第5期 2017年5月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)05002405
DOI:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 05.007
基于公差原则的装配公差统计分析
王辉"，黄美发",2，郑素娟"，杨盛宇，李超元
No.5 May2017
（1.桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004;2.广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西桂林541004）
摘要：为了提高机械产品的互换性，减少制造成本，公差原则在零件设计时有着广泛的应用，但是在现有的装配公差统计分析方法中却较少考虑零件的公差原则。为解决此问题，基于雅克比旋量理论建立了考虑公差原则的三维装配公差模型，并结合蒙特卡洛法对装配体进行统计公差分析，期间在用旋量区间表示特征变动时并考虑了旋量间的约束关系，使公差分析结果更加符合实际情况。最后以简易顶尾座装配体为实例，对比了零件应用不同公差原则时的公差分析结，验证了所述方法的有效性。
关键词：公差原则；雅可比旋量模型；公差分析；蒙特卡洛
中图分类号：TH162;TG506
文献标识码：A
Assembly Tolerance Statistical Analysis Based on Tolerancing Principle
WANG Hui', HUANG Mei-fa'-2, ZHENG Su-juan', YANG Sheng-yu',LI Chao-yuan
(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China; 2. Guangxi key Laboratory of Manufacturing System and Manufacturing Technology, Guilin 541004,China)
Abstract : In order to improve the compatibility of mechanical products, reduce the manufacturing cost, tol-erance principle can be applied in the component design, but in the existing statistical tolerance analysis method is less considered in tolerance principle of parts. In order to solve this problem, 3D assembly toler-ance model is established considering tolerancing principle based on jacobian-torsor theory , and the statistical tolerance analysis was carried out on the assembly combined with the monte-carlo method, in the meantime, considering the constraint relationship between the screw when the screw interval is shown feature variations, make the tolerance analysis results more in line with the actual situation. Finally , a machine tailstock was taken as an example, compared the tolerance analysis results in different tolerance principle, and efficiency of the proposed method was verified.
Key words: tolerancing principle; jacobian-torsor model; tolerance analysis; monte-carlo
0引言
与物理样机相比，数字样机可大幅度提高产品开发的速度和质量，而数字样机技术还存在着诸多的问题1]。例如在对产品进行三维装配公差分析时不能很好的处理尺寸公差与形位公差的关系，即公差原则。而在实际儿何产品设计中，为了更好满足产品的功能要求，其零件往往会有公差原则的要求，零件的公差原则要求会对最终的装配结果产生影响[2]。因此在三维装配公差分析中考虑公差原则对产品数字样机的制造
有着重要的意义。
现阶段主要的三维装配公差分析模型有：利用欧式空间中的凸集描绘圆柱、平面、轴线等各种特征在公差限制下的特征变动范围的T-Map模型[3"：利用环路约束方程的一阶泰勒级数线性展开式代替非线性方程，并结合矩阵运算方法进行公差分析的失量环模型[4]；以及在齐次坐标变换理论的基础上,Laperriere L 等提出利用雅可比矩阵结合SDT公差模型进公差分析的雅可比旋量公差模型[5]等。但是，目前的三维装配公差分析模型中却较少考恩公差原则，故不能很
收稿日期：20160831
*基金项目：国家自然科学基金资助项目(51365009）；广西制造系统与先进制造技术重点实验室主任课题（13-051-09-009Z）；桂林电子科技大学研
究生教育创新计划资助项目（YJCXS201501）
作者筒介：王辉（1990—），男，山东聊人，桂林电子科技大学预土研究生，研究方向为计算机辅助公差设计（E-mail)409057149@qq.com；黄美
发(1962一），男，广西蒙山人，桂林电子科技大学投，博士，博士生导师，研究方向为机电系统精度设计和智能测量方法
万方数据