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。     

基于机器人运动学的三维公差累积建模研究

运用机器人运动学中机械手的微分运动与各关节位置微小变动间关系的求解方法,进行三维公差的累积建模研究.讨论了三维公差的特征自由度表示,在运动坐标系基础上建立三维公差的雅可比传递矩阵累积模型,并用矢量积法得到各自由度变动对关键特征变动的雅可比传递系数矩阵.最后给出一个装配体计算实例,所得结果定量地表示了各配合特征各自由度累积对关键特征空间位置及方向变动的影响,反映了三维装配中零件公差累积情况,可以为进一步的尺寸及形位公差设计提供约束方程.     

基于图论的装配尺寸链自动生成技术

针对装配尺寸链自动生成难题,提出一种基于特征有向图表达的装配尺寸链自动生成方法,该方法首先建立四层结构的装配精度信息模型,并对公差信息的进行规范化处理和约束信息转化,在此基础上获得几何公差特征矩阵和装配特征关联矩阵,然后采用图论建立装配体有向图模型并剔除与装配精度无关的有向图的顶点和边,最后利用最小路径原理实现了装配尺寸链的自动生成。借助ACIS和HOOPS工具,开发了原型系统并进行了实例验证,证明了该算法有效缩小了装配尺寸链的搜索范围,同时保证了装配尺寸链自动生成的准确性。     

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。     

尺寸链仿真技术在精密装配中的应用试验

微系统产品对整机装配精度要求非常高,而装配精度直接受限于零件各配合尺寸的公差设计。如何既满足装配精度,又有效降低零件加工成本,成为公差设计急需研究的方向。针对上述问题,设计了典型样件,通过尺寸链仿真分析,将所需装配精度分解到各配合尺寸公差,检测结果表明该技术实现了设定的装配精度,可以作为公差设计的指导工具。     

装配尺寸链的快速解算

<正> 在机械产品装配时,采用完全互换法和大数互换法都是依靠零件的制造精度保证产品的装配精度,不同之处在于前者用极值法而后者用统计法解算装配尺寸链,解算后的装配尺寸链各组成环公差值要求尽可能符合国家标准《公差与配合》中标准公差值,且位于同一公差等级,以便于安排加工工艺。但是目前在将封闭环公差分配给各组成环时,完全依靠经验来确定公差等级,使分配公差这一简     

考虑形位公差的装配公差分析

目前关于装配公差分析的研究主要集中于尺寸公差分析,很少考虑到形位公差.鉴于形位公差对装配精度有影响,研究了考虑形位公差的装配公差分析.应用公差原则来处理形位公差与尺寸公差的关系,并采用蒙特卡罗法进行了计算机模拟.     

气体静压轴系公差设计北大核心

针对气体静压轴系孔轴配合径向气膜厚度要求,依据轴系零件尺寸公差和几何公差,建立孔轴配合装配尺寸链。采用蒙特卡洛方法模拟实际尺寸与几何误差综合作用结果对轴承径向间隙分布情况的影响,基于尺寸公差和几何公差的孔轴配合成本——公差模型及相关约束条件,采用遗传算法对孔、轴几何公差进行分配,对所建立模型进行了实际应用。     

装配系统中零件公差的空间建模及应用

将装配系统分为宏观与微观信息结构,并对零件层内部的几何尺寸公差进行空间建模,将零件内尺寸公差信息和零件间装配关系信息用网络图的形式加以表示。以齿轮装配箱为例,对装配封闭环的公差链进行在三维方向的分析,例证上述表达思想。     

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.     

面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法

为提高再制造零部件利用率并提升再制造复杂机械产品的装配精度,提出了一种面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法。在分析再制造复杂机械产品装配特点的基础上,对关键工序的质量控制点公差带进行细粒度划分;从装配精度角度出发,综合考虑装配过程中的质量损失和成本差异,以尺寸链为约束,构建了公差带优化模型,并研究了基于遗传算法的模型求解过程;在此基础上,提出了基于历史数据的正向推理模式,以及基于装配实时信息的逆向推理模式,推导出装配优化方案集并对车间异常情况作出及时响应;最后,开发出再制造发动机装配过程在线质量控制系统原型,验证了该方法的可行性和有效性。     

Dimensional and geometrical tolerance balancing in concurrent design

In conventional design, tolerancing is divided into two separated sequential stages, i.e., product tolerancing and process tolerancing. In product tolerancing stage, the assembly functional tolerances are allocated to BP component tolerances. In the process tolerancing stage, the obtained BP tolerances are further allocated to the process tolerances in terms of the given process planning. As a result, tolerance design often results in conflict and redesign. An optimal design methodology for both dimensional and geometrical tolerances (DGTs) is presented and validated in a concurrent design environment. We directly allocate the required functional assembly DGTs to the pertinent process DGTs by using the given process planning of the related components. Geometrical tolerances are treated as the equivalent bilateral dimensional tolerances or the additional tolerance constraints according to their functional roles and engineering semantics in manufacturing. When the process sequences of the related components have been determined in the assembly structure design stage, we formulate the concurrent tolerance chains to express the relations between the assembly DGTs and the related component process DGTs by using the integrated tolerance charts. Concurrent tolerancing which simultaneously optimizes the process tolerance based on the constraints of concurrent DGTs and the process accuracy is implemented by a linear programming approach. In the optimization model the objective is to maximize the total weight process DGTs while weight factor is used to evaluate the different manufacturing costs between different means of manufacturing operations corresponding to the same tolerance value. Economical tolerance bounds of related operations are given as constraints. Finally, an example is included to demonstrate the proposed methodology.     

采用SolidWorks的印刷机咬纸机构装配误差分析

研究采用SolidWorks软件辅助进行零件公差设计和改进的方法。首先,建立装配体模型,根据零/部件的装配约束关系、装配特征和装配信息,自动生成包含尺寸公差和形位公差的装配尺寸链并解算;然后根据计算结果对零件公差进行改进。通过分析国产某印刷机咬纸机构的装配误差这一实例,改进了咬纸机构零件的公差,最终解决了咬纸过程中咬纸面之间的点接触和线接触,以及咬纸力不够咬不住纸的情况。     

基于装配要求优化选择零件公差

在设计图纸上标注尺寸和公差是产品设计的两个重要阶段,为了提高零件的互换性,降低成本和废品率,文章提出一种优化装配零件公差的新方法。该方法根据初始所分配的公差和装配要求,建立一个含多个变量和多个约束条件的优化数学模型。通过规划求解来确定各零件的尺寸公差,使所有的装配要求都得到满足,且方法简单,适合所有的使用者。     

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.     

Optimal tolerance design for mechanical assembly considering thermal impact

In this paper, a cost–tolerance model based on neural network methods is proposed in order to provide product designers and process planners with an accurate basis for estimating the manufacturing cost. Tolerance allocation among the assembly components is carried out to ensure that the functionality and design quality are satisfied considering the effect of dimensional and geometric tolerance of various components of the assembly by developing a parametric computer aided design (CAD) model. In addition, deformations of various components of mechanical assembly due to inertia and temperature effects are determined and the same is integrated with tolerance design. The benefits of integrating the results of finite element simulation in the early stages of tolerance design are discussed. The proposed method is explained with an application example of motor assembly, where variations due to both dimensional and geometric tolerances are studied. The results show that the proposed methods are much effective, cost, and time saving than the ones considered in literature.     

基于SDT的公差建模方法及三维公差分析技术研究

探讨了各种公差区域和各种连接的小位移旋量（SD T）的描述方法;研究如何用表面模型来实现对装配体的描述,并且借助于小位移旋量确定装配体任意表面之间的相对位置;根据各个功能要素对于产品的装配功能要求的影响,创建三维公差分析尺寸链,实现面向装配的三维尺寸和几何公差分析;最后给出公差分析实例对所提出的方法加以验证。     

基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法

为了准确有效地评价不同装配序列中累积偏差对产品装配质量的影响,建立基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法,以尺寸变动度所关注的装配特征为目标特征,在构建的装配特征邻接关系矩阵和几何特征公差关系矩阵基础上自动建立偏差传递模型,根据偏差传递过程求解累积偏差确定尺寸变动度。设计人员可据此获得装配质量最优的装配序列,同时可对零件设计公差进行改进。以人造宝石专用加工机床为例,验证了方法的有效性。