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。     

基于制造成本与质量损失的并行公差设计

研究产品质量损失与产品尺寸公差的关系 ,提出具有多个相关装配尺寸产品的质量损失 ,并把它表示成工序公差的函数。利用成本 -公差函数和产品的质量损失函数 ,给出基于产品最低制造成本和多个相关装配尺寸产品质量损失的并行公差设计优化模型 ,实现公差的并行设计 ,最后通过工程实例验证所提出的方法     

产品公差的并行优化设计

在分析产品公差设计现状的基础上，提出了公差并行优化设计的数学模型；给出了一个份真实例。     

基于模拟退火法的公差并行优化设计

在考虑装配功能要求、加工方法选择、加工余量公差、经济加工精度范围等约束因素的基础上,建立公差并行设计的数学模型,并应用模拟退火法计算.     

机床夹具公差的模糊优化设计

应用模糊数学理论，建立模糊综合评判模型，对影响夹具公差选择的诸多因素进行了数据处理，为定量确定平具公差提供了有效方法。     

基于资金时间价值的并行公差优化设计

总结了经典的成本公差模型,基于资金的时间价值原理对经典成本公差模型进行优化,提出了多种优化后的成本公差模型计算方法。利用优化后的成本公差模型,将制造成本、质量损失成本同时考虑到并行公差设计的目标函数中,实现了并行公差的优化设计。通过工程实例证明了所提方法的有效性,结果表明,优化后的成本公差模型更贴近实际,计算得到的总成本更为合理,有效地反应了物价上涨、通货膨胀、资金的时间价值等现实因素。     

计算机辅助公差标准化优化设计的研究

为保证产品实现标准化生产以及实现产品公差的标准化设计,对产品标准化公差与制造成本的建模以及公差标准化算法的实现作了全面深入的分析,提出了具体可行的标准化计算机辅助公差优化设计模型,并提供了应用实例。     

改进的Alopex算法在公差分配优化设计中的应用

合理的公差分配是降低生产成本和保证产品性能的关键.首先将混沌算法引入到Alopex算法的初始化过程,然后基于群体差异度对退火温度进行了改进,提出了改进的Alopex算法.其次,尝试将所提出的算法用于求解公差分配优化问题.最后将改进的Alopex算法与遗传算法在铰链装配组件的公差设计问题上进行了性能比较,优化结果表明了改进的Alopex算法的有效性.     

基于混合群集智能算法的并行公差优化设计

通过对并行公差优化设计的分析,将其视为一种混合变量组合优化问题.首先给出了并行公差优化设计的数学模型,然后将其映射为一类特殊的旅行商问题--顺序多路旅行商问题,从而降低了问题的求解难度.利用蚁群优化算法和粒子群优化算法,分别在求解离散和连续变量优化时的优势,提出了一种求解并行公差优化设计问题的混合群集智能算法.通过一个计算实例,将混合群集智能算法分别与遗传算法和模拟退火算法进行了比较,结果表明,前者具有更强的搜索能力和较高的效率.同时,混合群集智能算法也为求解一般意义的混合变量优化问题提供了借鉴和参考.     

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.     

Concurrent process tolerance design based on minimum product manufacturing cost and quality loss

In a concurrent design environment, a robust optimum method is presented to directly determine the process tolerances from multiple correlated critical tolerances in an assembly. With given distributions of multiple critical assembly dimensions, the Taguchi quadric quality loss function is first derived. The quality loss is then expressed as the function of pertinent process tolerances. A nonlinear optimal model is established to minimize the summation of manufacturing costs and product quality loss. An example illustrates the proposed model and the solution method .     

Concurrent tolerance charting for component and assembly using “modified tree” approach

The interaction between components in an assembly plays a major role in the performance and reliability of the assembly. However, in conventional design, the dimensions and tolerances of components are usually assigned intuitively to satisfy design constraints. Tolerance analysis is then performed to determine the critical tolerance accumulation that results from the assembly. The tolerances are then modified so that the interaction requirements are satisfied. This approach relies on the experience of the designers and the results may not be an optimum.This paper presents a direct method to determine the working dimensions and tolerances of components that allows control of the assembly interaction. The model is easy to construct and it provides a clear picture of the entire process and assembly links. Using the model, a set of linear equations is formulated directly based on the design constraints and interaction requirements. With appropriate constraints derived in terms of the process capabilities, the desired working dimensions and tolerances can be determined using LINDO, software for solving the linear programming problem. This approach allows the working dimensions and tolerances of all components in an assembly to be determined concurrently.     

基于模态试验技术的机床动态特性研究

对HMC 630rp卧式加工中心进行了试验模态分析,获得了其低阶固有频率和振型。通过对整机各阶模态振型的分析,找到了加工中心结构的薄弱环节并提出了修改建议,从而为结构的优化设计指出了方向。     

高速卧式加工中心床身结构模态优化设计研究

通过对高速卧式加工中心床身的结构、模态振型及振幅的分析,结合各参数在床身重要结合面处的灵敏度,设计了床身结构的综合优化方案。将优化后的模型再次导入ANSYS进行模态分析,并将工作台处及导轨处的最大振幅与优化前进行比较,结果表明,基于这种模态优化方法,床身工作台及导轨处最大振幅较优化前均明显减小。     

Multibody approach for tolerance analysis and optimization of mechanical systems

A multibody approach is suitable for tolerance analysis of mechanical systems since multibody formulation can directly consider part-level tolerance variables. In this study, procedures for performing tolerance analysis and corresponding sensitivity analysis for spatial multibody systems are proposed. First, statistical formulation for performing multibody system tolerance analysis is developed to obtain system level tolerance for given part-level tolerances. One very useful aspect of the proposed formulation is that in the process of computing system tolerance, the sensitivity of system tolerance with respect to part-level tolerances can be additionally obtained. The kinematics of spatial multibody systems has been redefined in terms of both generalized coordinates and part-level tolerance variables. Tolerances in geometry of a body are specified in terms of the variations in relative locations of joint definition points and relative distance between them. Tolerances in the joint kinematics are defined through variations in vector closure equations and orthogonality equations that are two fundamental constraint equations for most kinematic joints. To demonstrate the validity and effectiveness of the proposed tolerance analysis procedure, tolerance analysis of a spatial 4-bar mechanism and tolerance optimization are performed.     

精密机床床身的模态分析与结构优选

基于ANSYS提供的APDL语言，对MB2000版辊磨床床身零件进行了参数化建模，从而可以通过改变床身模型上的某些设计参数，方便地对原床身设计进行修改。为进一步对床身进行优化设计提供了条件。通过对原MB2000版辊磨床床身各阶模态的研究和分析，指出了床身结构刚度的薄弱环节和影响机器性能的原因，从而提出了床身零件的两种改进方案。通过对该两种改进设计方案进行的模态分析结果与原床身模态分析结果的比较，实现了床身结构的优选。     

基于敏感度分析的大型数控镗铣中心主轴箱优化设计研究

以主轴箱应力和位移为评价指标,对镗铣加工中心主轴箱体进行了敏感度分析,得到各设计变量对评价指标的影响情况。将敏感度高的设计变量作为箱体设计变量,对箱体进行了优化设计,为机床箱体的优化设计提供了一种方法。     

一种检测导电式三维触发测头同轴度的新方法

介绍了导电式三维触发测头的结构，着重分析了导电式三维触发测头的测量误差和改进测量其同轴度的方法，该方法具有一定的普遍性，有推广价值。     

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.