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数字化条件下的装配容差设计优化

【摘要】:图3-11装配容差设计子系统运行流程2.常用装配公差设计与分析软件目前,eM-TolMate 是常用的公差预测与分析软件,它能提高整体工作的质量和效率并能发扬并行工程思想。

1.装配容差设计流程

数字化装配容差设计是在设计、工艺、制造、装配等阶段技术人员共同参与下,并行地分析装配容差,形成符合装配准确度要求和制造装配要求的容差分配方案。其设计过程主要包括:装配容差建模、装配误差累积分析、装配容差分析和装配容差优化等。

数字化装配容差设计以设计要求、工艺知识和装配工艺为依据,以产品装配模型为输入,构建装配容差模型,实现尺寸容差、形状容差、位置容差和装配配合容差的统一表示;将装配容差模型作为装配尺寸链生成的信息输入,采用深度优先搜索算法获得装配尺寸链,分析零件和配合关系在容差要求下的误差分布规律,通过尺寸链将零件误差和装配配合误差传递到装配尺寸链封闭环,形成封闭环误差,实现装配误差累积分析;通过建立装配性能与装配容差匹配的数学关系,实现装配容差分析,将分析结果反馈给装配误差累积分析模块,检验装配容差分析结果的可行性;面向装配性能、加工成本、装配工艺性等目标,建立装配容差的多目标优化模型,实现对装配尺寸链组成闭环容差分配的优化,生成装配容差分配方案,将该方案反馈给装配误差累积分析模块和装配容差分析模块,检验该分配方案的可行性,最终确定装配容差分配方案。通常情况下装配容差设计运行流程如图3-11所示。

图3-11 装配容差设计子系统运行流程

2.常用装配公差设计与分析软件

目前,eM-TolMate 是常用的公差预测与分析软件,它能提高整体工作的质量和效率并能发扬并行工程思想。eM-TolMate 能预测公差和相应操作对装配工艺的影响。它能确定装配操作中的关键特征,如机翼的充裕状况,以及装配作业中的关键特征。能够计算出这些特征的变动情况及公差对装配工艺的影响。eM-TolMate 的仿真和分析工具有助于实现制造与装配的公差优化。

eM-TolMate 能确定正确装配中关键零件仿真的核心特征。通过eM-TolMate 来分析造成装配设计变动的具体公差因素并找出在哪些地方需要紧缩或放松公差。

eM-TolMate融合了Monte Carlo 统计仿真技术和eMPower Tolerance Management(eM-Power 公差管理)技术。这有助于连贯地预测零部件公差和装配方法变更造成的变动。

eM-TolMate 功能特点如下:

①eM-TolMate 能嵌入CAD 系统中(如UG、Pro/E、CATIA V4、CATIA V5 和Ideas),作为其中的一个模块进行工作;

②在eM-Tolmate 中更改的数据同时能被保存到CAD 模型中;

③可以采用手工或者自动的方式定义公差特征和装配顺序;

④采用蒙特卡洛方法,在3D 模式下进行公差累积仿真分析;

⑤自动分析指定的特征公差是否符合设计目标;

⑥根据各个部件对装配公差的贡献率排列公差;

⑦以图形、文本、HTML 格式显示仿真结果。