基于三維公差模型的自動武器典型機(jī)構(gòu)裝配精度分析與設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，我國自動武器企業(yè)的生產(chǎn)條件得到了很大的改善，但由于起步較晚以及行業(yè)內(nèi)存在“二維三維轉(zhuǎn)換費時費力、零部件裝配過程中‘人工修銼’現(xiàn)象依然突出”等問題。對于傳統(tǒng)設(shè)計環(huán)境下的尺寸公差分析已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計、制造、仿真分析的要求。尤其是在CAD/CAM已高度普遍化的今天，它已成為制約三維數(shù)字化集成應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
　　為促進(jìn)自動武器行業(yè)由現(xiàn)在的二維尺寸鏈計算向基于三維數(shù)字樣機(jī)的研制模式的轉(zhuǎn)變。實現(xiàn)基于全三維模

2、型的設(shè)計和制造信息的集成，形成可以推廣應(yīng)用的工程方案，為產(chǎn)品設(shè)計和裝配精度的控制提供參考和借鑒。本文的研究內(nèi)容包括以下幾點:
　　(1)結(jié)合自動武器結(jié)構(gòu)特點，利用小位移旋量理論進(jìn)行幾何特征的公差域參數(shù)化建模，推導(dǎo)并總結(jié)了幾種典型的尺寸公差和形位公差的公差域模型，采用齊次坐標(biāo)變換矩陣構(gòu)建裝配誤差累積模型。最后以某型自動武器閉鎖機(jī)構(gòu)為例，分析其配合特點和誤差傳遞方式，構(gòu)建了閉鎖機(jī)構(gòu)三維公差模型和誤差累積模型。
　　(2)針對自動

3、武器等復(fù)雜產(chǎn)品，公差分析涉及的計算量大，精度要求高等特點，本文研究了基于低偏差序列的蒙特卡洛分析法，通過優(yōu)化隨機(jī)數(shù)變量，高效的生成分布均勻的高質(zhì)量樣本集合。對閉鎖機(jī)構(gòu)誤差累積模型進(jìn)行求解，得出閉鎖間隙沿三坐標(biāo)軸的誤差變動規(guī)律，并進(jìn)行了幾種數(shù)值計算方法的對比分析。
　　(3)通過對基于三維數(shù)字樣機(jī)的成熟度研究，以閉鎖機(jī)構(gòu)和供彈機(jī)構(gòu)為例借助三維公差分析手段，建立三維裝配偏差模型，并以Vis VSA為工具對裝配體進(jìn)行公差分析。最后得到了

4、分析目標(biāo)的分布規(guī)律和各零件特征的貢獻(xiàn)度和影響因子。
　　(4)對于不滿足裝配精度要求的分析目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。通過貢獻(xiàn)度分析計算，構(gòu)建了以產(chǎn)品加工成本、質(zhì)量損失為優(yōu)化目標(biāo)，以工序能力指數(shù)和公差累積為約束條件的目標(biāo)優(yōu)化模型。
　　(5)結(jié)合上述工作，采用研究過程中形成的分析思路與分析結(jié)果，進(jìn)行了自動武器典型機(jī)構(gòu)裝配精度控制技術(shù)研究。提出了針對自動武器典型機(jī)構(gòu)的可調(diào)尺寸裝配法和關(guān)鍵裝配尺寸公差控制法，并設(shè)計了專用量具對裝配精度進(jìn)行控制