基于现值质量损失的并行公差技术研究

在并行设计环境中,用多变量质量损失函数在连续复利条件下把产品质量特征的退化作为一个连续的现金流量函数进行建模,从而建立了多重质量特征产品的质量损失现值与其相关工序参数的函数关系。在此基础上,把质量损失的现值和产品随时间退化的影响集成到总的装配成本模型中,建立了并行公差设计的优化模型。产品的并行优化设计与工序公差,通过使总的装配成本最小化获得。一个圆锥齿轮装配的并行优化分配设计与工序公差实例验证了该模型在实践中的有效性。     

基于极值法与统计公差法的不同尺寸公差分配方法的研究

对装配体的尺寸公差分配是产品公差设计中的一项重要环节。公差的大小决定着产品的制造成本,对装配尺寸公差进行合理分配具有重要意义。然而在两种不同的公差分析方法下其各种公差分配也有所不同。文章介绍了目前装配尺寸公差分配的主要方法,有等公差法、等精度法和最优化分配法等。结合齿轮轴工程实例,分别运用极值法和统计公差法对各种尺寸公差分配方法进行分析研究。其结果表明,在实际运用中利用装配功能公差链统计公差法约束条件并考虑加工方法的经济性公差约束条件对装配尺寸公差进行分配为最优化分析方案。并将其集成到计算机公差设计系统中。     

数字化公差控制效果预测方法及其公差数学模型的建立

针对机床系统的数字化精度分析及其公差设计需求,提出了一种计算机辅助公差分析与设计方法。以定义面向系统的几何要素公差语义为基础,推导了几种基本几何表面的公差数学模型,模型包括几何表面在6个自由度上的约束,并表示为齐次坐标变换矩阵的形式以方便与机床系统误差模型的兼容。最后给出了公差控制效果预测方法的示例。     

基于剩余加工能力的动态公差调整的研究

为解决加工过程中由于能力不足造成的工序超差,研究了动态公差调整问题,建立了动态公差分配的模型,提出了动态公差调整的算法.根据工序的剩余加工能力调整与超差工序相关的后续工序,在保证加工过程稳健性的前提下,减少公差重新分配调整的工序数目.基于剩余加工能力,以动态调整成本和过程稳健性为目标,基于遗传算法得到目标的最优或次优解,用实例仿真验证了所提出方法的可行性及有效性.     

压力机成本-公差模型及质量损失模型研究

本文以压力机的公差与配合为研究对象,运用数学函数方法,在满足装配目标的情况下,主要研究了指数模型、改进的指数模型、负平方模型、倒数幂指数模型、多项式模型和复合模型的各种形式,以及三种质量损失函数。对压力机尺寸链中各组成环的公差进行合理分配,以达到降低成本之目的。     

基于公差原则的装配公差统计分析

为了提高机械产品的互换性,减少制造成本,公差原则在零件设计时有着广泛的应用,但是在现有的装配公差统计分析方法中却较少考虑零件的公差原则。为解决此问题,基于雅克比旋量理论建立了考虑公差原则的三维装配公差模型,并结合蒙特卡洛法对装配体进行统计公差分析,期间在用旋量区间表示特征变动时并考虑了旋量间的约束关系,使公差分析结果更加符合实际情况。最后以简易顶尖尾座装配体为实例,对比了零件应用不同公差原则时的公差分析结果,验证了所述方法的有效性。     

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。     

基于Ontology的装配公差规范的自动生成

针对几何产品公差规范设计中存在的不确定性问题,文章将本体理论引入到装配公差规范的设计中,为装配公差规范的自动化、智能化设计提供一种可行的方法。首先构建装配公差规范层次化表示模型,并采用OWL DL断言表示模型层次间的约束关系;其次,根据装配公差规范中的概念和关系,构建装配公差规范的本体模型;再次,根据装配公差规范设计领域的专家知识,使用语义网规则语言(SWRL)构建装配公差规范设计的推理规则;然后,根据构建的本体表示模型及定义的推理规则,构建装配公差规范设计知识库,在此基础上编写装配公差规范智能化设计算法;最后,以齿轮减速器为实例说明了装配公差规范自动生成的过程,并分析验证了该方法的有效性。     

基于修正矩阵的刚柔混合模型公差分析方法

为了在设计阶段进行公差分析、结构优化,文中讨论了刚柔混合模型的装配偏差,提出了一种基于修正矩阵的公差分析方法。将刚柔混合模型的理想位姿、公差域表示为矩阵形式,借助齐次变换进行公差累积。使用有限元模拟装配变形,将仿真结果表示为修正矩阵,对原有的偏差累积路径进行修正,从而实现了对刚柔混合模型关键尺寸的精确预测,为设计优化奠定了基础。以汽车车灯装配为例,验证了该方法的可行性。     

一种三维几何公差标注信息审查方法

为检查三维几何公差标注中存在的不规范和难以检测等问题,对几何公差的自动化审查方法进行了研究。对MBD(Model Based Definition)模型中的标注信息和几何信息进行提取和处理;采用混合式知识表达方法,将相关标准和知识等总结成审查规则;以基于规则的推理作为审查方式,并使用相关数据信息驱动推理,完成对几何公差信息的审查,并给出了三维几何公差自动化审查的总体过程。通过对3DDFM(Design For Manufacture)原型系统的继续开发,并以三维零件模型为实例,验证了该方法的有效性。     

基于凸包域的三维公差分析模型研究

为了更好地解决复杂装配体的公差分析问题,文章提出了基于凸包域的三维公差表达和公差分析方法。以凸包理论为基础,建立了尺寸公差和形位公差域模型;对公差域内的变动特征进行PDF的建模,构建偏差累积方程;根据公差域模型和PDF对蒙特卡罗仿真方法进行修正;运用修正的蒙特卡罗方法和HDMR对偏差累积方程进行敏感度和贡献因子分析。与传统的基于点的建模方法相比,基于凸包的建模方法能真实的体现几何特征的变动与公差标准的契合关系。最后通过实例验证了该方法的可行性和精确性。     

基于实际工况的装配体公差建模方法研究

几何产品的装配公差数学模型对CAD/CAM/CAE的集成有着重要的作用。目前的装配公差模型以刚体假设为前提,忽视了实际工况的影响。为解决此问题,研究了实际工况对产品工作性能及公差设计的影响,利用有限元仿真计算了零件在实际工况下的变形量,并在公差模型中综合考虑变形量的影响,建立了实际工况下装配体的公差模型。将该方法应用到尾座装配体的公差建模中,验证了该方法的有效性。     

基于功能表面的公差表示模型研究

为实现概念结构与公差并行设计,提出了基于功能表面的公差表示模型。以功能表面、功能表面最小基准元等概念为基础,结合面向对象的思想,将现有的公差类型进行合理分类,并对类属性进行了深入研究。经实例验证,该模型能够表示功能表面的公差信息。     

基于公差原则的装配体公差建模

为了建立可以反映公差原则的装配体公差数学模型,研究了尺寸公差、形位公差的关系及补偿方式,基于形位公差的动态公差图,给出了最大实体要求下功能要素的旋量表示,修正了雅可比旋量模型,提出了一种基于公差原则的装配体公差建模方法。结合机床尾座实例,分析了零件之间的装配约束关系,建立了最大实体要求下的装配体公差数学模型,能够处理尺寸公差、形位公差之间的相关要求,扩大了装配体公差建模的应用范围,保证了公差建模理论的完整性和合理性。     

孔系位置公差的换算

在加工中和设计中经常要将孔间距公差换算成直角座标公差,本文介绍了按等公差法和等公差级法分配x、y座标尺寸公差的计算方法。图7幅。     

基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明：主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。     

基于仿真分析的BT40主轴系统公差设计与优化

公差设计质量直接影响产品的性能和制造成本。为提高主轴系统公差设计的质量和效率,提出了一种基于建模仿真的公差设计与优化方法。模拟BT40主轴系统的结构和装配过程,首先在CETOL6σ软件中建立主轴系统的数字化公差模型,利用该模型分析各主要公差对系统输出精度的贡献度和敏感度。然后以类比法公差设计作为原始方案,仿真检验其设计效果。最后以公差贡献度和敏感度为依据,对原有公差设计方案进行修正及优化。结果表明:优化后的方案显著提高了主轴系统的输出精度。     

基于实际工况的零件公差规范设计方法

传统的零件公差规范设计一般只考虑功能要求和加工工艺,忽略实际工况的影响。针对以上不足,提出了一种基于实际工况的零件公差规范设计方法。首先依据小位移旋量(SDT)理论,建立零件公差数学模型;然后根据蒙特卡罗法求得实际要素的极限位置,生成模拟点并拟合得到规范表面模型,再转化为实体模型;最后通过有限元仿真,获得实际工况下的实体模型,对其进行规范操作,确定几何要素的最大偏差。通过实例分析,验证了该方法的可行性。     

建立最低制造成本的公差知识库

在满足装配精度要求的条件下,通过试验提出制造成本最低时公差的合理分配的设想,推导出非常实用的公差优化计算方法,为工程设计人员在设计最初阶段进行公差的合理分配提供了依据.     

考虑工人分配的多目标装配线平衡优化

装配线工序优化分配后,工人可能需要学习部分工序操作以适应新的工位需求,不合理的工人分配会增加成本,为此提出了一种考虑工人分配的多目标装配线平衡优化方法.首先根据装配线特点,定义了工人分配的原则和目的,并提出了基于匈牙利算法的工人分配方法;然后提出了以生产节拍、平滑指数和工人学习时间为优化目标的装配线平衡优化模型;再针对...