基于新一代GPS标准体系的功能公差规范设计研究

论文摘要

公差规范设计在整个公差设计过程中占有非常重要的地位,它直接关系到零件公差与零件功能的匹配程度。随着新一代产品几何技术规范（Geometrical ProductSpecification,GPS）标准体系的推出,如何在新的标准体系下进行公差建模,如何建立零件功能与零件特征之间的关系,建立公差与功能之间的关系,是研究功能公差的重要内容。本文结合国家自然科学基金“基于新一代GPS标准体系的计算机辅助功能公差设计理论与方法（50775204）”和浙江省自然科学基金项目“新一代产品几何技术规范标准实施支撑平台及其关键技术研究”（Z107334）,针对功能公差中的相关理论与应用技术,进行了基于新一代GPSb标准体系的功能公差规范设计的研究,并开发了相应的原型系统。1、综述新一代GPS标准体系的发展历史及其研究现状,探讨公差建模理论和计算机辅助功能公差的研究现状,分析课题的研究背景,结合国家自然科学基金项目和浙江省自然科学基金项目提出本文的研究内容和总体框架。2、分析了新一代GPS中特征、几何约束等相关定义,讨论TTRS功能表面的分类,分析了产品的几何构成;由点的空间运动解析入手,给出基本表面对应的变动约束矩阵;探讨了基于特征的公差表示模型。3、基于新一代GPS恒定类的定义研究装配定位节点的分类及其优先次序的确定原则;对现有装配有向图进行改进,增加装配定位约束表达信息;探讨几何功能需求的表达与分解方法。4、引入配合树、基准参考框架的概念,基于改进装配有向图研究了零件-零件之间分界面的公差规范设计方法,探讨了几何功能需求-几何规范设计的功能公差设计过程和方法;给出了装配体实例及功能公差规范设计结果。5、在前几章的理论和方法的基础上,以SolidWorks2005为平台,以VisualC++6.0为开发工具,开发了基于新一代GPS的功能公差规范的原型系统,系统包含装配定位识别与功能公差规范两个模块;应用实例分析阐述了原型系统的主要模块和功能。6、回顾与总结全文的主要研究内容,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的工作进行了展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 GPS标准体系的研究与发展
• 1.2.1 GPS标准体系的发展
• 1.2.2 新一代GPS标准体系结构
• 1.3 计算机辅助功能公差研究与发展
• 1.4 公差信息建模的研究与发展
• 1.4.1 公差数学模型
• 1.4.2 公差表示模型
• 1.5 本文研究内容及总体框架
• 1.5.1 课题的提出
• 1.5.2 本文研究内容
• 1.5.3 全文总体框架
• 1.6 本章小结
• 2 基于新一代GPS的公差表示
• 2.1 引言
• 2.2 基于新一代GPS的产品几何信息构成分析
• 2.2.1 基于新一代GPS的产品几何信息构成
• 2.2.2 GPS中特征的定义
• 2.2.3 几何约束
• 2.3 基于新一代GPS的公差建模方法
• 2.4 基于特征的公差表示模型
• 2.4.1 基于特征的TTRS
• 2.4.2 特征之间的关联关系
• 2.4.3 基于特征的公差表示模型
• 2.5 本章小结
• 3 装配定位约束与几何功能表达
• 3.1 引言
• 3.2 装配定位约束
• 3.2.1 装配定位节点
• 3.2.2 装配定位节点的优先次序
• 3.2.3 基于装配有向图的装配定位约束关系表达
• 3.3 几何功能需求表达与分解
• 3.4 本章小结
• 4 功能公差规范设计
• 4.1 引言
• 4.2 零件-零件之间分界面公差规范
• 4.2.1 分界面两边零件的基准参考框架DRF的确定
• 4.2.2 定位面的公差规范形式、公差原则的选择
• 4.2.3 公差类型选择
• 4.3 几何功能需求-公差规范设计过程
• 4.4 实例研究
• 4.4.1 功能公差规范设计详细过程
• 4.4.2 装配体功能公差规范设计实例
• 4.5 本章小结
• 5 原型系统开发与实例研究
• 5.1 引言
• 5.2 开发平台和工具
• 5.2.1 Solid Works二次开发平台
• 5.2.2 Visual C++6.0
• 5.3 原型系统开发
• 5.4 实例研究
• 5.4.1 装配定位识别模块
• 5.4.2 功能公差规范模块
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 作者简历