本文選題：計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)　切入點(diǎn)：公差分析　出處：《杭州電子科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：產(chǎn)品的公差屬性是產(chǎn)品加工和裝配精度的直接體現(xiàn),其不僅直接影響產(chǎn)品的性能水平,也很大程度上決定了加工制造工藝以及成本。因此,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行合理的公差設(shè)計(jì),對(duì)于提高產(chǎn)品的可裝配性、保障產(chǎn)品的質(zhì)量水平、降低產(chǎn)品制造成本等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)(CAT)作為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)集成的關(guān)鍵技術(shù)之一,其發(fā)展卻相對(duì)滯后,對(duì)于CAT技術(shù)的研究工作仍然是國(guó)內(nèi)外學(xué)者和企業(yè)亟需解決的難題。本文在綜合國(guó)內(nèi)外關(guān)于CAT研究的基礎(chǔ)上,主要就計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)領(lǐng)域的公差分析和公差優(yōu)化分配兩方面問(wèn)題進(jìn)行了研究和分析工作。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,對(duì)計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)領(lǐng)域的相關(guān)理論和方法進(jìn)行了整理和闡述,重點(diǎn)分析對(duì)比了公差分析的常用方法以及基于優(yōu)化技術(shù)的公差分配技術(shù)理論。然后,分析了蒙特卡洛法的基本思想和特點(diǎn),針對(duì)傳統(tǒng)蒙特卡洛法收斂速度較慢的缺點(diǎn),提出以通過(guò)構(gòu)造擬隨機(jī)數(shù)序列代替?zhèn)坞S機(jī)數(shù)列的擬蒙特卡洛法,給出了基于擬蒙特卡洛法計(jì)算封閉環(huán)尺寸和公差的具體實(shí)現(xiàn)流程,并借助matlab軟件對(duì)實(shí)例裝配尺寸鏈進(jìn)行公差分析工作。然后將計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)蒙特卡洛法、概率法、極值法進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了蒙特卡洛法和擬蒙特卡洛法應(yīng)用于公差分析問(wèn)題上適用性,也表明了擬蒙特卡洛法相較于傳統(tǒng)蒙特卡洛法在計(jì)算效率上的優(yōu)勢(shì)。最后,在質(zhì)量損失成本的基礎(chǔ)上,引入質(zhì)量保證成本構(gòu)成綜合質(zhì)量成本,構(gòu)建了以最小加工成本和綜合質(zhì)量成本為優(yōu)化目標(biāo),以裝配功能要求、經(jīng)濟(jì)加工能力為約束條件的公差多目標(biāo)優(yōu)化分配模型;對(duì)基本引力搜素算法(GSA)進(jìn)行了兩點(diǎn)改進(jìn),設(shè)計(jì)了改進(jìn)引力搜索算法(IGSA)的實(shí)現(xiàn)流程,在齒輪組件軸向尺寸鏈公差分配問(wèn)題上實(shí)現(xiàn)了尋優(yōu)計(jì)算,通過(guò)計(jì)算結(jié)果的分析和對(duì)比,驗(yàn)證了本文改進(jìn)的模型和IGSA算法在解決公差優(yōu)化分配問(wèn)題上的優(yōu)越性。
[Abstract]:The tolerance attribute of the product is the direct embodiment of the product processing and assembly precision, which not only directly affects the performance level of the product, but also determines to a great extent the manufacturing process and cost. The reasonable tolerance design in the design stage of the product can improve the assemblability of the product and guarantee the quality of the product. As one of the key technologies to realize the integration of CAD (CAD / CAD) and CAM (computer aided Manufacturing) (CAM), the development of CAT (computer aided tolerance Design) is lagging behind. The research work of CAT technology is still a difficult problem for domestic and foreign scholars and enterprises to solve. In this paper, two aspects of tolerance analysis and tolerance optimal allocation in the field of computer-aided tolerance design are studied and analyzed. The main contents are as follows: first of all, The related theories and methods in the field of computer-aided tolerance design are summarized and expounded. The common methods of tolerance analysis and the theory of tolerance distribution technology based on optimization technology are analyzed and compared. In this paper, the basic idea and characteristics of Monte Carlo method are analyzed. In view of the slow convergence speed of traditional Monte Carlo method, a pseudo Monte Carlo method is proposed to replace pseudorandom sequence by constructing quasi random number sequence. The realization flow of calculating the size and tolerance of the closed ring based on the quasi-Monte Carlo method is given, and the tolerance analysis of the assembly dimension chain is carried out with the help of matlab software. Then, the calculation results are compared with the traditional Monte Carlo method and the probability method. The extremum method is compared to verify the applicability of Monte Carlo method and quasi Monte Carlo method in tolerance analysis. It also shows that the quasi-Monte Carlo method is superior to the traditional Monte Carlo method in computing efficiency. On the basis of the cost of quality loss, the quality assurance cost is introduced to constitute the comprehensive quality cost, and the minimum processing cost and the comprehensive quality cost are taken as the optimization objectives, and the assembly function requirements are taken as the optimization goal. A multi-objective optimal allocation model of tolerance with economic processing capacity as constraint condition is proposed, and two improvements are made to the basic Gravity search algorithm (GSA), and the implementation flow of the improved Gravity search algorithm (IGSA) is designed. The optimization calculation is realized in the problem of tolerance assignment of gear components in axial dimension chain. Through the analysis and comparison of the calculation results, the superiority of the improved model and IGSA algorithm in solving the problem of tolerance optimization allocation is verified.
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.7;F273

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本文編號(hào)：1582003