CN101271479A - 机械产品公差统一建模方法 - Google Patents

机械产品公差统一建模方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101271479A
CN101271479A CNA2007100175400A CN200710017540A CN101271479A CN 101271479 A CN101271479 A CN 101271479A CN A2007100175400 A CNA2007100175400 A CN A2007100175400A CN 200710017540 A CN200710017540 A CN 200710017540A CN 101271479 A CN101271479 A CN 101271479A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tolerance
model
modeling
key feature
unified modeling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007100175400A
Other languages
English (en)
Inventor
张开富
李原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CNA2007100175400A priority Critical patent/CN101271479A/zh
Publication of CN101271479A publication Critical patent/CN101271479A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种机械产品公差统一建模方法，是采用图论、矢量和特征等技术，按照产品装配分解结构自底向上逐层进行零件公差元建模、零件公差建模、装配配合公差建模、装配体公差建模，从而实现产品公差的统一建模。技术特征在于：首先建立零件公差元模型：采用扩展型的有向图建立的各个零件公差元模型，然后对所有的公差元模型采用图的求和运算建立零件公差模型：采用扩展型的有向图建立各个装配配合公差模型，采用图的求和运算建立产品公差统一模型。本发明的有益效果是：实现了机械产品的尺寸公差、形状公差、位置公差和装配配合公差的统一建模，第一，消除了公差模型的多样性和二义性；第二，可以方便地建立装配尺寸链和误差累积分析。

Description

机械产品公差统一建模方法
技术领域
本发明涉及一种机械产品公差统一建模方法，用于建立机械产品公差的数字化表示，属于机械公差数字化领域。
背景技术
公差是指用于描述几何形状和尺寸变动的基准、变动方向和变动量的精度特征；公差建模是指描述几何形状和尺寸变动的基准、变动方向和变动量的计算机表示模型，要求所表示的信息完整、有效、兼容、可计算等。目前公差建模方法有：1)基于CSG的方法；2)基于B_rep的方法；3)基于B_rep/CSG的方法；4)变动几何法；5)基于TTRS(Topologically and Technologically Related Surface，与技术、拓扑相关的表面)的方法，这些方法主要针对几何形状和尺寸变动量的计算机表示，没有对几何形状和尺寸变动的基准、变动方向建模，不能建立包含尺寸公差、形状公差、位置公差和装配配合公差的统一模型。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种机械产品公差统一建模方法，旨在将尺寸公差、形状公差、位置公差和装配配合公差采用统一的方法实现建模，实现同一产品、统一建模方法、统一的公差模型。
技术方案
本发明的思想是采用图论、矢量和特征等技术，按照产品装配分解结构自底向上逐层进行零件公差元建模、零件公差建模、装配配合公差建模、装配体公差建模，从而实现产品公差的统一建模。
本发明的技术特征在于：具体步骤如下
a)建立零件公差元模型：采用扩展型的有向图建立的各个零件公差元模型为：
G1、G2、...、Gn；
b)对所有的公差元模型采用图的求和运算建立零件公差模型：
G1+G2+…+Gn＝(KF1+KF2+…+KFn，E1+E2+…+En)；
c)采用扩展型的有向图建立各个装配配合公差模型为：Gn+1、Gn+2、...、Gn+k；
d)采用图的求和运算建立产品公差统一模型：
G1+G2+…+Gn+Gn+1+Gn+2…+Gn+k
＝(KF1+KF2+…+KFn+KFn+1+KFn+2+…+KFn+k，。
E1+E2+…+En+En+1+En+2+…+En+k)
所述的公差元模型为G(KF，E，T，BT，V)，其中KF表示由n个关键特征组成的集合，E表示连接n个关键特征的m个公差关系组成的集合，T表示容差类型，包括：尺寸容差、形状容差、位置容差、装配配合容差，BT表示公差属性，V表示公差限定关键特征的变动方向，采用矢量法表示。
所述的n个关键特征组成的集合KF为KF＝{kf1，kf2，…，kfn}，kf1，kf2，…，kfn表示零部件的n个关键特征，关键特征来源于与公差相关的基本特征——点、线、面。
所述的n个关键特征的m个公差关系组成的集合E为E＝{ei，j|i，j＝1，2，…，n}，其中ei，j表示关键特征kfi，kfi之间的公差关系。
所述的公差属性BT为BT(kfi，kfj)＝(D，UD，LD)，其中D表示与公差相关的公称尺寸，UD表示公差上偏差，LD表示公差下偏差；如果公差类型为形状公差或位置公差，则D为零；如果公差值只有一个偏差，则LD为零。
有益效果
本发明的有益效果是：实现了机械产品的尺寸公差、形状公差、位置公差和装配配合公差的统一建模，第一，消除了公差模型的多样性和二义性；第二，可以方便地建立装配尺寸链和误差累积分析。
附图说明
图1：公差类型及其关键特征定义
图2：关键特征之间的有向公差关系
图3：零件公差模型
图4：产品逐层分解图
图5：某型飞机的一个组件
图6：组件的关键特征定义
图7：组件的公差统一模型建立过程
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
以某飞机的一个组件(见图5)为例进行实例分析。采用本专利的机械产品公差统一建模方法建立本组件的公差统一模型的步骤如下：
第一步，建立零件公差元模型：
采用扩展型的有向图建立的零件公差元模型为：G(KF，E，T，BT，V)，其中KF表示由n个关键特征组成的集合：KF＝{kf1，kf2，…，kfn}，kf1，kf2，…，kfn表示零部件的n个关键特征，关键特征来源于与公差相关的基本特征——点、线、面；E表示连接n个关键特征的m个公差关系组成的集合：E＝{ei，j |i，j＝1，2，…，n}，ei，j表示关键特征kfi，kfj之间的公差关系；T表示容差类型，包括：尺寸容差、形状容差、位置容差、装配配合容差；BT表示公差属性，BT(kfi，kfj)＝(D，UD，LD)，其中D表示与公差相关的公称尺寸，UD表示公差上偏差，LD表示公差下偏差，如果公差类型为形状公差或位置公差，则D为零；如果公差值只有一个偏差，则LD为零；V表示公差限定关键特征的变动方向，采用矢量法表示。
实施例中，建立组件中所有零件的公差元模型G1，G2，…，G11，见表1，表中初始公差值是根据航标HB5800-1999规定的极限偏差给定的。
表1组件中所有零件的公差元模型
  模型   公差关系   公差类型   初始公差属性   公差方向
  G1   kf1●←●kf2   尺寸公差   (208，0.57，-0.57)   (0，1，0，90°，0°，0°)
  G2   kf2●←●kf4   尺寸公差   (3，0.06，-0.06)   (-1，1，0，75°，15°，0°)
  G3   kf3●→●kf5   尺寸公差   (55，0.37，-0.37)   (1，1，0，15°，75°，0°)
  G4   kf6●←●kf9   尺寸公差   (42，0.31，-0.31)   (-1，1，0，75°，15°，0°)
  G5   kf7●→●kf8   尺寸公差   (70，0.37，-0.37)   (1，1，0，15°，75°，0°)
  G6   kf10●－●kf10   形状公差   (0，0.12，0)   /
  G7   kf11●→●kf14   尺寸公差   (42，0.31，-0.31)   (-1，1，0，55°，35°，0°)
  G8   kf12●→●kf13   尺寸公差   (55，0.37，-0.37)   (1，1，0，35°，55°，0°)
  G9   kf16●→●kf18   尺寸公差   (3，0.06，-0.06)   (-1，1，0，55°，35°，0°)
  G10   kf15●→●kf17   尺寸公差   (55，0.37，-0.37)   (1，1，0，35°，55°，0°)
  G11   kf18●→●kf19   尺寸公差   (21，0.26，-0.26)   (0，1，0，90°，0°，0°)
第二步，在公差元模型的基础上采用图的求和运算建立零件公差模型
对于零件来说，采用公差元建模实现零件中所有公差元的独立表达，建立公差元模型G1、G2、...、Gn，对所有的公差元模型采用图的求和运算建立零件公差模型G1+G2+…+Gn＝(KF1+KF2+…+KFn，E1+E2+…+En)。
实施例中，采用图的求和运算建立零件公差模型：G1+G2+…+G11
第三步，采用扩展型的有向图建立装配配合公差模型
采用扩展型有向图建立装配配合公差模型为：Gn+1、Gn+2、...、Gn+k，装与零件公差元模型的扩展型有向图不同之处在于：装配配合公差的两个关键特征分别属于不同的两个子装配，而零件公差元模型的两个关键特征属于同一零件。
实施例中，建立组件中所有装配配合公差模型：G11，G13，…，G15，见表2，。
表2组件中的装配配合公差模型
  模型   公差关系   公差类型   初始公差属性   公差方向
  G12   kf4●←●kf6   配合公差   (0，0，0)   /
  G13   kf9●←●kf10   配合公差   (0，0，0)   /
  G14   kf10●→●kf11   配合公差   (0，0，0)   /
  G15   kf14●→●kf16   配合公差   (0，0，0)   /
第四步，采用图的求和运算建立产品公差统一模型
采用逐层分解方法将机械产品分解为部件、子部件、组件、零件，获取机械产品的装配层次关系和装配配合公差，装配层次关系采用分解树来表示，形成树状的装配层次关系模型；装配配合公差模型采用第三步方法建立；采用图的求和运算求解装配配合公差模型和零件公差模型(包括尺寸公差、形状公差、位置公差)，从而实现机械产品的尺寸公差、形状公差、位置公差和装配配合公差的统一建模，形成产品装配公差模型为：
G1+G2+…+Gn+Gn+1+Gn+2+…+Gn+k
＝(KF1+KF2+…+KFn+KFn+1+KFn+2+…+KFn+k，。
E1+E2+…+En+En+1+En+2+…+En+k)
实施例中，采用图的求和运算和建立组件的公差统一模型G1+G2+…+G15，模型的构建过程按照装配层次关系分级分步地建立，见图7。

Claims (5)

1. 一种机械产品公差统一建模方法，其特征在于：具体步骤如下
a)建立零件公差元模型：采用扩展型的有向图建立的各个零件公差元模型为：
G1、G2、...、Gn；
b)对所有的公差元模型采用图的求和运算建立零件公差模型：
G1+G2+…+Gn＝(KF1+KF2+…+KFn，E1+ E2+…+En)；
c)采用扩展型的有向图建立各个装配配合公差模型为：Gn+1、Gn+2、...、Gn+k；
d)采用图的求和运算建立产品公差统一模型：
G1+G2+…+Gn+Gn+1+Gn+2+…+Gn+k
＝(KF1+KF2+…+KFn+KFn+1+KFn+2+…+KFn+k，。
E1+E2+…+En+En+1+En+2+…+En+k)
2. 根据权利要求1所述的机械产品公差统一建模方法，其特征在于：所述的公差元模型为G(KF，E，T，BT，V)，其中KF表示由n个关键特征组成的集合，E表示连接n个关键特征的m个公差关系组成的集合，T表示容差类型，包括：尺寸容差、形状容差、位置容差、装配配合容差，BT表示公差属性，V表示公差限定关键特征的变动方向，采用矢量法表示。
3. 根据权利要求2所述的机械产品公差统一建模方法，其特征在于：所述的n个关键特征组成的集合KF为KF＝{kf1，kf2，…，kfn}，kf1，kf2，…，kfn表示零部件的n个关键特征，关键特征来源于与公差相关的基本特征——点、线、面。
4. 根据权利要求2所述的机械产品公差统一建模方法，其特征在于：所述的n个关键特征的m个公差关系组成的集合E为E＝{ei，j|i，j＝1，2，…，n}，其中ei，j表示关键特征kfi，kfj之间的公差关系。
5. 根据权利要求2所述的机械产品公差统一建模方法，其特征在于：所述的公差属性BT为BT(kfi，kfj)＝(D，UD，LD)，其中D表示与公差相关的公称尺寸，UD表示公差上偏差，LD表示公差下偏差；如果公差类型为形状公差或位置公差，则D为零；如果公差值只有一个偏差，则LD为零。
CNA2007100175400A 2007-03-22 2007-03-22 机械产品公差统一建模方法 Pending CN101271479A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100175400A CN101271479A (zh) 2007-03-22 2007-03-22 机械产品公差统一建模方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100175400A CN101271479A (zh) 2007-03-22 2007-03-22 机械产品公差统一建模方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101271479A true CN101271479A (zh) 2008-09-24

Family

ID=40005449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007100175400A Pending CN101271479A (zh) 2007-03-22 2007-03-22 机械产品公差统一建模方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101271479A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101982821A (zh) * 2010-10-26 2011-03-02 西安交通大学 一种复杂装配体装配公差规范及其公差带类型推理方法
CN102117361A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 达索系统公司 通过图建模的组件的设计
CN102519407A (zh) * 2011-12-05 2012-06-27 西北工业大学 一种建立叶片三维公差模型的方法
CN102622480A (zh) * 2012-03-02 2012-08-01 北京理工大学 基于正交试验原理的尺寸链公差分配方法
CN102717114A (zh) * 2012-06-12 2012-10-10 中国五冶集团有限公司 钢构件装配孔公差混用钻孔方法
CN103778267A (zh) * 2012-10-19 2014-05-07 英业达科技有限公司 计算机绘图的公差检测系统及其方法
CN104036102A (zh) * 2014-07-02 2014-09-10 北京理工大学 一种产品装配偏差的计算方法及装置
CN105447279A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 许源平 几何产品智能公差规范设计方法和可视化公差标注系统
CN105868436A (zh) * 2015-10-21 2016-08-17 许源平 几何产品表面形貌公差规范设计与认证的方法和系统

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8798975B2 (en) 2009-12-31 2014-08-05 Dassault Systemes Computer method and system providing design of an assembly modeled by a graph
CN102117361A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 达索系统公司 通过图建模的组件的设计
CN102117361B (zh) * 2009-12-31 2016-03-23 达索系统公司 通过图建模的组件的设计
CN101982821A (zh) * 2010-10-26 2011-03-02 西安交通大学 一种复杂装配体装配公差规范及其公差带类型推理方法
CN102519407A (zh) * 2011-12-05 2012-06-27 西北工业大学 一种建立叶片三维公差模型的方法
CN102622480A (zh) * 2012-03-02 2012-08-01 北京理工大学 基于正交试验原理的尺寸链公差分配方法
CN102622480B (zh) * 2012-03-02 2013-07-17 北京理工大学 基于正交试验原理的尺寸链公差分配方法
CN102717114A (zh) * 2012-06-12 2012-10-10 中国五冶集团有限公司 钢构件装配孔公差混用钻孔方法
CN102717114B (zh) * 2012-06-12 2014-05-21 中国五冶集团有限公司 钢构件装配孔公差混用钻孔方法
CN103778267A (zh) * 2012-10-19 2014-05-07 英业达科技有限公司 计算机绘图的公差检测系统及其方法
CN103778267B (zh) * 2012-10-19 2017-03-29 英业达科技有限公司 计算机绘图的公差检测系统及其方法
CN104036102A (zh) * 2014-07-02 2014-09-10 北京理工大学 一种产品装配偏差的计算方法及装置
CN104036102B (zh) * 2014-07-02 2017-04-12 北京理工大学 一种产品装配偏差的计算方法及装置
CN105868436A (zh) * 2015-10-21 2016-08-17 许源平 几何产品表面形貌公差规范设计与认证的方法和系统
CN105868436B (zh) * 2015-10-21 2019-04-26 成都信息工程大学 几何产品表面形貌公差规范设计与认证的方法和系统
CN105447279A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 许源平 几何产品智能公差规范设计方法和可视化公差标注系统
CN105447279B (zh) * 2015-12-30 2019-07-16 成都信息工程大学 几何产品智能公差规范设计方法和可视化公差标注系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101271479A (zh) 机械产品公差统一建模方法
WO2020034632A1 (zh) 基于mbd的汽车典型机加工零件三维工艺设计方法及平台
CN102831306B (zh) 一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法
CN108182318B (zh) 一种基于ug nx系统的塑件几何可模塑性分析的方法
CN107818195B (zh) 一种基于关联树的3d打印填充路径生成方法
CN109242016B (zh) 一种空间曲线的相似性判断方法
Haq et al. Tolerance design optimization of machine elements using genetic algorithm
CN103473811B (zh) 基于二维手绘线画图的三维实体模型便捷生成方法
CN102129716A (zh) 一种用于水火弯板曲面拟合的方法
CN107545025A (zh) 利用形态学标准查询数据库
CN104376187B (zh) 一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法
CN101882150A (zh) 一种基于核密度估计的三维模型比较和检索方法
CN108733911A (zh) 基于三维数字模型的建筑铝模板施工编码设计方法
CN105335528B (zh) 一种基于产品结构的定制产品相似度判断方法
CN102890703A (zh) 一种网络异质多维标度方法
CN113171913B (zh) 一种基于座椅类家具三维点云的喷涂路径生成方法
CN104573272A (zh) 一种注塑模数字化快速逆向设计工艺
CN106774973A (zh) 一种基于汉字的结构和风格的字形生成方法
Li et al. Assembly accuracy prediction based on CAD model
CN102063719A (zh) 一种三维模型局部匹配方法
CN105957138B (zh) 一种基于装配的家具产品三维建模方法及系统
CN103295063B (zh) 基于遗传算法对suv产品族基因进化的方法
Guo et al. An automatic assembly CAD system of plastic profile calibrating die based on feature recognition
CN202098017U (zh) 使用模内漾印制作方法的壳体
CN107273650A (zh) 基于坐标表示的典型工艺路线提取方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080924