基于UG的装配公差图自动搜索算法的研究

当前装配公差分析和设计一般是基于尺寸链原理,只考虑了装配零件的尺寸公差,并未考虑装配零件的形位公差,因此基于尺寸链原理的装配公差分析方法是有缺陷的。如何能使装配公差分析更贴近实际零件的装配是要解决的问题。基于图论知识和UG二次开发平台,对三维装配体模型建立装配链图,在此基础上查找零件几何公差的传递路径,为进一步探究零件几何公差的积累效应、装配体公差分析和综合应用做准备。     

面向并行工程的三维装配公差链分析

提出用装配基准变动方程组来建立装配公差链模型，通过求解此方程组获得三维装配公差链的分析结果：提出装配基准图定量描述装配体零部件之间的配合及位置关系，并且基于此图自动生成装配公差链；应用蒙特卡罗仿真方法给出了计算实例。     

一种基于配合特征面的三维装配尺寸链自动生成方法

由于目前尺寸链自动生成存在着人机交互过多,实用性不强,并且主要集中在二维的情况。提出了一种以图论为基础,基于UG的三维空间尺寸链自动生成的方法。通过人机交互对装配体进行自由度的约束,使用UG/OPEN API函数对零件模型进行信息提取;利用图论理论,构建尺寸公差、形位公差和装配邻接表,建立了公差图结构。在此基础上,提出了基于特征面要素的搜索算法,该算法减少了不必要的人机交互,真正意义上实现了三维空间尺寸链的自动生成。通过实例验证了该算法,证明有效。     

三维装配尺寸链的自动生成

提出了一种基于CAD模型的三维装配尺寸链自动生成方法。该方法从定义装配性能特征入手,首先对CAD装配模型进行深层次的解析及预处理,以获取隐含在模型内部的公差分析所需信息。然后利用图论理论,通过构建特征-尺寸邻接矩阵、特征-装配约束关系邻接矩阵、装配关系传递图等,将装配体中参与装配的零件和特征以及其之间的装配约束关系、尺寸及形状等信息的传递过程以图的形式进行表达。最后将三维尺寸链分为显式和隐式两类,对于显式尺寸链,由装配关系传递图搜索连通通路可直接获取尺寸链图和方程:对于隐式尺寸链,提出了尺寸方向差异度的概念、封闭环方向优先的搜索策略以及构建过渡尺寸链的方法,最终可获取尺寸链图和方程。该方法已在自主开发的三维装配尺寸链自动生成系统中得到了验证。     

基于定位特征的零件公差规范设计

探讨零件公差规范的生成方法,并在CATIA中实现自动生成符合新一代产品几何技术规范(geometrical product specification,GPS)的三维公差标注。首先研究利用定位特征组成的定位图来描述零件的装配定位,然后基于定位图,给出基准参考系统的公差规范模式和方法,最后在CATIA环境下完成零件公差规范设计系统的开发,并用实例验证了该方法的可行性。     

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。     

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。     

三维零件的半智能化工序图生成系统

介绍了一种三维零件的半智能化工序图生成方法。通过采用中介信息元作为形位公差、表面粗糙度、加工基准及定位基准等非几何信息描述的载体，实现CAD与CAPP系统之间的信息共享；以零件的设计尺寸为起点，以CAPP系统中推理的零件加工工序表作为指导，通过逆向推理的方法获得中间各道工序的零件尺寸及相应中介信息元的信息；利用SolidWorks二次开发，实现根据三维几何模型生成二维图形及尺寸和公差的标注。最后给出系统的整体流程图。     

基于特征的公差分析与综合尺寸链的自动建立

在特征造型基础上阐明了零件和装配体中尺寸，公差的的记录，并讨论了尺寸，公差链自动建立的一种方法，以便进行公差分析与综合，使产品成本的精度最佳协调。在产品的三维实体模型上，设计者只需检取待分析的封闭环的两个端元素，程序就会在零件模型和装配模型中自动搜索建立与此封闭环有关的尺寸链，并确定尺寸链和环的增减性。     

基于T-Map的飞机部件交点轴线公差转化方法

针对装配过程装配方案改变后,基准变换致使几何公差变化的问题,以飞机部件装配中的交点装配为研究对象,提出基于公差图(T-Map)的公差转化方法。根据交点轴线的变动建立交点轴线的T-Map公差模型;通过基准变换前后几何尺寸及公差(GD＆T)关系构建交点轴线的基准变换模型,在此基础上,重构基准变换后交点轴线的T-Map;对变换后的交点轴线T-Map进行累积,构建交点轴线叠加T-Map(ST-Map),分析基准变换前T-Map与ST-Map的二维空间域的关系,得到ST-Map最小约束条件,并以不同自由度约束下的最大公差值为判据,获得基于T-Map的交点轴线公差转化关系。最后,引入实例进行公差转化的求解,并与基于特征公差尺寸链的传统公差转化方法进行了比较。     

微机上基于约束的二维装配图尺寸驱动关键技术的研究

对二维装配图尺寸驱动进行了理论研究和实践 ,通过零件特征定义及装配约束定义使以简单低级几何元素组成的二维图形在更高层次上具有了装配信息。在用联接图表示产品装配模型基础上 ,提出了基于装配的约束的顺序求解法 ,并解决了装配图尺寸驱动的三个关键问题     

Unified dimension and tolerance modeling for mechanical precision predicting

Precision predicting is significant for quality qualification of complicated product, and it is one of the fundamental applications for virtual assembly system. For most predicting methodologies, functional precision is propagated by both dimension and geometric tolerance; however, dimension and geometric tolerance have different manifestation patterns that relay on traditional GD&T standard, and it brings difficulty in considering dimension and geometric tolerance simultaneously; hence, a uniform model called maximum compatible constraint model (MCCM) is proposed. Dimension and geometric tolerance are clustered into three types: deterministic constraint, micro-degree constraint, and release constraint. The MCCM model explains these multiform constraints with unified constraint matrix, dimension torsor (D _mT ), and deviation torsor (D _vT ). D _mT is introduced to record the ideal position of functional geometry referring to geometry coordinate system. D _vT and micro-degree variational zone are discussed for explaining variational information of precision; in addition, topological structure related to functional and datum surfaces are extracted. By compatible structure, MCCM is not only adaptable for explaining dimension and geometric tolerance, but also for modeling geometric and assembly constraints that are meaningful for variation propagation during assembly process. With all constraints, dimension and tolerances are modeled, and then MCCM set is attained. Within the MCCM set, dimension cumulative, variation, and error propagation are facilitated by constraint and direction discussion, and precision predicting is conducted more specifically.     

面向公差技术的几何要素自由度表示与操作及其应用

描述了几何要素的本征方向和本征自由度概念、几何要素自由度的表示方法和约束自由度的计算规则。根据基本几何元素的几何特征以及与基准要素的位置关系确定了几何要素的本征方向,根据几何量测量原理,提出了基准要素约束自由度的计算方法,建立了基准体系约束自由度的计算规则。根据公差类型与基准要素和目标要素的关系,建立了公差设计正确性、完整性验证的具体规则,提出了基于自由度分析的公差标注正确性验证方法。     

基于形位公差的公差原则在尺寸链中的应用

阐述尺寸公差与形位公差的关系,分析不同公差原则在设计中的适用范围,介绍形位公差在不同公差原则下的处理方法。通过实例分析计算,应根据装配关系,确定形位公差的增减性,非对称形位公差不能盲目地作为减环引入装配尺寸链中。     

基于语义推理的产品装配设计技术

为保证产品具有良好的结构设计和零件可装配性,研究了装配语义模型,详细讨论了设计尺寸约束和装配几何约束的符号化表达方法,并给出了书写规则。在此基础上建立了装配语义图,通过节点描述零件属性信息,通过有向边描述装配语义信息。介绍了基于装配语义的产品装配设计工作流程,重点阐述了零件设计尺寸约束、装配规划信息和装配操作序列的推理过程。给出了语义修改和语义变动两种情况下装配语义图的维护机制。应用实例表明,该模型可以有效地支持产品的协同装配设计。