, a multifactor-cost function to express quality loss of the product is applied into the model. In the mathematical model, the minimum cost is used as the objective function; a reasonable process capability index, the assembly function, and assembly quality are taken as the constraints; and depreciation cost in the objective function is expressed as the discount rate—terminology in economics. Thus, allocation of the dimension tolerance as the function and cost over the whole lifetime of the product is realized. Finally, a design example is used to demonstrate the successful application of the proposed functional tolerance theory in the incremental growth design of the product. __________ Translated from Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2006, 42(10): 73–79 [译自: 机械工程学报]     

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.     

低温阀阀杆梯形螺纹公差的研究

根据材料在低温时的线膨胀系数,从理论上对低温阀阀杆梯形螺纹精度等级进行了分析研究,确认常用材料的暗杆阀门梯形螺纹在-196℃的最低温度工况,采用9级精度等级是合理的,没有必要过分地加大梯形螺纹副间隙。     

尺寸公差的精度等级自动转换

为在CAD CAPP系统中准确判断尺寸精度等级 ,详细分析了尺寸公差值的分布规律 ,提出确定其精度等级的公式化方法 ,推导出相应的计算公式 ,并给出尺寸公差到精度等级的自动转换程序 ,在实际系统中得到验证。