三維單工序裝配成功率建模及工藝參數(shù)穩(wěn)健設計與優(yōu)化.pdf

1、三維裝配是現(xiàn)代裝備制造業(yè)的一個典型特征。本文以零件三維單工序裝配過程為研究對象，對基于銷-孔/槽副任意布局的產(chǎn)品三維單工序裝配偏差建模、產(chǎn)品三維單工序裝配成功率建模、銷-孔/槽副接觸定位布局穩(wěn)健設計與定位銷公差穩(wěn)健設計等方法進行了深入探討，發(fā)展了三維裝配過程中工藝參數(shù)穩(wěn)健設計建模優(yōu)化方法。
　　(1)首先介紹本文工作的背景，明確三維裝配尺寸偏差分析的重要意義，對三維裝配偏差建模、三維裝配成功率建模以及銷孔定位布局穩(wěn)健設計的國內(nèi)外相

2、關研究工作進行歸納與總結，給出本文的主要研究內(nèi)容和總體思路。
　　(2)分析三維裝配系統(tǒng)夾具定位偏差、零件偏差、夾具定位偏差導致的零件偏差以及不同接頭類型對裝配過程中偏差傳遞的影響。探討將夾具偏差導致的零件偏差、不同接頭特征傳遞的裝配偏差結合起來建立銷-孔/槽副任意布局下三維單工序裝配偏差模型的方法。最后，以一個由四個簡單薄板零件組成的裝配體為實例，結合蒙特卡羅法，采用所建立的裝配偏差模型分析裝配體上各參考點的偏差分布特征。

3、>　　(3)闡述數(shù)論網(wǎng)格法采樣與蒙特卡羅法采樣的區(qū)別以及前者的優(yōu)勢，提出基于數(shù)論網(wǎng)格法采樣的產(chǎn)品三維裝配成功率計算方法。采用三維尺寸公差分析軟件3DCS對所建立三維裝配實例進行仿真分析，驗證所建立的產(chǎn)品三維裝配成功率模型的有效性。解決三維多參數(shù)裝配過程中產(chǎn)品裝配成功率的建模問題。
　　(4)提出基于Taguchi正交試驗與3DCS的零件銷-孔/槽副接觸定位布局穩(wěn)健設計方法。以某車燈前罩裝配為例，首先，引入三維裝配下3-2-1定位原

4、理，分析車燈前罩銷-孔/槽副定位坐標參數(shù)對裝配偏差的影響，確定銷孔定位設計參數(shù)水平。然后，以銷孔定位坐標為設計參數(shù)，以零件制造偏差和銷孔定位偏差為噪聲因素，制定銷孔定位布局Taguchi正交試驗的內(nèi)外表，并安排正交試驗。以轉向燈罩和車大燈罩之間的裝配間隙值作為衡量裝配質量的指標，建立表征裝配質量的穩(wěn)健性評價函數(shù)，提出車燈前罩裝配銷孔定位布局穩(wěn)健設計的信噪比計算方法。最后，基于3DCS對車燈前罩三維幾何模型進行裝配偏差仿真，分析不同銷-孔

5、/槽副定位方案下裝配質量對各偏差因素的穩(wěn)健性，確定銷-孔/槽副定位布局穩(wěn)健設計方案。
　　(5)基于回歸正交組合試驗，分析了零件定位銷尺寸公差與裝配成功率的關系，建立了裝配成功率與定位銷尺寸公差的響應面模型?；诠罘€(wěn)健設計模型，分析定位銷制造成本模型和裝配成功率響應面模型對設計變量與噪聲因素的敏感度函數(shù)，引入權重因子，對敏感度函數(shù)與定位銷制造成本函數(shù)兩個目標函數(shù)分配不同權重，并以敏感度與定位銷制造成本最小為目標，裝配成功率為約束