機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理

1、<p>　　機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理</p><p>　　摘要：通過建立整機(jī)裝配過程的狀態(tài)空間模型，分析機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理是裝配精度預(yù)測(cè)的前期工作，進(jìn)行兩類偏差的概念及其數(shù)字描述，是在機(jī)械裝配過程中進(jìn)行機(jī)械精度預(yù)測(cè)的重要環(huán)節(jié)，本文基于偏差的應(yīng)用研究奠定理念基礎(chǔ)，進(jìn)行機(jī)械裝配偏差源和偏差傳遞分析．通過分析裝配偏差源及偏差機(jī)理，驗(yàn)證偏差傳遞模型的有效性</p><p&g

2、t;　　關(guān)鍵詞：偏差，機(jī)理．裝配</p><p>　　機(jī)械裝配偏差源和偏差傳遞綜合影響裝配功能的尺寸和形位精度、裝夾定位精度信息，對(duì)機(jī)械本身質(zhì)量有很大的影響。以零件特征面為基本元素，建立一個(gè)統(tǒng)一的、多元化的偏差模型。根據(jù)裝配過程中是否存在裝配間隙，集成三維空間中的位置和質(zhì)量特征信息。把裝配精度預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)分為設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)測(cè)和裝配過程中的預(yù)測(cè)兩個(gè)不同的預(yù)測(cè)階段，并量化這些影響。將偏差流分為連續(xù)流和斷續(xù)流兩種，綜合傳統(tǒng)偏

3、差模型的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行偏差傳遞分析。</p><p>　　一.機(jī)械裝配偏差源其偏差傳遞機(jī)理概述</p><p>　　在機(jī)械裝配過程中裝配偏差源和偏差傳遞分析都是機(jī)械裝配精度預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，是建立面向質(zhì)量分析的零件模型數(shù)字化裝配技術(shù)的難點(diǎn)之一。加工各種零部件都有可能產(chǎn)生偏差，需要基于帶公差信息的零件和裝配模型對(duì)裝配過程進(jìn)行模擬和仿真。一般來說機(jī)械裝配偏差源的種類有如下幾種：第一類偏差是零件功能幾何的位

4、置偏差，需要基于帶測(cè)量尺寸和誤差的零件和裝配模型對(duì)裝配過程進(jìn)行模擬和仿真。分為零件幾何定向偏差和定位偏差，通過偏差來預(yù)測(cè)產(chǎn)品的裝配精度和裝配成功率提高產(chǎn)品的裝配精度和一次裝配成功率。第二類偏差是零件功能幾何的形狀偏差，通過預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)裝配零件裝調(diào)方案的優(yōu)化?；谄钤唇y(tǒng)一表達(dá)弧度等外型的偏差，建立零件模型和零件偏差模型。滿足產(chǎn)品裝配精度的要求，為裝配過程的偏差分析奠定了基礎(chǔ)。第三類偏差是零件裝配位置偏差，在虛擬裝配等數(shù)字化裝配系統(tǒng)中具有重要

5、意義。</p><p>　　二.機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理研究</p><p>　　在機(jī)械數(shù)字化裝配過程中，建立偏差源的模型需要符合一定要求。從而對(duì)機(jī)械裝備的精度和成功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，為質(zhì)量信息的定量表達(dá)提供了一種新方法。仿真模擬裝配過程，集成三維空間中的質(zhì)量特征。對(duì)裝配精度和成功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析零件裝配位置偏差。</p><p>　?。?）零件裝配位置偏差分為兩種

6、，以具備測(cè)量尺寸及誤差的零件和裝配模型為基礎(chǔ)裝夾定位偏差引入的零件位置的定向和定位偏差。其作為機(jī)械裝配過程中的重要環(huán)節(jié)對(duì)裝配成品的整體性能和質(zhì)量有很大影響，若不能量化這些影響，就不能有區(qū)別地制訂零部件的精度要求。加強(qiáng)對(duì)偏差源及其偏差傳遞機(jī)理的研究和考慮，正確預(yù)測(cè)裝配質(zhì)量參數(shù)和分析裝配過程偏差。解析功能幾何形狀偏差，奠定了用工程模型解決此領(lǐng)域問題的基礎(chǔ)。分析偏差在零件間、零件內(nèi)兩特征間的偏差傳遞和相互作用，借鑒機(jī)器人末端精度分析方法建立的

7、狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型。就機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理進(jìn)行分析，為整機(jī)綜合精度預(yù)測(cè)、分析以及質(zhì)量偏差溯源等機(jī)械裝配精度預(yù)測(cè)打下良好基礎(chǔ)。</p><p>　?。?）在機(jī)械數(shù)字化裝配系統(tǒng)中運(yùn)用有效的方法判斷偏差源的關(guān)聯(lián)，優(yōu)化機(jī)械裝配方案。判斷偏差源的作用類型，提高偏差模型在計(jì)算機(jī)表達(dá)與裝配精度預(yù)測(cè)中的實(shí)用性。應(yīng)用偏差矢量表達(dá)幾何變動(dòng)的位置和方向，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的裝配精度和裝配成功率。整機(jī)零部件質(zhì)量及其相對(duì)位置精度是影響產(chǎn)品性能的

8、重要因素之一，通過對(duì)機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理的分析建立一個(gè)多元的、統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)偏差模型。應(yīng)用虛擬邊界實(shí)體造型方法表達(dá)域邊界信息和域大小形狀信息等幾何位置偏差域，進(jìn)一步建立面向三類偏差源統(tǒng)一表達(dá)和評(píng)價(jià)的多元統(tǒng)計(jì)學(xué)模型。當(dāng)零件裝夾發(fā)生定位偏差時(shí)以一個(gè)常量來看待零件位置偏差，并建立面向整個(gè)產(chǎn)品偏差傳遞及裝配功能表達(dá)的裝配偏差有向圖模型?；谄盍鞯膽?yīng)用研究奠定理論基礎(chǔ)模型，增加機(jī)械裝備的精確度和首次裝配成功的機(jī)率。</p>

9、<p>　?。?）從偏差傳遞的角度，偏差值評(píng)價(jià)和偏差作用評(píng)價(jià)構(gòu)成了偏差源評(píng)價(jià)。建立面向質(zhì)量分析的零件模型和零件偏差模型，研究機(jī)械裝配偏差傳遞和累積的規(guī)律。包括幾何位置偏差評(píng)價(jià)、幾何形狀偏差評(píng)價(jià)和零件裝配位置偏差評(píng)價(jià)的偏差源評(píng)價(jià)目的是便于偏差累積分析，深入到偏差根源診助于零件尺寸的設(shè)計(jì)和裝配方案的調(diào)整。建立多元的、統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)偏差模型，計(jì)算偏差源對(duì)裝配精度的影響因子。提出零件基準(zhǔn)偏差和配合基準(zhǔn)偏差概念，注重偏差源和偏差傳遞機(jī)理分析

10、?？紤]機(jī)械裝配過程中的力變性和熱變形產(chǎn)生的偏差源信息，為基于偏差流的應(yīng)用研究奠定理論基礎(chǔ)。</p><p>　　三.機(jī)械裝配偏差源及偏差傳遞機(jī)理深度解析</p><p>　　相比較而言，偏差傳遞指的是偏差在零件直接的傳遞。表達(dá)整個(gè)裝配體中任意零部件特征之間的相對(duì)位置精度，有助于更好的分析偏差積累、裝配功能評(píng)價(jià)以及裝配方案等的反饋信息。以零件特征面為基本元素的傳遞方式主要包括兩種，在零件與零

11、件間隙配合時(shí)通過偏差幾何和零件裝配位置偏差進(jìn)行傳遞。在產(chǎn)生的位姿變動(dòng)可以與后一零件的裝配幾何偏差產(chǎn)生耦合現(xiàn)象的幾何偏差與裝配位置偏差的傳遞中，通過分析建立偏差傳遞有向圖構(gòu)建一個(gè)多元的、統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)偏差模型。通過零件之間的配合約束，來分析偏差累積并預(yù)測(cè)裝配精度。零件之間的裝配在偏差的不斷傳遞過程中實(shí)現(xiàn)偏差的積累，進(jìn)行計(jì)算機(jī)表達(dá)以及構(gòu)建偏差傳遞有向圖。在建立這兩類偏差模型以及單個(gè)零件裝配模型的基礎(chǔ)上，分析偏差傳遞機(jī)理。為機(jī)械零件精度預(yù)測(cè)打下良

12、好的基礎(chǔ)，盡量減小偏差并提高裝配產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p><b>　　四.結(jié)束語</b></p><p>　　綜上所述，在機(jī)械裝配過程中研究和分析機(jī)械裝配偏差源及其偏差傳遞機(jī)理對(duì)裝配精度預(yù)測(cè)模型具有重要的意義和價(jià)值。通過針對(duì)零件的精度預(yù)測(cè)前的偏差源和偏差傳遞分析，進(jìn)行綜合精度分析。影響產(chǎn)品質(zhì)量的偏差源的類型主要包括位置偏差、幾何位偏差和幾何形狀偏差三種，通過集成三