计算机辅助三维公差设计的研究现状

三维公差设计是计算机辅助公差设计的重点。总结了国内外学者对于计算机辅助三维公差设计的研究现状,分析了常见的三维公差表示模型及其设计方法,对三维公差设计的发展前景进行了展望。     

计算机辅助公差设计(CATD)中粗糙集理论及应用

对粗糙集理论和计算机辅助公差设计的一般流程进行了简单描述,粗糙集理论在基于制造成本的计算机辅助公差设计中的应用。利用粗糙集理论在同时满足支持度和可信度的基础上对规则进行筛选约简,从而提高了计算机辅助公差设计决策的准确性和合理性。     

计算机辅助公差设计模块的研究

通过对尺寸公差和计算机辅助公差设计原理的分析,论述了用计算机语言和数据库实现公差的辅助设计,并以计算机辅助公差查找为例,研究其在CAD/CAM集成中的应用。     

粗糙集理论在并行公差设计中的应用研究

粗糙集是一种较新的处理不完整性知识和不确定性知识的数学工具,而并行公差设计方法是通过尽早考虑相关环节对上游公差设计环节的制约,减小了决策的不定性,实现了公差设计结果的早期验证。通过对粗糙集理论和计算机辅助并行公差设计的一般流程进行简单描述。在对螺旋导套零件建立加工工艺数据库的实际应用问题上,论述了粗糙集理论在计算机辅助并行公差设计中的应用,从而得到了约简的专家系统数据库,为计算机辅助公差设计进一步完善提供了有价值的基础设计理论。     

计算机辅助公左设计模块的研究

通过对尺寸公差和计算机辅助公差设计原理的分析，论述了用计算机语言和数据库实现公差的辅助设计，并以计算机辅助公差查找为例，研究其在CAD/CAM集成中的应用。     

方孔公差一致性验证技术的研究

尺寸公差与形位公差的一致性验证是计算机辅助公差设计中不可缺少的重要环节。在包容要求、最大实体要求及最小实体要求条件下，分析了方形零件尺寸公差和形位公差一致性准则，给出了相应的数学等效式，举例说明了该一致性验证准则的使用方法，为方形零件计算机辅助公差设计一致性验证提供了理论支持。     

计算机辅助公差设计综述

回顾了计算机辅助公差设计的发展过程，全面总结了它的研究内容和现状，对它的未来发展作了预测，介绍了计算机辅助公差设计的重点研究方向。     

计算机辅助公差设计中方形轴孔的公差协调性分析

尺寸公差与形位公差的一致性验证是计算机辅助公差设计中不可缺少的重要环节。依据公差国家标准中的包容要求、最大实体要求、最小实体要求分别确定了槽、方孔及棱柱的尺寸公差与形位公差一致性的评判原则，给出了判定一致性的等效不等式，并举例说明了该一致性验证方法的实用性，为计算机辅助公差设计的一致性评价提供了可行的方法。     

计算机辅助公差设计一致性的评价工具--软件量规

在漂移模型，虚拟边界要求，条件公差理论以及ＩＳＯ和国家标准的公差原则基础上，给出可用于孔轴类零件公差一致性验证的软件量规数学等效式。为基于约束的参数化ＣＡＤ系统中，计算机辅助公差设计的评价提供了理论依据，对促进ＣＡＤ／ＣＡＭ集成，特别是并行工程的发展具有重要的科学意义和应用价值。     

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。     

基于特征自由度变动的公差综合建模与仿真

针对产品设计阶段规定的装配功能要求,在特征自由度公差表示模型的基础上,利用齐次坐标变换的知识分析并推导了装配功能要求与零件配合特征自由度变动的关系矩阵,通过矩阵求逆的方法得到公差综合仿真等式,由此建立了基于特征自由度变动的公差综合模型。以齿轮泵为例,研究并建立了两齿轮装配后的侧向间隙（装配功能要求）与泵体及齿轮相应配合特征自由度变动的公差综合模型,运用Monte Carlo方法进行了仿真实验,得到各配合特征自由度在公差范围内的变动量及分布统计结果,验证了建立的公差综合模型及仿真方法的有效性和实用性。     

基于CATIA的CAD/CAT系统集成方法研究

探讨CATIA V5与计算机辅助公差设计(CAT)系统的集成方法,最终实现零件定位特征的识别以及公差规范的自动标注。首先识别出用户所选几何要素的类型,提取各要素的几何信息并保存在Excel中,用CAT系统进行功能公差规范,然后在CATIA中实现了三维公差的自动标注,用实例验证了该方法的可行性。     

综合受力变形的薄壁零件公差设计与分析

为了缩短设计周期、降低计算成本、提高产品竞争力,将有限元分析和公差设计相结合的方法应用于薄壁零件的公差设计。根据实际工况下薄壁零件的受力,对详细设计阶段的薄壁零件系统进行静态有限元分析,并将有限元分析的结果带入公差分析,检验实际工况下的薄壁零件的尺寸公差是否满足设计要求,识别出影响实际工况下车门配合最敏感的因素,选出最优方案。试验结果表明,通过该种方法获得的设计方案,在较大程度上提高了车门品质,在达到产品性能要求的同时使设计的目的性更强,并缩短了设计的周期。     

结构与公差同步设计的产品概念设计优化

为保证概念结构设计的可行性与经济性,提出了将公差设计研究提前到概念设计阶段的思想,并研究了其中的关键技术。首先基于一种结构不断生长的独特设计思路,建立了结构与公差同步设计的过程模型和相应的公差表示模型;然后研究了在设计过程中自动生成局部尺寸链和全局尺寸链的方法,给出了公差同步设计,并根据设计结果提出了概念设计优化的整体框架,实现了基于公差的概念设计优化;最后以活塞夹具设计为例,验证了本方法的有效性。     

概念设计中的三维公差分析？

根据三维公差分析理论与产品设计和制造之间的公差分配矛盾,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。应用矢量环公差数学理论在三维公差软件 CETOL 6σ中建模,并用二阶分析理论进行三维公差分析。通过工程实例表明三维公差分析在概念设计中的应用具有重要意义。     

产品概念结构设计中的公差进化模型和算法

在产品概念结构设计自动化技术基础上，研究了产品公差设计过程及其特点，提出了四层产品公差结构模型。应用局部公差分配模型与公差设计过程建立了全局公差优化理论模型，提出了以保证产品总精度需求为目标的概念结构设计阶段公差的同步设计算法。实例表明，提出的公差进化模型和算法，避免了人为建模工作，大大提高了公差设计效率和质量，为快速完成多方案的并行设计奠定了基础。     

概念设计中的三维公差与结构同步设计研究

为支持产品概念设计的多结构方案优选和成本优化,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。给出了指导概念结构设计的生长型设计过程模型,应用旋量对功能表面间的几何约束进行分析;在公差表示模型的基础上,自动选择基准框架,生成三维公差链并进行设计计算;开发了相应的软件系统支持设计过程。应用实例表明,公差与结构同步设计能有效地减少设计方案的反复修改,提高了设计的效率和质量,对CAD/CAM集成具有重要意义。     

基于3DCS的大型客机主起落架收放机构容差分析

为了提高起落架的装配准确度,保证起落架的装配性能,以正在研发的大型民机主起落架为原型,对起落架容差的改进设计进行了研究。以传统容差设计为基础,建立了容差分析的数学模型,运用尺寸链分析方法进行理论分析;同时基于3DCS软件,建立了容差分析的仿真模型,并对起落架进行了容差仿真分析。通过理论分析与仿真分析的结果对比,改进了容差设计。基于传统设计方法的容差设计结果通常情况下并不是最优解,可通过3DCS软件仿真分析对传统容差设计结果进行改进设计。     

再制造公差设计优化模型及其应用

为降低再制造产品的成本,保证和提高产品质量,将公差设计方法引入再制造工程。在深入分析再制造公差设计特点和公差分配原则的基础上,提出了一个再制造公差设计的优化数学模型。该模型以统计公差原理为基础,以再制造总成本最低为目标,综合考虑了保证和提高产品性能、表面工程技术、过程能力指数等制约因素,在质量成本中的田口质量损失成本的基础上增加了质量保证成本。结合某企业ZQDR-410型牵引电动机的再制造案例,对传统再制造方案和所提方案进行了比较,证明了该公差设计优化模型的有效性和实用性。