基于特征的尺寸與公差建模及公差設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、公差設(shè)計(jì)影響產(chǎn)品的功能和制造成本,是CAD/CAM信息集成中的關(guān)鍵技術(shù),已經(jīng)成為CAD/CAM信息集成的瓶頸。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向設(shè)計(jì)與制造過程集成的公差設(shè)計(jì)模型和方法”(50465001),進(jìn)行了尺寸與公差表達(dá)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(chǎn)品裝配模型劃分到特征層次,結(jié)合ISO/TC213的特征類型研究了各實(shí)際特征和擬合派生特征及其關(guān)系,利

2、用圖論的相關(guān)知識建立基于特征的尺寸及公差表達(dá)模型,并結(jié)合工程實(shí)例予以驗(yàn)證。
　　分析了裝配尺寸鏈的形成過程,結(jié)合尺寸與公差圖論模型給出面向裝配尺寸鏈的表達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),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(yīng)特征后,對裝配數(shù)據(jù)庫中各配合特征進(jìn)行結(jié)點(diǎn)刪除的深度優(yōu)先搜索,判斷并刪除冗余結(jié)點(diǎn)最終得到尺寸鏈對應(yīng)最短搜索路徑。裝配尺寸鏈包含了與設(shè)計(jì)時(shí)給定裝配功能要求的各零件配合特征,是后續(xù)進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)。
　　利用

3、機(jī)器人學(xué)的相關(guān)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(zhuǎn)動兩種,分別討論了特征平動和轉(zhuǎn)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(chǔ)。
　　在建立雅可比系數(shù)矩陣的基礎(chǔ)上,利用蒙特卡洛方法進(jìn)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(biāo),從統(tǒng)計(jì)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(jì)分析與作圖軟件給出公差帶空間分布的直觀圖形。通過實(shí)例驗(yàn)證了所提出的方法。