1、該論文的主要研究內容是:(1)基于恒定類、特征和要素等GPS的數字化分析描述技術,綜合考慮設計對象的結構、功能特征及相關影響因素,實現(xiàn)形位公差項目的設計;(2)在分析典型零件中形位公差與尺寸及尺寸公差的關系的基礎上,利用尺寸鏈技術,考慮尺寸、形狀、位置等特征的綜合影響,建立有形位公差參與的綜合尺寸鏈,并利用優(yōu)化方法進行求解,實現(xiàn)了用尺寸鏈建立數學模型;(3)抽象各種尺寸鏈的"共性",建立尺寸鏈模板;根據零件"個性"特點和匹配規(guī)則修改模板

2、得到綜合尺寸鏈;(4)尺寸鏈求解優(yōu)化的方法研究;既利用傳統(tǒng)的極值法和概率法求解尺寸鏈,同時也用蒙特卡羅方法對尺寸鏈進行優(yōu)化,合理確定形位公差值;(5)基于Solidworks中的參數化建模技術和二次開發(fā)功能,利用面向對象技術VB,模擬評價設計和裝配結果.形位公差由于其特殊性和復雜性,其數字化的零件特征信息描述是基礎性的難題.新一代GPS標準體系為從根本上解決幾何模型中表達幾何公差信息的問題,提供了理論基礎和操作方法.其幾何公差設計借鑒C

3、AD及CAD/CAM中表面/實體的幾何造型技術概念與思路,將工件的幾何形體劃分為七種常用的種類,所有的理想要素都屬于七種恒定類中的一種,每種恒定類由本質特征和方位特征來描述.該論文基于恒定類、特征和要素等GPS的數字化描述技術,建立了面向CAX集成的零件特征信息模型,綜合考慮設計對象的結構、功能特征及相關影響因素,分析并給出了形位公差項目的生成方法和規(guī)則.形位公差值的確定要受到零件功能、尺寸及尺寸公差、受力受熱變形和加工方式等諸多因素的

4、影響,因此建立數學模型非常困難.該論文利用尺寸鏈技術,根據形位公差與尺寸及尺寸公差的關系,考慮零件結構、功能影響等因素總結出形位公差參與尺寸鏈的方法,建立典型零件中有形位公差參與的綜合尺寸鏈.總結具有同類零件結構和功能影響的尺寸鏈的"共性",建立尺寸鏈模板并進一步建立尺寸鏈模板庫;并根據零件的具體結構和功能要求制定匹配規(guī)則,調用模板并修訂得到某一"個性"尺寸鏈.利用極值、概率和蒙特卡羅優(yōu)化算法,建立尺寸鏈解法庫,完成對尺寸鏈的求解進而實

5、現(xiàn)用計算法確定形位公差值的目的.根據并行設計思想,在設計階段就應該考慮零件的制造、檢驗和裝配的相關問題,因此有必要在設計時對裝配結果進行模擬.該論文利用Solidworks的參數化建模功能,建立裝配體的三維模型;并采用面向對象技術VB對Solidworks二次開發(fā),實現(xiàn)裝配結果的評價模擬.綜上所述,通過本論文的研究和探討,主要結論和成果如下:基于GPS的形位公差項目的分析和設計,建立了面向CAX集成的零件特征信息模型,完成了形位公差生成

6、方法的分析和規(guī)則的建立,為形位公差信息在CAD/CAM中的集成控制奠定了基礎.基于建模優(yōu)化理論和尺寸鏈模板技術,構造了計算法確定形位公差值設計系統(tǒng),該系統(tǒng)具有實用性、集成性和二次開發(fā)性.基于Solidworks的參數化建模技術采用VB開發(fā)的模擬零件設計和裝配結果的系統(tǒng),該系統(tǒng)與前面的形位公差值設計系統(tǒng)一起可以完成零件設計以及裝配結果的模擬,具有較好的實用性.根據目前國際和國內在計算機輔助形位公差方面研究的理論成果和應用進展來看,各種理論

7、都有其特點、適用范圍和局限性,沒有形成相對成熟的理論和應用技術.新一代GPS標準體系集合了各流派的理論優(yōu)點,規(guī)范了面向CAX集成的幾何特征信息描述機制,通過要素、恒定類、恒定度、特征、表面模型等一系列概念的互補應用,為從根本上解決過去幾何公差設計中存在的問題提供了理論基礎和操作方式.以此作為理論基礎,更有利于實現(xiàn)計算機輔助形位公差設計的數字化建模和優(yōu)化、解決幾何公差信息在CAD/CAM集成控制中的"瓶頸"問題,對于促進制造業(yè)信息化進程有