CN103413024B - 一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法，其用于将第一类型的再制造零部件与第二类型的再制造零部件组合装配。该方法包括以下步骤：分级：将两个再制造零部件X、Y的装配尺寸公差分别转化为其中，2α=ξ‑ψ，α＞0，2β=υ‑ζ，β＞0；将两个再制造零部件X、Y分别分级为与选配：如果两个再制造零部件X、Y装配尺寸相加组合装配，则分级选配组合为和如果两个再制造零部件X、Y装配尺寸相减组合装配，则分级选配组合为和本发明能够有效减少装配偏差，提高产品质量，降低再制造产品返修成本，提升顾客满意度。

Description

一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法

技术领域

本发明涉及复杂机械产品再制造分级选配方法，尤其是不确定条件下再制造零部件装配分级选配方法。

背景技术

科学技术的不断进步，导致产品更新换代的速度加快，激烈的市场竞争和消费的个性化，使产品生命周期越来越短，各种原因导致的产品废弃量越来越大。为了有效地协调经济发展和环境保护之间的关系，世界各国相继出台一系列法律、法规以及政策对各个行业进行管理、引导和监督，从而实现社会的可持续发展。迫于环境、资源、法律和经济利益的压力，再制造已成为制造型企业的一种发展趋势。

近年来，随着再制造的逐步发展，对再制造生产运作管理的研究越来越多。研究的主题包括，如产业发展、面向再制造设计、再制造逆向物流、再制造修复技术、再制造产品定价策略、市场研究等等，主要侧重在再制造物流网络设计、再制造库存管理、再制造生产计划和调度等方面，而对于生产控制以及生产决策问题还缺乏系统的研究。另一方面，再制造生产系统有大量的不确定性因素，如何实现有限的再制造零部件精度，装配出更高质量的机械产品，已成为再制造业亟待解决的关键问题之一。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法，其为复杂机械产品再制造分级选配工艺，以便能够有效减少再制造机械产品装配偏差，降低再制造生产成本，提高产品质量，保障服役安全性能，提升顾客满意度。

本发明是这样实现的，一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法，其用于将第一类型的再制造零部件与第二类型的再制造零部件组合装配，该再制造零部件装配尺寸分级选配方法包括以下步骤：

分级：将第一类型的再制造零部件X的装配尺寸公差转化为其中，ξ表示转换前的公差上限，Ψ表示转换前的公差下限，2α=ξ-ψ，α＞0，α表示转换后的公差上限，-α表示转换后的公差下限；将第二类型的再制造零部件Y的装配尺寸公差转化为其中，υ表示转换前的公差上限，ζ表示转换前的公差下限，2β=υ-ζ，β＞0，β表示转换后的公差上限，-β表示转换后的公差下限；将第一类型的再制造零部件X分级为正级范围与负级范围将第二类型的再制造零部件Y分级为正级范围与负级范围

选配：如果第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y装配尺寸相加组合装配，则分级选配组合为和如果第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y装配尺寸相减组合装配，则分级选配组合为 $(x_0^{+\mathrm{\α}},y_0^{+\mathrm{\β}})$ 和 $(x_{-\mathrm{\α}}^0,y_{-\mathrm{\β}}^0).$

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：面向不确定性和质量目标的再制造零部件装配尺寸分级选配工艺，能够有效减少装配偏差，保障装配质量的稳定性和可靠性；采用分级选配工艺，能够对再制造零部件的方差宽放至2倍，公差宽放41.4%。这对再制造零部件加工而言，具有重大技术和经济意义。

附图说明

图1为随机选配和分级选配对比图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法，其用于将第一类型的再制造零部件与第二类型的再制造零部件组合装配。根据本发明的再制造零部件装配尺寸分级选配方法可以实现公差放宽：假如，第一类型的再制造零部件X的装配尺寸公差将第二类型的再制造零部件Y的装配尺寸公差而同等型号的第一类型的新制造零部件X′（就是指新的第一类型的零部件）装配尺寸公差为同等型号的第二类型的新品零部件Y′（就是指新的第二类型的零部件）装配尺寸公差那么，第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y组合装配后的装配尺寸公差可宽放41.4%，即第一类型的再制造零部件X：1.41(ξ′-ψ′)=ξ-ψ，第二类型的再制造零部件Y：1.41(υ′-ζ′)=υ-ζ。

也就是说，在将第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y组合装配时，第一类型的再制造零部件X的公差可以放宽，选择范围变大，选择比同等型号的第一类型的新品零部件X′公差范围的1.41倍；第二类型的再制造零部件Y的公差也可以放宽，选择范围变大，选择比同等型号的第二类型的新品零部件Y′公差范围的1.41倍。这样就意味着，更多的第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y可以重新投入使用，可以不必被淘汰，提高再利用的几率。

该再制造零部件装配尺寸分级选配方法包括分级与选配两个步骤。

1、分级

将第一类型的再制造零部件X的装配尺寸公差转化为其中，ξ表示转换前的公差上限，Ψ表示转换前的公差下限，2α=ξ-ψ，α＞0，α表示转换后的公差上限，-α表示转换后的公差下限。

将第二类型的再制造零部件Y的装配尺寸公差转化为其中，υ表示转换前的公差上限，ζ表示转换前的公差下限，2β=υ-ζ，β＞0，β表示转换后的公差上限，-β表示转换后的公差下限。

将第一类型的再制造零部件X分级为正级范围与负级范围将第二类型的再制造零部件Y分级为正级范围与负级范围

2、选配

如果第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y装配尺寸相加组合装配，则分级选配组合为和

如果第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y装配尺寸相减组合装配，则分级选配组合为和

本发明适用于复杂机械产品再制造装配，能够减少因再制造零部件装配尺寸公差过大而造成的装配精度问题，减少再制造机械产品装配偏差，降低再制造生产成本，提高产品质量，保障服役安全性能，提升顾客满意度。

接下去本发明的再制造零部件装配尺寸分级选配方法进行论证。

再制造加工是将旧毛胚修复到和新品零部件一样的过程，这是对再制造加工技术和设备的一个很大挑战。如果从装配稳定性的角度出发，综合考虑装配精度约束、再制造加工技术和设备，我们发现在实际生产过程中，分级选配工艺是可以对再制造零部件的精度公差进行适当宽放。

再制造分级选配与传统分级选配的区别是：

（1）在再制造生产过程中，对每一个再制造零毛胚的清洗、维修、加工修复等过程中必须多次测量，所以，我们可以得到每个再制造零部件装配尺寸的具体数据（而新产品零部件数据相对不多）；

（2）另一方面，由于毛胚件装配尺寸的变动，完全修复到和标准新品一样的公差标准，在技术和经济上都是困难的，而我们此处的选级分配工艺可以对再制造零部件的公差进行宽放，甚至可以让一些零部件完全不用修复，提高再制造零部件利用率。因此，和传统分级选配相比，再制造分级选配的基础数据充分，并且能够减少再制造零部件的加工修复成本（特别是技术要求降低）。

本发明以第一类型的再制造零部件X和第二类型的零部件Y的装配为例：

①第一类型的再制造零部件X尺寸公差满足正态分布N(x,σ₁ ²)，其尺寸大小为第一类型的标准新产品零部件X′尺寸公差满足正态分布其尺寸大小为

②第二类型的再制造零部件Y尺寸公差满足正态分布N(y,σ₂ ²)，其尺寸大小为第二类型的标准新产品零部件Y′尺寸公差满足正态分布其尺寸大小为

③第一类型的再制造零部件X和第二类型的再制造零部件Y组合装配的最佳理想质量标准为x-y，其中x≥y；

④第一类型的再制造零部件X和第二类型的再制造零部件Y组合装配后偏差波动越小则可靠性越高。

随机选配方法：一般情况下，再制造零部件符合产品尺寸的公差需求，装配过程是随机的，则装配后的公差分布为：

f₁(x,y)=N(x-y,σ₁ ²+σ₂ ²) （1）。

分级选配工艺：假如，我们将第一类型的再制造零部件X和第二类型的再制造零部件Y组合装配公差按照各自的公差分为正负两个等级，其中正级为负级为那么，将正级的第一类型的再制造零部件X和第二类型的再制造零部件Y装配在一起，负级的第一类型的再制造零部件X和第二类型的再制造零部件Y装配在一起，则装配后的公差分布为：

f₂(x,y)=N(x-y,0.5σ₁ ²+0.5σ₂ ²) （2）。

由图1可知：f₂(x,y)的装配偏差明显小于f₁(x,y)的装配偏差，即分级装配后的产品质量可靠性更高。

为了和标准新产品对比，我们假设随机新品装配后的公差为：

$f_0(x^{\′},y^{\′})=N(x^{\′}-y^{\′},{\mathrm{\σ}}_{01}^2+{\mathrm{\σ}}_{02}^2)---\left(3\right).$

由图1可知，只要保证：

σ₀₁ ²+σ₀₂ ²≤0.5σ₁ ²+0.5σ₂ ²

即：σ₁ ²+σ₂ ²≤2(σ₀₁ ²+σ₀₂ ²) （4）。

也就是说，如果以比例处理，第一类型的再制造零部件X和第二类型的零部件Y的方差之和的值，在保证产品质量的同时，可以将方差宽放至2倍。

根据标准正态分布规律可得：

对于第一类型的再制造零部件X而言：

对于第二类型的再制造零部件Y而言：

由公式（5），（6）和（7）可得：

则： $\mathrm{\α}\≤\sqrt{2}{\mathrm{\α}}_0---\left(8\right),$ $\mathrm{\β}\≤\sqrt{2}{\mathrm{\β}}_0---\left(9\right).$

也就是说，如果以比例处理，第一类型的再制造零部件和第二类型的再制造零部件Y的方差之和的值，在保证产品质量的同时，可以将公差宽放41.4%。

同理：如果是第一类型的新品零部件X′和第二类型的新品零部件Y′装配的最佳理想质量标准为x′+y′，那么我们选配方案为和则装配后的方差分布为：

f₃(x,y)=N(x+y,0.5σ₁ ²+0.5σ₂ ²) （10）。

装配工艺流程：

（1）公差宽放

第一类型的再制造零部件X装配尺寸公差第二类型的再制造零部件Y尺寸公差同等型号的第一类型的新制造零部件X′装配尺寸公差为同等型号的第二类型的新品零部件Y′尺寸公差再制造零部件装配尺寸公差可宽放41.4%，即第一类型的再制造零部件X满足：1.41(ξ′-ψ′)=ξ-ψ，第二类型的再制造零部件Y满足：1.41(υ′-ζ′)=υ-ζ。

（2）分级

将第一类型的再制造零部件X装配尺寸公差转化为其中，2α=ξ-ψ，α>0；将第二类型的再制造零部件Y尺寸公差转化为其中2β=υ-ζ，β>0。

将第一类型的零部件X和第二类型的零部件Y装配在一起按照其公差分为正负两个等级，其中正级为负级为

（3）选配

如果第一类型的零部件X和第二类型的零部件Y的装配尺寸相加组合装配，则分级选配组合为和如果第一类型的零部件X和第二类型的零部件Y的装配尺寸相减组合装配，则分级选配组合为和 $(x_{-\mathrm{\α}}^0,y_{-\mathrm{\β}}^0).$

通过以上公式证明：面向不确定性和质量目标的再制造零件公差分级选配方法，能够有效减少装配偏差，保障装配质量的稳定性和可靠性。采用本发明，能够对第一类型的再制造零部件X和第二类型的零部件Y的方差宽放至2倍，公差宽放41.4%。这对再制造零部件加工而言，具有重大技术和经济意义。

不确定环境下，由于再制造零部件自身的不确定性，导致再制造产品装配质量和服役安全性难以保障。本发明在不确定的再制造生产过程中，实现有限的再制造零部件精度，装配出更高质量的机械产品的技术方法。本发明以减低再制造装配的不确定性和提升机械产品质量为目标，运用再制造生产过程中良好的测量工具和方法，将再制造零部件的装配尺寸公差分为正负两级，通过公式证明，采用本发明的分级选配工艺，能够使得再制造零部件装配尺寸方差可以扩大至2倍，公差宽放41.4%。本发明技术能够有效减少装配偏差，提高产品质量，降低再制造产品返修成本，提升顾客满意度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种再制造零部件装配尺寸分级选配方法，其用于将第一类型的再制造零部件与第二类型的再制造零部件组合装配，其特征在于：该再制造零部件装配尺寸分级选配方法包括以下步骤：

分级：将第一类型的再制造零部件X的装配尺寸公差转化为其中，ξ表示转换前的公差上限，Ψ表示转换前的公差下限，2α=ξ-ψ，α＞0，α表示转换后的公差上限，-α表示转换后的公差下限；将第二类型的再制造零部件Y的装配尺寸公差转化为其中，υ表示转换前的公差上限，ζ表示转换前的公差下限，2β=υ-ζ，β＞0，β表示转换后的公差上限，-β表示转换后的公差下限；将第一类型的再制造零部件X分级为正级范围与负级范围将第二类型的再制造零部件Y分级为正级范围与负级范围

选配：如果第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y装配尺寸相加组合装配，则分级选配组合为和如果第一类型的再制造零部件X与第二类型的再制造零部件Y装配尺寸相减组合装配，则分级选配组合为 $(x_0^{+\mathrm{\α}},y_0^{+\mathrm{\β}})$ 和 $(x_{-\mathrm{\α}}^0,y_{-\mathrm{\β}}^0).$