基于三維公差模型的自動武器典型機構裝配精度分析與設計.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，我國自動武器企業(yè)的生產條件得到了很大的改善，但由于起步較晚以及行業(yè)內存在“二維三維轉換費時費力、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)設計環(huán)境下的尺寸公差分析已經不能適應現(xiàn)代產品設計、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字化集成應用技術發(fā)展的瓶頸。
　　為促進自動武器行業(yè)由現(xiàn)在的二維尺寸鏈計算向基于三維數字樣機的研制模式的轉變。實現(xiàn)基于全三維模

2、型的設計和制造信息的集成，形成可以推廣應用的工程方案，為產品設計和裝配精度的控制提供參考和借鑒。本文的研究內容包括以下幾點:
　　(1)結合自動武器結構特點，利用小位移旋量理論進行幾何特征的公差域參數化建模，推導并總結了幾種典型的尺寸公差和形位公差的公差域模型，采用齊次坐標變換矩陣構建裝配誤差累積模型。最后以某型自動武器閉鎖機構為例，分析其配合特點和誤差傳遞方式，構建了閉鎖機構三維公差模型和誤差累積模型。
　　(2)針對自動

3、武器等復雜產品，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)化隨機數變量，高效的生成分布均勻的高質量樣本集合。對閉鎖機構誤差累積模型進行求解，得出閉鎖間隙沿三坐標軸的誤差變動規(guī)律，并進行了幾種數值計算方法的對比分析。
　　(3)通過對基于三維數字樣機的成熟度研究，以閉鎖機構和供彈機構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為工具對裝配體進行公差分析。最后得到了

4、分析目標的分布規(guī)律和各零件特征的貢獻度和影響因子。
　　(4)對于不滿足裝配精度要求的分析目標進行優(yōu)化。通過貢獻度分析計算，構建了以產品加工成本、質量損失為優(yōu)化目標，以工序能力指數和公差累積為約束條件的目標優(yōu)化模型。
　　(5)結合上述工作，采用研究過程中形成的分析思路與分析結果，進行了自動武器典型機構裝配精度控制技術研究。提出了針對自動武器典型機構的可調尺寸裝配法和關鍵裝配尺寸公差控制法，并設計了專用量具對裝配精度進行控制