摘要：在模切纸品的生产过程中,为了减少或避免不合格品的出现,需对模切机弧切刀具的装配精度进行严格控制,将其刀尖偏移量限定在一定范围内,以保证纸品的切割质量。针对以上几何需求,研究了模切机中各个零部件间存在的连接、接触、配合方式,根据平面和圆柱特征的特点对特征元素进行公差旋量表达,将各旋量纳入雅可比矩阵中构建模切机的装配公差分析模型,并按极值法进行计算分析,得出影响刀尖偏差的敏感环,从而为公差优化提供依据。

摘要：采用理想表面模型或未考虑形状偏差进行公差建模与分析往往导致零件装配产生干涉风险或装配精度得不到保证。针对该问题,首先基于半空间和多面体的定义将零件特征几何偏差以向量的形式表示,根据尺寸公差带约束构建了零件层的公差多面体不等式组。其次,以理想表面构建装配层公差多面体不等式组,通过使用装配优化函数对装配接触面参数进行调整,将形状偏差纳入公差模型中,从而构建了基于非理想表面的公差多面体不等式组。最后,以铣刀座装配体进行了实例研究,建立了该装配体的各偏差传递路径的公差多面体凸包,并使用闵可夫斯基和依次求解,然后进行交集运算得出目标环偏差值;手工调整公差值并重新计算,直至分析出的目标环偏差值满足初始精度设计需求。

摘要：针对如何对尺寸要素使用最大实体要求(MMR)和最小实体要求(LMR)的问题,分析了从保证零部件可装配性(或装配间隙)和尽量放松公差要求出发,对被测要素应采用最大实体要求,使得被测要素获得公差补偿;若零件的定位特征作为基准要素时,应同时对该基准要素采用最大实体要求,使得被测要素获得基准偏移补偿,从而尽可能的放松公差要求。提出了实际装配实效边界和最小装配实效边界的概念,指出为了保证装配互换性,最小装配实效边界在任何工况下均不得被超出。研究并提出对于装配连接工艺不允许利用定位特征之间的间隙来调整装配的场合,不应对基准要素采用最大实体要求,而应在权衡零件合格率与检验成本之后,选择对基准要素采用独立原则或是最小实体要求。

摘要：公差设计依赖于设计人员的经验、缺乏科学设计理论指导;产品公差设计通常为多功能需求设计,且功能需求之间往往又存在耦合,需要分析和解耦;功能方程组(功能需求与功能尺寸之间建立的函数方程组)的求解存在不同的求解策略,需确定最佳的求解策略。针对此类问题,引入公理设计理论至公差设计领域,首先将公差设计过程看作是功能域-尺寸与公差域的映射,利用独立公理和信息公理等来理解和分析公差设计问题,提高公差设计的科学性;其次,以轴承座装配为例分析了如何利用独立公理指导公差耦合设计的求解;最后,以齿轮组装配公差设计为例分析了独立公理和信息公理在解耦设计和判断求解顺序中的应用。研究结果表明,公理设计的引入可为公差设计提供理论框架和逐步分解、展开的机制,辅助判断和求解耦合设计问题,为公差设计理论由经验设计变为科学设计提供了有益的启示。

摘要：为了在产品公差设计时考虑制造几何变动,将CAD模型中零件模型及其特征用点集形式表示.采用机器人运动学中的齐次坐标变换来描述工艺系统各组成部分的空间位姿关系,建立了工艺系统各组件的几何误差累积模型.将制造过程看作是刀具轨迹形成的点集更新被加工零件点集的过程,加工后零件点集组成了新的齐次坐标矩阵,该矩阵包含了零件的制造几何变动信息.采用Monte-Carlo仿真研究了特征面制造几何变动,实现了基于CAD环境的制造过程模拟和制造误差传递分析,从而可在公差设计阶段就考虑制造几何变动,实现了公差并行设计.

摘要：为研究与产品几何规范标准体系(Geometrical product specification,GPS)一致的功能公差规范设计方法,基于新一代GPS的恒定类研究零件在装配体中定位的接点分类及其优先次序确定原则,并对现有装配有向图进行改进,增加装配定位约束的表达;研究几何功能需求的表达与分解方法,并基于改进装配有向图研究了零件-零件之间分界面的公差规范设计技术,提出一种几何功能需求-几何规范的功能公差设计新方法,实例验证所提方法的可行性。

摘要：为提高床头箱盖零件在机床上的加工效率、保证加工精度,在设计“一面两销”定位的专用夹具时,须在保证工件与夹具之间装夹成功率的前提下,优化定位元件(定位特征)的精度设计。考虑了定位销/孔的几何公差与公差原则,采用MATLAB蒙特卡洛模型模拟定位销/孔的实际加工尺寸与间隙分布情况。利用定位销/孔装夹成功率数学模型进行公差分析并进行优化设计。与传统的夹具精度设计方法相比,该方法能在保证零件与夹具定位精度的前提下,提高夹具与被装夹工件间的装夹成功率,从而提高工件加工效率。

摘要：针对角度尺寸公差不能控制平面与平面之间的角度,而采用几何公差控制可能会导致角度偏差失去控制等问题,引入了被测要素附加贴切要素符号,实现用几何公差精准控制被测平面与基准面之间角度偏差,并给出了几何公差与角度公差的换算方法;针对装配层平面与平面之间角度偏差控制及累积计算问题,研究了多个零件装配后的角度尺寸链画法和角度尺寸链偏差累积计算方法;最后,以某型号电动木材切割机为例实现了用几何公差控制角度累积偏差以及各个零件上相关特征的几何公差与角度公差的转换,并分析计算了角度累积偏差。研究结果可为平面与平面之间的角度公差的分析控制及图样标注提供借鉴和参考。

摘要：为了更好地运用现行公差标准中的边界理论进行机械精度和检具设计,介绍了ASME Y14.5和ISO/GPS公差标准中的边界概念及各自定义出发点和特点,深入分析两个标准中边界概念的不同之处,以及使用最大实体要求后边界的变化情况,探讨了在两个不同标准下使用最大实体要求时隐藏在背后的设计意图,并以电圆锯输出轴系统的几何公差设计为例,分析了边界理论的应用。正确应用功能边界进行几何公差设计,对合理保证零件的功能和可装配性、提高经济性有重要意义。

摘要：当髋关节假体部件侧向移动足够大的距离接触到髋臼杯边缘时,带状磨损就会发生,为改善这种带状磨损导致的局部异常高接触应力现象,研究应用经典Hertzian接触理论对髋关节的边缘半径进行设计计算,分析不同髋臼倾角的法向载荷作用下接触尺寸和最大接触应力及合理的边缘半径等重要参数.计算结果表明:随着边缘半径的增加,髋臼倾角在2°~50°内,起初最大接触压力小幅降低,随后缓慢增加,最终趋于稳定,可取得极小接触压力;而在倾角50°以上情况下最大接触压力迅速增长,边缘半径需较大变化才能取得极小接触压力.随着倾角变化极小压力边缘半径先减小后趋于稳定后达到最小值,在45°之后急剧增大.在相同的条件下接触尺寸和最大接触压力将随着载荷的增加而增加.随着髋臼倾角的增加,接触尺寸将减小,而最大接触压力将增大.通过该数值计算方法有助于寻找到合适的边缘半径,从而能更好地降低髋臼杯边缘接触压力,改善其应力分布规律,减轻带状磨损现象,以延长人工髋关节使用寿命.