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計算機輔助機械零件精度設計研究
公差指的是一個(gè)零件的尺寸與幾何參數之間的允許變動(dòng)量，下面是小編搜集整理的一篇探究計算機輔助機械零件精度設計的論文范文，供大家閱讀參考。
摘 要：現代的機械產(chǎn)品中，機械的精度計算是整個(gè)機械設計的完整度的判斷標準。計算機輔助機械零件的精度設計作為整個(gè)機械設計中的重要組成部分，整體設計會(huì )影響產(chǎn)品的使用性能和使用質(zhì)量，對產(chǎn)品的制造成本也有著(zhù)重要的影響。計算機輔助機械零件的精度設計也成為了 CAD 和 CAM 的核心技術(shù)之一，成為了影響設計和制造信息的集成的關(guān)鍵環(huán)節。通過(guò)對尺寸鏈的自動(dòng)生成技術(shù)的相關(guān)研究，可以在A(yíng)utoCAD 的基礎上對計算機輔助精度設計原型系統進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
關(guān)鍵詞：計算機;輔助機械;零件精度;設計
計算機輔助機械零件精度的選擇，對整體的產(chǎn)品起著(zhù)決定性的影響。隨著(zhù)現代社會(huì )科技的不斷發(fā)展，計算機輔助機械制造的設計技術(shù)也在緊跟時(shí)代的腳步發(fā)展，但是總體來(lái)說(shuō)，機械零件的精度設計還都處在初級階段。機械精度的設計是整個(gè)機械裝配的可靠程度的核心技術(shù)。通過(guò)對尺寸鏈和計算結果的分析，將分析情況做為提高機械研發(fā)能力的重要依據，解決研發(fā)周期長(cháng)的問(wèn)題。我們是將現階段的計算機輔助精度設計的生產(chǎn)程度的概念進(jìn)行研究。
1、精度設計的概念
1.1、公差
公差指的是一個(gè)零件的尺寸與幾何參數之間的允許變動(dòng)量，公差是機械精度的具體表現，也是一個(gè)機械產(chǎn)品設計和制造的一個(gè)技術(shù)指標，公差還是機械裝置在使用的過(guò)程中的要求與機械制造的經(jīng)濟性之間的可協(xié)調的產(chǎn)物。公差是一個(gè)大的概念，主要分為尺寸公差、位置公差和形象，還包括機械本身的粗糙度等內容。對一個(gè)零件的整體特征的表面進(jìn)行相對應的變動(dòng)量的控制[1]。
1.2、尺寸鏈
尺寸鏈指的是一臺機器在裝配的過(guò)程中或者零件加工的過(guò)程中，出現的相互連接的尺寸之間形成的一個(gè)封閉的尺寸組，也可以叫公差鏈。其中的每個(gè)尺寸可以叫做也可以叫做尺寸鏈環(huán)，其中尺寸鏈環(huán)有三個(gè)十分重要的概念，他們是：封閉環(huán)、傳遞系數和組成環(huán)。每個(gè)概念的作用都不一樣，封閉環(huán)主要指的是在裝配的過(guò)程中或者加工完成后自然而然形成的環(huán)，也是最后的尺寸環(huán)。根據整體的質(zhì)量的指標進(jìn)行換算得出尺寸。傳遞系數指的是各個(gè)組成環(huán)中對分封閉環(huán)影響的大小的變量。
通過(guò)傳遞系數質(zhì)在整個(gè)分閉環(huán)上起到了變動(dòng)量與變動(dòng)量之比。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)，整個(gè)尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的其他的環(huán)，都可以叫做組成環(huán)，在整體的工藝尺寸鏈中，他可以直接的保證加工時(shí)環(huán)的尺寸大小，在裝配的過(guò)程中，參與裝配的原始尺寸，在這些環(huán)中的某一環(huán)如果發(fā)生了變化，會(huì )造成整個(gè)封閉環(huán)的變動(dòng)，所以，各個(gè)組成環(huán)之間的誤差都將集中到受到影響的封閉環(huán)中，造成了積累和綜合的現象[2]。
1.3、公差設計
公差設計作為機械中的重要環(huán)節，主要的任務(wù)是求解封閉環(huán)之間的基本尺寸和公差之間的關(guān)系有什么問(wèn)題。大致可以分為，對已知的組成環(huán)的尺寸和公差或者偏差，求封閉環(huán)的尺寸是多少，公差或者偏差也可以叫做校核計算、共查驗證、公差分析等都屬于公差控制，另一種是公差分配，就是對已知的封閉環(huán)尺寸和公差或者偏差進(jìn)行分析，求每個(gè)組成環(huán)之間的尺寸和公差或者偏差，也可以叫這一過(guò)程為設計計算和公差綜合的過(guò)程。當然，還需要注意的是公差的分配是公差控制的逆過(guò)程。
1.4、公差優(yōu)化設計
對公差的優(yōu)化設計實(shí)質(zhì)上指的是一個(gè)以尺寸鏈的其中的零部件的制造能否化成最低成本為目標，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)條件對預期的裝配進(jìn)行有約束的數學(xué)規劃問(wèn)題，也是隨機的變量?jì)?yōu)化問(wèn)題，通過(guò)公差初值、公差分配、公差分析、優(yōu)化公差、成本只計算、裝配成功率等一系列的過(guò)程我們得出一個(gè)機械的零件的制造過(guò)程與諸多因素有關(guān)系，受到了多方面的綜合影響。
2、系統設計的思想與原則
根據現階段國內外的計算機輔助機械零件的精度設計研究表明，其技術(shù)和發(fā)展與實(shí)際的聯(lián)系還需要進(jìn)行設計思想與成本的優(yōu)化原則。既機械產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中對加工所需要的總成本的占得比例起到了重要的作用，在一般情況下，設計過(guò)程中零件的公差越小就說(shuō)明零件的功能要求越高，相對的零件的可裝配性就越高，這會(huì )從根本上導致加工時(shí)的高額加工費。設計者希望零件的公差越小越好，但是制造商確認為公差過(guò)小難度系數太高，成本也高，最佳的情況就是在滿(mǎn)足計算機輔助機械的零件的需要的條件下，計算出最合理的公差，制作最符合要求的零件，達到最好的效果，最低的成本，使整體成為計算機輔助機械的基本原則。
3、系統結構與功能劃分
通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)鏟平模型需要經(jīng)過(guò) CAD 的數據分析出優(yōu)良的工藝方案，生成尺寸鏈，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的系統分析進(jìn)行公差的控制、參數的分配，達到生成優(yōu)化目標，在公差的控制范圍內，得出分配結果，對產(chǎn)品進(jìn)行輸出。
當然這一過(guò)程中設備資源，經(jīng)驗數據和設計制造的標準，還有產(chǎn)品的生產(chǎn)成本的京都模型，公差計算的方法庫的利用，優(yōu)化方法庫的使用，都會(huì )起到了一定的作用。
根據每個(gè)部件不同的作用，按照計算機的使用特點(diǎn)進(jìn)行數據分析，制造資源和知識選擇的相應的參數，進(jìn)行個(gè)性化的設置，這一些都要根據精度的設計來(lái)檢驗其過(guò)程。
4、系統關(guān)鍵技術(shù)分析
為了使產(chǎn)品在使用的過(guò)程中更加便捷，在生產(chǎn)過(guò)程中達到最小的制作成本，通過(guò)對系統進(jìn)行分析，主要的關(guān)鍵技術(shù)就是集中在尺寸鏈中的自動(dòng)生成技術(shù)，并面向加工環(huán)境的公差的計算方式，優(yōu)化產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，對相關(guān)的信息進(jìn)行分析整理，通過(guò) CAD 和 CAM 應用進(jìn)行工程設計中國零件的裝配體與公差之間額運算和分配，通過(guò)輔助進(jìn)行尺寸鏈的查找，公差的控制和公差的分配的全過(guò)程。達到最精準的計算的生產(chǎn)前的預備工作。
5、結束語(yǔ)
通過(guò)實(shí)踐證明，計算機的輔助設計中的思路與方法。對于相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)對尺寸鏈自動(dòng)生成的技術(shù)的研究，探討了現階段我國最新的機械精度設計，以及對于相關(guān)的保證方法及如何控制質(zhì)量的技術(shù)。對于上述問(wèn)題給予詳細的設計方案和計算結果。結果要盡可能的保證滿(mǎn)足使用者的需求和在機械使用過(guò)程中方便操作。為計算機軟件的開(kāi)發(fā)技術(shù)和更好的完善打下了良好的基礎。
參考文獻：
[1] 龍紅能.大型發(fā)電設備制造工藝設計信息化平臺的關(guān)鍵技術(shù)與應用研究[D].成都：四川大學(xué) ,2004.
[2] 高東強.基于層合速凝原理的陶瓷件快速制造設備及材料成型研究[D].西安：陜西科技大學(xué) ,2012.
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