基于新一代GPS的功能公差設(shè)計理論與方法研究.pdf

1、本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“基于新一代GPS標準體系的計算機輔助功能公差設(shè)計理論與方法(50775204)”、“基于GPS的三維公差建模方法與技術(shù)研究(50505046)”，就公差建模與表示、功能公差方案規(guī)范設(shè)計、功能公差分析與綜合以及面向可裝配性的公差分析等技術(shù)開展了研究，提出了“基于新一代GPS的功能公差設(shè)計理論與方法的研究”的博士論文。 第1章：論述了新一代GPS的制定和跟蹤研究情況，綜述了計算機輔助公差設(shè)計的發(fā)展歷史和

2、研究現(xiàn)狀，討論了本課題的研究背景和意義；最后，給出了本論文的主要研究內(nèi)容、總體框架及創(chuàng)新點。 第2章：結(jié)合新一代GPS標準，給出了產(chǎn)品幾何的一些基本定義，分析了幾何尺寸與公差(GD&T)的信息構(gòu)成、公差項目分類、公差原則等；應(yīng)用與ISO/C213-GPS一致的TTRS、MGRE、SDT等研究了三維公差域參數(shù)化建模理論，并針對幾種常見的恒定類表面進行了實例研究。 第3章：基于恒定類研究了裝配體定位接點的分類及其優(yōu)先次序的確

3、定原則，對現(xiàn)有裝配有向圖進行了改進，增加了裝配定位約束的表達；研究了幾何功能需求的表達與分解方法，基于改進裝配有向圖研究了零件-零件之間分界面的公差規(guī)范設(shè)計技術(shù)；給出了公差域恒定度的定義和標識，研究了基于拓撲的基準參考框架的驗證規(guī)則；提出了一種幾何功能需求-幾何規(guī)范的功能公差方案設(shè)計過程和方法；給出了一個簡單裝配體實例及其公差方案設(shè)計結(jié)果。 第4章：在公差建模的基礎(chǔ)上，以齊次坐標變換來描述裝配體中的幾何變動傳播，建立了包含零件公

4、差信息和裝配間隙信息的裝配公差分析矩陣模型，構(gòu)建了公差回路的矩陣表達式，用實例說明了面向功能性和可裝配性的公差分析過程。 第5章：提出了一種基于變動量SDT表達的功能公差綜合方案；在公差域-偏差域映射的基礎(chǔ)上，研究了公差-成本模型到偏差-成本模型的映射，給出了幾何功能需求約束、裝配連接約束的SDT表達；并用一個簡單實例說明公差綜合優(yōu)化過程。 第6章：將CAD模型中零件模型及其特征用點集形式表示；采用齊次坐標變換來描述工藝

5、系統(tǒng)各組成部分的空間關(guān)系，建立了工藝系統(tǒng)各組件的幾何誤差累積模型；將制造過程看作是刀具軌跡形成的點集更新被加工零件點集的過程，可生成表達加工后零件的點集矩陣；用實例進行了Monte-Carlo仿真分析，從而在公差設(shè)計階段就考慮了制造幾何變動，實現(xiàn)公差并行設(shè)計。 第7章：在理論研究的基礎(chǔ)上，進行了計算機輔助功能公差設(shè)計(CAFT)原型系統(tǒng)初步開發(fā)；給出了CAFT原型系統(tǒng)各個模塊的功能，結(jié)合實例分析了該原型系統(tǒng)的工作流程。