基于特征的三维装配尺寸／公差链生成研究

针对目前基于特征的尺寸／公差链生成主要集中于二维的情况，本文进行了三维装配尺寸／公差链生成的研究。基于特征的尺寸工程语义的表达以及基于特征自由度变动的三维公差信息的表示，给出了三维尺寸／公差信息的公差图存储结构；在分析零件配合关系及建立装配特征关联矩阵的基础上，提出了根据产品装配特征和指定封闭环信息的装配尺寸／公差链自动生成算法，该算法考虑到零件特征配合的方向性，可以简化装配尺寸／公差链自动生成的复杂度；通过实例验证了所提出的算法，证明有效。     

特征造型CAD中尺寸标注的自动化

为把几何模型和尺寸模型有机地结合起来实现信息集成 ,在特征造型中用约束表达零件的尺寸、公差 ;然后利用特征形素自身的尺寸模式 ,以及特征组合过程中的定位约束自动生成尺寸链 ;最后在进行尺寸分层及尺寸布置后 ,根据预先确定的标注规则生成尺寸标注信息 .     

特征造型CAD中尺寸标注的自动化

为把几何模型和尺寸模型有机地结合起来实现信息集成,在特征造型中用约束表达零件的尺寸、公差、然后利用特征形素自身的尺寸模式,以及特征组合过程中的定位自动生成尺寸链;最后在进行尺寸分层尺寸布置后,根据预先确定的标注规则生成尺寸标注信息。     

基于ObjectARX2010的尺寸链公差自动生成及自动查询方法

针对工程机械中尺寸链公差生成及公差查询繁琐,设计了基于ObjectARX2010的尺寸链公差自动生成及自动查询方法。利用尺寸链自动生成公差模块,借助矩阵搜索尺寸链,根据实际需要,利用完全互换法进行公差分析或利用最优化方法进行公差分配,得到未知组成环或封闭环的公差值,实现公差的自动标注。利用SQL Server 2008数据库,将机械设计手册中有关尺寸公差查询的表格储存起来,由用户输入基本尺寸、公差等级及基本偏差代号,并通过数据库驱动模块检索零件尺寸的上下偏差,以完成公差自动查询模块的设计。通过典型轴零件标注的应用实例,验证了设计方法的快捷性和有效性。     

基于参数化建模的公差设计评价技术研究

运用尺寸链技术计算出零件在公差及其他变形影响下的最终作用尺寸,利用solidworks中特征建模方法建立起装配体的三维模型,并根据该软件的参数化设计功能,利用VB对其进行二次开发,模拟了装配结果,实现了变参数设计方法在公差设计评价技术上的应用.     

基于雅可比旋量统计法的发动机三维公差分析

为了在发动机装配体的公差分析中考虑传统尺寸链无法处理的几何公差信息,以发动机的做功机构为分析对象,引入雅可比旋量模型,建立在尺寸和形位公差约束下的特征及其配合旋量的变动和约束方程。将其融入到蒙特卡洛算法中,实现发动机做功机构的三维统计公差分析。与传统分析方法相比,基于雅克比旋量模型的分析方法考虑了更多的几何公差信息,分析结果也更加精确,该模型可以从尺寸链角度建立发动机零部件公差与整机性能的映射关系。     

并行公差设计方法研究

提出基于加工能力约束的并行混合公差优化设计系统方法和模型．根据制造过程中尺寸误差、角度误差和形位误差的分布特点,研究用加工能力指数来表示加工能力的方法．在装配公差到零件工序公差设计的整个过程中,利用零件的加工规划信息和并行设计环境,研究了直接把装配公差分配给零件工序公差的方法．     

利用SolidWorks模拟装配设计的探讨

运用尺寸链计算出零件在公差及其他变形影响下的最终作用尺寸,利用Solidworks中特征建模方法建立起装配体的三维模型,并根据该软件的参数化设计功能,利用VB对其进行二次开发实现了对装配后的机械性能的模拟;尝试了变参数设计系统在机械设计方面的应用,找到了一种模拟设计结果的方法.     

基于关键特征和图的零件公差建模方法

提出了一种基于关键特征和图的零件公差建模方法。定义了零件的关键特征和参考坐标系；基于关键特征和扩展型的有向图，通过定义关键特征之间的公差关系、公差属性、公差变动方向等，实现了公差元的表示；采用图的和运算，建立了零件公差模型。该模型有利于公差链的生成与分析，并采用实例验证了该方法的有效性。     

基于GPS的形位公差项目分析和设计

零件信息的描述是计算机辅助形位公差设计首先要解决的问题.基于GPS恒定类、特征等数字化描述理论基础,结合对零件结构和功能特征的相关分析,建立了面向CAx集成的零件特征信息模型和相应的形位公差项目生成规则;为实现形位公差信息在CAD/CAM中的集成控制奠定了基础.     

Modeling of Geometric Variations Within Three-Dimensional Tolerance Zones

三维公差域内几何特征变动的建模方法

彭和平¹，卢文龙²

（1.江汉大学 机电与建筑工程学院，武汉 430056；

2.华中科技大学 机械科学与工程学院，武汉 430074）

创新点说明：

提出一种复杂特征几何变化的三维公差建模方法。根据新一代产品几何技术规范（GPS）中几何特征的定义和特征变动的分类法，所提出的建模方法基于小位移旋量（SDT）的概念，SDT参数用于建模拟合特征相对于名义特征的几何偏差变动。进一步构造了几种复杂或不规则几何特征的变动区域，讨论了相应的三维公差建模方法。最后，通过数值实例验证了该方法对三维尺寸公差和几何公差建模的有效性。完全基于数学基础提出的建模方法符合现行的GPS标准体系的思想。

研究目的：

本文提出并建立各种复杂非规则几何特征变动的定量化数学模型，开发了集成几何公差在内三维公差建模方法，为进一步研究三维公差分析和设计奠定理论基础，是新一代GPS与现有公差设计理论相结合的学术研究前沿。

研究方法和结论：

基于理论上的探讨，采用实例分析验证方法的有效性。

关键词：产品几何技术规范(GPS)；公差建模；特征；几何变动；小位移旋量（SDT）

     

装配尺寸链中组成环公差的确定

在机械设计中,装配尺寸链的组成环公差,一般是采用等公差法或等精度法来确定。对于大批量生产,这两种方法因缺乏对加工工序能力因素的考虑,致使各组成环加工难易程度差别较大,从而造成生产费用和废品率的提高。因此,本文提出以等工序能力为原则,即在考虑零件的结构特点和加工工艺方法,并使各组成环工序能力相等且充足的条件下,确定各组成环公差,以达到机械设计与全面质量管理结合,使生产质量稳定的目的。     

基于产品成本—精度模型的最优公差设计

提出了以指数方程表达的产品成本－精度模型,同时针对外旋转体、孔、面积和位置这４种特征,通过曲线拟合的方法,给出了该模型的控制参数,给出了最优公差设计的问题简化求解方法,并利用基于规则的专家系统求出产品成本－精度模型的控制参数,进而完成最优公差设计,并给了最优公关设计的具体步骤,将基于该模型基础上求得的最优公差应用在ＣＡＤ中,可以帮助设计人员进行产品设计的决策分析。     

基于协调法的装配尺寸链解法

讨论了用协调公差带解装配尺寸链的方法。将封闭环协调公差带配置在最佳位置，可使产品装配的调校过程简化。     

基于模糊评判的装配序列生成

利用模糊逻辑用于优化装配序列生成的方法,在讨论装配序列评价特点的基础上,分析了影响装配序列产生的6个重要因素;根据模糊集理论建立了这些因素的隶属度函数,建立了评价装配序列“易于装配”的综合标准,给出了评价指标规范化计算方法。通过对满足优先约束集的零件,产生当前可分解零件集,根据“易于装配”综合标准判优进行逐层分解,产生优化装配序列。最后应用飞机发动机装配实例验证该装配序列规划方法的有效性。     

公差原则在键联结中的应用与键槽对称度的检测

针对键联结的装配精度，分析和研究了键槽尺寸公差与对称度公差间的关系，以及它们应当遵守的公差原则；并对键槽对称度公差及检测方法的确定作了进一步的探讨。     

计算机辅助工序尺寸计算

基于尺寸式法求解工序尺寸的原理 ,建立了尺寸链计算模型数据结构 ,给出了工艺尺寸链组成环的查找算法 ,并提出了一种新的工序尺寸公差调整方法 ,成功地解决了轴向工序尺寸及公差的计算。     

修配法解装配尺寸链分析

修配法是解装配尺寸链的重要方法。本文主要分析补偿环修配时,使封闭环变大和变小的两种情况。由于采用修配法解装配尺寸链,各组成环按经济加工精度制造,这样封闭环的极值公差超出封闭环公差,必须精确地确定补偿环的预加工尺寸。为此本文还推导出计算补偿环预加工尺寸和补偿量的普遍公式。