基于GPS的典型幾何特征數(shù)字化建模及規(guī)范設(shè)計研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的公差設(shè)計,已不能適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的需要,因此迫切需要實現(xiàn)公差數(shù)字化設(shè)計,但由于公差是實現(xiàn)產(chǎn)品功能、協(xié)調(diào)其技術(shù)經(jīng)濟性的關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù),而公差設(shè)計則是一個典型的多因素綜合影響的復(fù)雜過程,如:產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、工藝、裝配、檢驗、材料及應(yīng)用條件特征等因素均直接影響著公差的確定,因此目前尚沒有統(tǒng)一的公差規(guī)范設(shè)計方法,以至于設(shè)計、制造和檢驗的過程中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。為了解決這些問題,新一代GPS集幾何產(chǎn)

2、品技術(shù)和計量認(rèn)證為一體,提出了特征,要素,表面模型,對偶性等新的理論,這些理論為解決基于功能的公差數(shù)字化設(shè)計提供了新的方法。其中規(guī)范表面模型是指導(dǎo)公差設(shè)計的紐帶,規(guī)范操作算子是實現(xiàn)公差設(shè)計的途徑,兩者對實現(xiàn)產(chǎn)品的規(guī)范設(shè)計過程與測量認(rèn)證過程的對偶性奠定了基礎(chǔ)。
　　 本文在新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系下,研究典型幾何特征數(shù)字化建模及規(guī)范設(shè)計,主要做了以下幾個方面的工作:
　　 第一,對GPS的基礎(chǔ)理論進行了深入地研究。分析了特征、

3、要素、恒定度、恒定類、表面模型之間的區(qū)別和聯(lián)系,討論了對偶性原理在產(chǎn)品生命全周期中的作用,綜述了新一代GPS理論在產(chǎn)品制造業(yè)中的作用。
　　 第二,基于SDT理論研究了幾何公差帶的三維公差域建模方法,并基于新一代GPS規(guī)范了的典型形狀公差(直線度、平面度、圓度、圓柱度)和典型位置公差(如平行度)的數(shù)學(xué)定義,建立了典型幾何公差域的數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)了要素的定義、描述和規(guī)范的數(shù)學(xué)表達統(tǒng)一。
　　 第三,基于蒙特卡洛理論和曲面擬合

4、技術(shù)研究了典型幾何公差的虛擬仿真模擬,構(gòu)造了典型幾何特征輪廓的膚面模型;研究了材料、加工工藝、結(jié)構(gòu)等對膚面模型的影響,建立了典型幾何特征膚面模型的修約規(guī)則;研究了有平面度、空間直線度、圓柱度規(guī)范要求的典型幾何特征膚面模型生成方法。
　　 第四,基于GPS的典型幾何特征規(guī)范設(shè)計研究?；谛乱淮鶪PS的操作和算子技術(shù)對所建立的膚面模型進行了規(guī)范操作,得到模型的系列特征值,并基于概率統(tǒng)計法得到了產(chǎn)品的規(guī)范特征值,用來指導(dǎo)公差設(shè)計。