[發明專利]基于正交試驗原理的尺寸鏈公差分配方法

無效

• 申請號: 201210053602.4
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102622480A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 閻艷;余美瓊;王國新;林燕清
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;李愛英

技術領域

本發明涉及尺寸鏈公差設計方法，屬于機械精度設計領域，具體涉及一種基于正交試驗原理的尺寸鏈公差分配方法。

背景技術

目前，尺寸鏈公差分配方法可以分為：等公差法、等精度法、協調法、等比例影響法、等工序能力法以及公差優化分配法等。

等公差法，就是假設各零件按同一公差等級加工，由封閉環公差求出平均公差，再按各零件加工難易程度憑經驗進行調整。等精度法，就是假設各零件按同一精度等級加工，先求出平均精度，再確定各組成環公差，并做適當調整和校核驗算。協調法，是在各組成環中選一協調環(選加工難且不宜改變其公差的組成環)，預先確定其公差，使協調環與其它組成環相互協調，再確定其它組成環公差。等比例影響法，就是根據零件、部件加工難易程度，考慮公差與成本之間的關系，確定各組成環公差之間的比例系數，根據已知封閉環公差，給定不同的比例系數值，確定不同組成環公差值。等工序能力法，就是在加工過程中保證零件尺寸在公差范圍內的能力，假設每一個零件工序能力相同，從而求出組成環的公差。以上幾種公差分配方法，其主要缺點是沒有考慮到零件加工成本和裝配成功率等特性，并且這些方法一般適用于線性(一維)尺寸鏈，而對于非線性尺寸鏈上述方法并不方便使用。公差優化分配法，是利用計算機高速計算能力，以零件加工成本或裝配成功率為優化目標，建立公差優化模型，采用優化算法對組成環公差進行優化分配。

綜上，等公差法、等精度法、協調法、等比例影響法、等工序能力法等方法需依據人的經驗進行分配，分配結果不理想。而公差優化方法主要是以加工成本為優化目標，針對線性尺寸鏈進行公差分配，以裝配成功率為目標對非線性尺寸鏈的研究比較少。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于正交試驗原理的尺寸鏈公差分配方法，以達到提高分配精度的目的。

本發明所提供的方法的具體設計步驟如下：

S00、根據裝配體或零件設計圖獲取尺寸鏈組成環的基本信息、封閉環的基本值以及封閉環表達式。

所獲得的組成環l_i的基本信息包括組成環個數n和組成環的基本值x_i，i＝1，...，n；封閉環是裝配體或零件的功能和需求的集中反映，其存在具有客觀性。封閉環的基本值包括最大極限值y_u、最小極限值y_d。

封閉環是的表達式反映封閉環與組成環之間的關系，根據裝配體或零件設計圖，得到封閉環y的表達式：

y＝f(l₁，l₂，L，l_n)???????????????(1)

S01、根據尺寸鏈的組成環個數n，選取正交表。

以每個組成環對應正交試驗的正交表中的一個因素的原則，進行正交表的選取，那么正交表因素個數亦為n。為了縮短計算時間，每個因素取3個水平，即因素水平為k，k＝1，2，3。根據所選取的正交表，記為L_m(3ⁿ)，m為n因素3水平正交表所需試驗次數，其中，n≤20。

S02、計算每個組成環的上、下偏差值。

由式(2)～(4)可得到，當因素水平k分別為1，2，3時，第i個組成環的上偏差值tu_ik。

tu_i1＝0???????????????(2)

tu_i2＝0.1×x_i×β?????(3)

tu_i3＝0.1×x_i?????????(4)

其中，β為權值系數，權值范圍為0.5～0.6。

由式(5)～(7)分別計算可得到，當因素水平k分別為1，2，3時，第i個組成環的下偏差值td_ik。

td_i1＝0???????????????(5)

td_i2＝-0.1×x_i×β????(6)

td_i3＝-0.1×x_i????????(7)

S03、根據封閉環表達式求解每個組成環的靈敏度D_i。