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基于基准信息链模型的装配建模与分析技术研究

张晴  
【摘要】:随着制造业市场的竞争日趋激烈,产品复杂性越来越高,制造企业对制造装配精度的要求越来越高,通过对三维模型的定义和分析提前估算装配偏差对保证装配精度、提高设计与制造效率、减少返工率和产品质量都有重要的意义。目前,传统的制造领域中,产品设计、制造、装配仍是相互离散的三个阶段,系统之间没有集成在一起,也没有统一的数据源;设计人员、制造人员、装配人员沟通不足,工艺和设计信息难以共享,实际加工的零件在尺寸上与理想的设计尺寸可能会有较大的偏差,导致装配时零件之间相对位置的偏差,最终导致装配体无法达到预期的功能要求,大大提高了返工率,降低了产品质量。为了解决这一问题,本文基于传统的三维模型,通过对三维模型的定义和分析,将设计、装配、制造集成一体,将三维模型作为统一的数据源,实现了在设计阶段提前发现产品装配和制造中可能发生的错误和偏差,尽可能地减少因设计失误造成的损失。本文在初步设计阶段,对产品的关键特性进行分析和分解,在分析过程中引入并行工程的概念,考虑装配和制造过程中可能出现的装配和加工错误,结合实际的装配和制造能力,对关键特性进行评估和修改。由于航天产品结构复杂,关键特性数量很多,有时需要对关键特性进行优先级评估,选择出对产品影响最大的关键特性。在初步设计结束后,本文对设计结果进行装配偏差累积计算,预估产品质量。首先基于每个关键特性建立基准信息链模型,它包含了产品的设计意图、关键特性、装配特征、零件间约束策略以及公差设计信息。然后基于定义的信息进行约束和偏差分析,为了保证偏差分析结果准确,需要在零件正确约束的基础上进行偏差分析,并验证产品设计是否能够满足关键特性的需求,最大程度上节省了设计时间,减少了返工率,实现了设计、制造、装配统一数据源的集成化管理。


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