面向装配的公差设计系统研究

论文摘要

产品设计阶段的公差直接影响着产品的装配性,装配体的误差是由零件组装过程中的误差累积造成的。计算机辅助公差设计( Computer Aided Tolerancing,简称CAT)是CAD/CAM集成中的关键技术之一,将该技术运用到产品的装配阶段,能够很好的减少制造和装配阶段的成本,与传统的手工装配相比,提高了准确率,从而提高产品的质量和附加值。本文构建了一个面向装配的尺寸链模型。从装配体的形成过程入手,在深入研究装配信息模型和装配特征模型的基础上,建立了基于装配约束特征的面向尺寸链的装配特征层次模型,并根据本课题所研究的装配尺寸链的特点,在充分研究Pro/E软件平台的约束机制的基础上,提出了装配尺寸链的数据结构,给出了配合约束信息以及尺寸信息的获取方法。完善了尺寸链自动生成方法。通过系统自动的提取尺寸链所需要的信息,由用户指定封闭环的两要素,通过一定的搜索算法来自动生成尺寸链;根据向量方向性提出了判断增减环的方法,使用蒙特卡洛法进行公差分析,使计算结果更能反映实际的加工条件,应用等精度法进行公差综合的研究。使用VS2008及Pro/TOOLKIT二次开发包开发了集成于Pro/E的公差设计软件系统,结合实例探讨了基于装配尺寸链的公差设计系统的应用,并将结果保存到ACCESS数据库中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 公差信息建模的研究现状
• 1.2.2 尺寸链自动生成研究现状
• 1.2.3 公差分析和综合研究现状
• 1.3 公差设计的发展
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 面向尺寸链的装配数据模型
• 2.1 装配信息模型
• 2.2 装配模型特征
• 2.2.1 零件级特征
• 2.2.2 装配级特征
• 2.3 Pro/E的约束机制
• 2.3.1 Pro/E的约束机制简介
• 2.3.2 Pro/E约束的分类
• 2.4 基于配合特征的尺寸链模型的建立
• 2.4.1 面向尺寸链的装配模型
• 2.4.2 尺寸链的数据结构
• 2.4.3 尺寸链配合信息的获取
• 2.5 本章小结
• 第3章 装配尺寸链的自动生成
• 3.1 尺寸链的基本概念
• 3.2 装配尺寸链生成策略
• 3.3 装配尺寸链自动生成的关键技术
• 3.3.1 封闭环的确定
• 3.3.2 无关约束关系的剔除
• 3.3.3 组成环的查找
• 3.3.4 装配尺寸链表的生成
• 3.3.5 组成环增减性的判断
• 3.4 本章小结
• 第4章 公差设计
• 4.1 传统的尺寸链计算方法
• 4.1.1 极值法
• 4.1.2 概率法
• 4.2 基于蒙特卡洛法的公差分析
• 4.2.1 蒙特卡洛法简介
• 4.2.2 基于蒙特卡洛法的公差分析
• 4.2.3 组成环尺寸随机数的生成
• 4.2.4 组成环尺寸的统计处理
• 4.2.5 模拟次数N的确定
• 4.2.6 封闭环尺寸的统计处理
• 4.3 基于相等精度法的公差分配
• 4.4 本章小节
• 第5章 软件系统开发及实例
• 5.1 软件系统开发环境
• 5.2 软件系统模块设计
• 5.2.1 软件系统体系结构
• 5.2.2 数据存储模块
• 5.2.3 尺寸链生成和公差分析模块
• 5.2.5 公差综合模块
• 5.3 软件系统运行实例
• 5.3.1 尺寸链自动生成实例
• 5.3.2 公差分析实例
• 5.3.3 公差综合实例
• 5.3.4 系统稳定性实例
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢