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。     

计算机辅助公差设计的研究

讨论产品设计阶段设计公差的两类确定方法，并对产品某顶精度所关联之零件主要尺寸的公差及基本偏差，在给出数模的基础上，按简单情况及通常的加工习惯，给出了计算机辅助公差设计的流程。     

基于自由度变动的定向公差计算方法分析

在分析物体结构特征的基础上,指出了定向几何公差中平行度和垂直度与几何要素自由度的关系;建立了定向误差相关要素的数学模型;分类给出了定向误差位置链中基准不变三环位置链的计算方法,为数字化加工过程中定向公差的设计和工艺计算提供了一种方法。     

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。     

CADφ的计算机辅助公差设计

讨论产品设计阶段设计公差的两类确定方法，并对产品某项精度所关联之零件主要尺寸的公差及基本偏差，在给出数模的基础上，按简单情况及通常的加工习惯，给出了计算机辅助公差设计的流程。     

反求设计中公差模型的研究

本文分析了公差和误差在产品生命周期中的表现，论述了目前公差模型的发展现状及其常见的几种形式，从反求设计的特点出发，讨论了建立反求设计中公差模型需要考虑的因素，从而提出了一种公差模型的框架结构。     

机床导轨形位误差不确定性对加工误差的影响

为了研究在机床设计阶段导轨零部件形位误差的不确定性对加工误差的影响,提出了基于机床导轨形位误差不确定性的运动误差等效分析方法,并采用多体系统理论建立导轨形位误差与机床加工误差的不确定误差模型。首先采用区间参数和小位移旋量描述了导轨的形位误差,并采用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟方法进行不确定模拟仿真,获得满足约束的形位误差分布。基此,将不确定的形位误差等效为滚动体的弹性变形,建立运动误差的求解模型,进而结合多体系统理论实现机床加工误差的不确定分析。最后,以某加工中心为例,基于提出的方法分析了不同的形位公差下机床加工误差的分布规律,结果表明加工误差与机床导轨的平面度公差几乎呈线性变化,且平面度公差影响程度大于垂直度公差和平行度公差。     

工艺公差表示方法及其在稳健设计中的应用

公差在机械零件设计、制造中占有重要地位。公差常用表示方法有极值公差、统计公差。本文在分析极值公差、统计公差优缺点的基础上引出工艺公差概念，它可以统一表达极值公差、统计公差，着重对零件加工状态进行公差控制，在输入、输出方差传递变动分析中能够灵活应用，是公差稳健设计的重要工具。     

计算机辅助夹具公差设计方法学

提出了计算机辅助夹具公差设计方法学：将计算机辅助夹具公差设计抽象为由输入、边界、求解和输出四大部分组成的设计系统;给出了边界的形式和夹具公差设计的一般设计流程,进一步揭示了夹具公差设计的内涵和外延,以提高夹具设计的质量和速度。     

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。     

毛坯尺寸基准设计方法研究

传统毛坯尺寸基准设计忽略了工艺过程的差异,而统一将零件图中各尺寸基准作为毛坯尺寸基准,导致毛坯在后续加工过程中余量误差增大而浪费材料,为了实现粗加工余量公差最小以及加工面与非加工面尺寸及位置误差最小的目的,提出了基于不同工艺过程的毛坯尺寸基准设计的新方法,该方法对提高机械产品质量、降低材料损耗有重要意义.     

基于不同工艺过程的毛坯尺寸基准的研究

传统毛坯尺寸基准设计忽略了工艺过程的差异,而统一将零件图中各尺寸基准作为毛坯尺寸基准,导致毛坯在后续加工过程中余量误差增大而浪费材料,文章以粗加工余量公差最小以及加工面与非加工面误差最小为目标,提出毛坯尺寸基准设计的新方法,对提高机械产品质量、降低材料降耗有重要意义。     

典型的机床装配工艺研究（续一）

设计、加工、装配是机床制造的一条生产链，每个环节承担着自己的职责。通过设计图纸传递着对产品的结构、尺寸、公差、精度等的要求，它仅是一种工程语言，起到对作业的指导作用，它表达不了设计员对总体、部件的设计理念，很少沟通工艺制作的方法。在设计与工艺之间缺乏交流。为了提高对机床的整体认识，有利于机床产品质量的发展，结合机床制造实践，以磨床为例进行了详细的分析。以导轨、轴系为主体介绍了在设计、工艺中的先进设计理念和一些工艺问题的解决方法，供技术人员参考。     

基于稳健设计方法的五轴微小型铣床结构设计参数分析

采用田口稳健设计方法对五轴微小型铣床的结构设计参数进行分析.首先,建立了基于刚体运动学的五轴微小型铣床的空间误差模型;然后,将机床的结构设计参数作为控制因素,将机床的局部几何误差作为噪声因素,以机床的空间误差作为稳健设计的目标函数,以正交试验为工具安排了多组仿真试验;最后,通过对试验结果的统计分析评价了机床各设计参数对空间误差的影响及其稳健性.     

介绍“公差原则线图”

本文介绍了一种以要素的尺寸公差为横座标,以要素形位公差为纵座标的“公差原则线图”,可以直观地帮助理解GB4249—84“公差原则”,并用来比较区别各种公差的标准及应用情况。图7幅。     

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。     

CAD形体造型中公差表示的研究进展

本文着重介绍在B-rep和CSG等形体表示模式中,如何利用偏差模型等方法将公差表示引入计算机造型中,以适应现代制造技术的要求。进一步论述了形体参数化问题以及如何实现参数化设计的方法,为CAD中公差表示的参数化建立了良好的基础。     

精冲模具间隙与刃口尺寸及公差的确定方法

分析了精冲模具间隙和断面质量并制订了间隙列线图,论述了模具加工过程的刃口尺寸控制方法及技术要求,归纳了精冲模具间隙与刃口尺寸公差的确定原则,改善了制造效果,并介绍了降低成本及缩短生产周期和简化生产工艺,提出了较详尽的精冲模具刃口尺寸公差的确定方法。     

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。