基于特征的尺寸與公差建模及公差設計的研究.pdf

1、公差設計影響產品的功能和制造成本,是CAD/CAM信息集成中的關鍵技術,已經(jīng)成為CAD/CAM信息集成的瓶頸。本文結合國家自然科學基金項目“面向設計與制造過程集成的公差設計模型和方法”(50465001),進行了尺寸與公差表達模型、尺寸鏈自動生成以及公差綜合方面的研究。取得的主要研究成果如下:
　　在基于特征造型的CAD系統(tǒng)中,將產品裝配模型劃分到特征層次,結合ISO/TC213的特征類型研究了各實際特征和擬合派生特征及其關系,利

2、用圖論的相關知識建立基于特征的尺寸及公差表達模型,并結合工程實例予以驗證。
　　分析了裝配尺寸鏈的形成過程,結合尺寸與公差圖論模型給出面向裝配尺寸鏈的表達數(shù)據(jù)結構,給出尺寸鏈自動生成的搜索原理。具體搜索原理為指定裝配封閉環(huán)對應特征后,對裝配數(shù)據(jù)庫中各配合特征進行結點刪除的深度優(yōu)先搜索,判斷并刪除冗余結點最終得到尺寸鏈對應最短搜索路徑。裝配尺寸鏈包含了與設計時給定裝配功能要求的各零件配合特征,是后續(xù)進一步分析的基礎。
　　利用

3、機器人學的相關知識,建立基于特征自由度變動的裝配誤差累積模型。特征自由度變動分為平動和轉動兩種,分別討論了特征平動和轉動累積對裝配功能要求的影響,建立了雅可比系數(shù)矩陣,為后續(xù)公差綜合奠定基礎。
　　在建立雅可比系數(shù)矩陣的基礎上,利用蒙特卡洛方法進行公差綜合仿真的研究。對已知的裝配功能要求各量化指標,從統(tǒng)計角度模擬分析得到各配合特征自由度分量的分布情況,利用統(tǒng)計分析與作圖軟件給出公差帶空間分布的直觀圖形。通過實例驗證了所提出的方法。