微电机关键零部件制造误差对其质量的影响权重分析

研究了微电机中不存在尺寸链关系的关键零部件的制造误差对微电机质量影响权值的计算方法.首先利用神经网络方法计算关键零部件尺寸偏差对性能影响的权值,然后再利用二元排序法计算每个性能指标对微电机质量影响的权值,最后综合计算出微电机关键零部件制造误差对微电机质量影响的权重.该方法能很好解决不存在尺寸链或复杂尺寸链关系的零部件制造误差对产品质量影响的权值计算问题.     

面向用户性能需求的产品公差体系再设计方法

针对用户对产品性能需求不断变化,提出了一种面向用户性能需求的产品公差体系再设计方法,使生产企业充分利用原产品生产系统,不需重新构建制造系统和质量检验体系,只需对原系统做适当调整,快速响应市场变化,从而使产品既能满足用户需求而成本又最低。在分析产品公差体系的基础上,充分利用产品生产过程中各检验和试验环节记录下的历史数据,建立起基于支持向量非线性回归机的产品性能偏差与零部件质量特征偏差之间的关系模型。以产品制造成本最小为目标,以产品性能偏差满足用户需求、零部件质量特征偏差不超过其公差、零部件公差不超出其经济加工公差范围为约束,建立起面向产品用户性能需求的产品公差体系再设计优化模型,并以微电机为例进行其公差体系再设计,结果表明该方法行之有效,将产品公差设计从产品开发阶段扩展到产品全市场周期,为实现产品公差设计提供了新途径。     

尺寸公差的区间描述及不确定性优化

利用区间模型对尺寸公差进行描述,构建了一种基于尺寸公差的区间优化方法,实现了基本尺寸及其公差的同步优化。本方法以基本尺寸和公差为设计变量,以尺寸公差最大化为设计目标,以决策者对机械系统的性能要求及原问题的最严限制性条件为约束,建立区间优化模型。通过区间中点和区间右边界,将不确定性区间优化模型中的目标函数与约束进行确定性转换。有效解决了在机械系统给定性能水平及其固有约束条件下,求解关键零部件最优基本尺寸与最低成本尺寸公差的问题。该方法已被应用于数值算例及工程实例。     

汽车前轮定位参数超差率控制与优化设计

四轮定位参数是否合格对汽车保持良好的行驶性能具有重要影响.为控制某国产车型出现前轮定位参数超差问题,基于现有装配工艺以及实际零部件制造偏差,首先采用3DCS偏差分析软件对前悬架系统开展仿真建模,研究关键安装点位置偏差对前轮定位参数的影响关系,采用贡献度分析法提取前轮定位参数的重要影响因素,进一步通过回归正交试验设计构建多元二次回归模型,揭示上述重要影响因素对前轮定位参数响应的影响规律,最后以前轮定位参数超差率为目标、以零部件制造公差等为约束,利用Matlab优化工具箱对前悬架系统零部件关键因素进行公差优化设计,有效降低了下线车辆前轮外倾角等定位参数超差率,提升该车型行驶性能。     

基于3DCS的白车身偏差分析

本文以某款车型白车身前端模块安装孔为载体,用三维偏差分析软件3DCS建立尺寸仿真模型,虚拟制造过程,识别影响目标尺寸公差的影响因素,并通过工装优化、提升零部件公差等优化方式,解决白车身前部尺寸偏差的难题。     

一种面向热膨胀性能的公差设计方法

双材料点阵是实现热膨胀设计最有效的途径之一,然而制造误差会对热膨胀性能造成影响,传统公差理论无法保证产品性能的精确实现。提出了一种能保证双材料点阵等效热膨胀系数精确实现的功能性公差设计方法。首先,分析尺寸的热膨胀效应,根据结构热膨胀性能的极限情况进行变量分组;然后,分析尺寸敏感度,分别采用逐步降低敏感尺寸的公差等级和优先降低非敏感尺寸的公差等级两种方法对尺寸偏差优化模型进行改进;最后,通过对三种热膨胀性能的胞元进行公差设计,验证了方法的正确性。本文首次考虑了双材料结构的公差设计,建立了公差设计和结构热膨胀性能之间的关系,对双材料点阵的制造与应用具有很大的理论和实际意义。     

大型起重机减速器尺寸链分析

基于大型起重机减速器中一典型部件为对象,建立三维公差模型。通过敏感度数值分析,可了解三维尺寸链中影响装配要求的关键尺寸和非关键尺寸,合理分配各零部件的公差,为零部件的工艺优化提供依据,以实现最少严控公差的零部件数量。     

公差与性能自适应匹配建模与分析方法

为建立性能与公差之间的映射关系,提出了一种公差与性能自适应匹配建模与分析方法。通过实验获取了公差与性能的统计数据,在此基础上采用最小二乘法拟合求解公差与性能之间的数学模型。通过参数化方法建立了公差与性能自适应匹配的数学模型,并对装配尺寸链公差与性能匹配进行了分析。以某型飞机组件为实例,验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于公差的数控外圆磨床几何误差源参数建模研究

公差对机床的精度设计具有指导意义,目前机床设计大多仍依赖于传统经验。为揭示机床零部件公差与机床几何误差源参数间的映射关系,本文以数控外圆磨床为例,构建了零部件公差与其表面几何形貌误差的关系模型,依据磨床零部件公差的概念及其运动规律,推导出零部件几何误差形貌与几何误差源参数的内在联系,建立了磨床关键零部件公差与机床几何误差源参数间的关系模型,为数控外圆磨床运行精度预报及关键零部件的公差参数优化分配奠定理论基础。     

尺寸精度约束下再制造产品零部件选配优化方法研究

合理选配再利用件、再制造件、新件等不同来源形式的零部件,是保障再制造产品质量与成本的关键环节。针对待选配零部件尺寸公差对再制造产品质量损失、成本的双重影响特征,通过设计零部件尺寸公差的精度分级机制,实现再制造产品各零部件尺寸精度不低于原新品,获取可行选配方案集;进一步以产品尺寸链精度不低于原新品为约束,建立关于零部件尺寸公差的再制造产品尺寸链精度损失函数、再制造产品总成本函数,构建面向再制造产品成本与质量协同优化的多目标选配优化模型,采用协同进化算法获取最终的选配优化方案,实现在全面提升再制造产品及其零部件尺寸精度的同时,降低产品成本。最后以某机床的再制造进给箱零部件优化选配为例,验证了所提出方法能够有效解决零部件来源形式多、尺寸精度与成本差异性大环境下,以不低于新产品尺寸精度为约束的再制造零部件选配优化问题。     

考虑形状偏差的公差多面体建模与分析

采用理想表面模型或未考虑形状偏差进行公差建模与分析往往导致零件装配产生干涉风险或装配精度得不到保证。针对该问题，首先基于半空间和多面体的定义将零件特征几何偏差以向量的形式表示，根据尺寸公差带约束构建了零件层的公差多面体不等式组。其次，以理想表面构建装配层公差多面体不等式组，通过使用装配优化函数对装配接触面参数进行调整，将形状偏差纳入公差模型中，从而构建了基于非理想表面的公差多面体不等式组。最后，以铣刀座装配体进行了实例研究，建立了该装配体的各偏差传递路径的公差多面体凸包，并使用闵可夫斯基和依次求解，然后进行交集运算得出目标环偏差值；手工调整公差值并重新计算，直至分析出的目标环偏差值满足初始精度设计需求。     

模拟重力影响的发动机测量偏差模型的研究

尺寸工程在发动机产品的设计阶段已成熟应用,在此阶段需要对产品零部件、装配件等上百个零件进行公差设计、公差仿真、公差校核等。在设计阶段,有效的三维公差分析能够控制产品的装配偏差,在满足设计要求的同时降低零部件总体制造成本,并且缩短研发周期。本文通过探究尺寸链构建原理和偏差分析原理,以某发动机曲轴飞轮壳同轴度为分析函数,结合公差分析软件VisVSA,模拟重力影响下同轴度测量操作,验证软件仿真结果与实测数据的吻合性,判断仿真分析是否能够达到预期结果。最后与测量结果对比表明,本研究所采用的模拟重力仿真是能够反应真实测量规律的,同时可作为发动机其他需要考虑重力影响的装配参考方法。     

麦弗逊悬架前轮外倾角偏差分析

通过介绍运用二维及三维尺寸链工具对麦弗逊悬架前轮外倾角制造偏差进行分析,并根据分析结果设计了麦弗逊悬架关联零部件,如减震器、转向节、后副车架的关联尺寸公差,解决了麦弗逊悬架前轮外倾角制造偏差问题,保证了整车的行驶性能.     

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.     

基于载荷作用的柔性体三维公差建模及精度影响分析

传统精度设计仅考虑零部件几何公差的影响,未涉及装配载荷作用下零部件变形的影响。为了保证机械系统在工作过程中的可靠性与稳定性,不仅要求在产品设计与制造环节中要严格保证零部件具有良好的设计性能与制造质量,更重要的是保证装配过程中各零部件间的配合性能。以具体的卧式加工中心为例,通过有限元法获取零部件载荷效应下的变形数据信息,结合小位移旋量理论、齐次坐标变换理论及表面认证思想,建立零件载荷变形偏差的综合三维数学模型。分析结果表明:装配载荷作用下的零件变形偏差总体上呈现出传递和累积的趋势,系统末端变形偏差累积量达到-0.024 9 mm。因此,零件载荷变形偏差对机械系统精度的影响不容忽视,设计阶段的三维公差分析应该综合考虑尺寸、形位公差及载荷作用下的变形偏差对机械系统装配精度的影响,才能形成一种面向整机精度的协调与保障机制,为提高复杂精密机械系统的整机性能提供理论与技术支撑。     

基于SDT的三维公差域建模方法研究

以自由度和变动理论为基础,研究了基于SDT的平面特征公差数学模型表示方法。首先研究了三维公差域参数化表示方法,基于新一代产品几何规范标准体系(GPS),将几何偏差分为本质偏差和方位偏差,研究了三维公差域参数化建模方法,并基于运动自由度分析的SDT方法分析了三维公差域建模的一般步骤。最后以平面特征的公差建模为例,对不同类型的平面分别建立了数学模型。     

浅谈公差原则与泰勒原则

任何孔、轴都有尺寸公差、形位公差。GB1800—79《公差与配合》尺寸公差、泰勒原则定义、GB1182—80《形位公差》以及尺寸公差与形位公差之间相互关系GB4249-84《公差原则》即独立原则、相关原则实施以来,特别是公差原则与泰勒原则之间的关系与应用场合存在一些模糊观念,为此本人根据实践的应用有几点体会与大家交流,本文的目的是为了理顺它们之间的关系以及供在设计、检验方面的有关同志正确的、合理应用标准。泰勒原则是指孔的作用尺寸应大于或等     

基于CE/TOL的星载跳频处理器公差分析与优化

使用公差分析软件CE/TOL,将星载跳频处理器子板连接器间距作为封闭环建立公差分析模型。通过敏感度和贡献度分析,确定经验设计时影响封闭环公差的关键尺寸,通过改进结构构型将其从装配尺寸链中剔除;通过测量变异分析,对改进后构型的组成环公差进行优化,依据随机误差极限值原理将连接器对插合格率提高到99.73%。CE/TOL可以量化分析零部件的安装方式以及尺寸公差的改变对整机连接器对插精度的影响,这为复杂拼装式电子产品对插可靠性设计提供了可借鉴的设计思路。     

基于三维偏差分析技术的尺寸公差设计应用

整车开发过程中需要完成成百上千个零件的公差设计,为达到设定的质量目标,高效准确的偏差分析控制成为公差设计中的重要环节。本文介绍了三维偏差分析采用的算法、虚拟样车偏差分析模型建立开发流程、尺寸项目开发中的公差分配设计方法;并结合国内自主开发项目多个实际案例,列举了关键区域三维偏差分析理论计算数值与实际生产数据置信度对比;证明可以通过建立了虚拟工程样车系统,完成车身装配的匹配优化、公差设计,可以减少为实现尺寸匹配而进行多轮物理螺钉车制造活动,节约项目开发时间和成本。     

考虑尺寸公差的摆线齿廓修形方法

针对摆线针轮机构精度高、回差小及传动平稳的特点,提出了一种摆线齿廓修形补偿零部件尺寸偏差,以空回误差最小为目标的摆线齿廓修形方法。分析零部件尺寸偏差对啮合间隙或过盈的影响,针对各尺寸公差引起的侧隙或干涉量设计修形方案,确定摆线齿廓修形方式和修形量。在此基础上,建立考虑摆线齿廓修形和零部件尺寸偏差的空回误差分析模型;通过仿真研究尺寸偏差对机构回差的影响规律,表明所设计的修形方案可实现机构回差最小的目的,验证了该方法的有效性。提出的修形方法为摆线齿廓修形提供了一种新的思路。