机械装配系统可视化误差分析

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摘 要：随着我国经济的不断的发展，我国在世界上占据越来越重要的地位，目前我国工业化不断发展，已经成为我国经济发展中不可或缺的一环。本文首先介绍了机械装配的尺寸链问题，尺寸链的引入极大地改善了公差的计算方式，使其更加方便简洁的对装配体公差进行介绍，最后对可视化误差分析进行研究，主要包括库石化误差分析和等价模型的建立，通过可视化操作，对于装配体的公差分析具有重要的意义。
关键词：机械；装配系统；可视化
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.040
1 引言
随着我国经济的不断的发展，我国在世界上占据越来越重要的地位，目前我国工业化不断发展，已经成为我国经济发展中不可或缺的一环。其中机械制造和机械装配是我国工业化的基础产业，机械制造和机械装配的精度严重影响着我国工业化的水平。
但是我国目前还处于工业化开展范围较大，但是新技术还受制于发达国家，对于一些高精尖的机械装配，我国在制造加工和精度方面与世界发达国家相比，还存在非常大的差距。有些人认为，机械装配过程仅仅是一道机械的工序，无需技术含量的操作，仅仅凭借经验和苦干就可以完成，但是一台机器是一个系统，每个部件之间的有效结合才能够使这个系统良好的运行，因此机械装配的精度极大地影响着机械的使用。产品的公差对产品的精度和可靠性具有非常大的影响，目前对于产品精度的确定基本依靠经验主义和一些老旧的传统方法，随着计算机辅助公差设计与分析（CAT）技术的快速发展，产品公差测量方面已经有了较大的改善，但其距离真正实用还有一段距离。已经有很多学者对可视化误差进行了研究，并取得了一定的成果。
2 机械系统尺寸链分析
现在对于误差的分析必须以尺寸链为基础，通过对尺寸链的模型和计算方程进行确定，进而进行尺寸链的公差分析和综合研究。通过三维装配尺寸链公差生成方法可以较好的对机械装配进行公差控制，首先对装配过程中装配模型需求的公差标准进行解析和处理，获取隐藏在模型内部的公差分析所需要的信息。然后通过矩阵表达的形式将装配体中各个部件之间的约束关系、尺寸信息和形状误差等进行可视化的表达。采用可视化公差分析，通过特定的可视化的媒介，比如图形、动画等实现公差的分析过程，可是化分析过程没有掺杂复杂的公式，只是将公差分析图形化，更加直观可靠。
3 可视化误差分析
尺寸链的使用大大简化了误差分析的前处理步骤，尺寸链为误差分析的准确性奠定了基础，通过对尺寸链误差分析，考虑各种误差分析，对机械系统进行等价建模。
3.1 等价模型的建立
等价模型的建立主要是运用替代原理，对于各个关键因素进行等价替换，即采用滑动副代替长度误差，采用转动副代替角度误差
3.2 可视化输出
可视化输出通过将等价模型进行有限元分析软件的导入，进行可视化误差分析。机械装配误差分析的目的是对装配体的各个因素进行评价，得到对系统整体功能的影响力。找出其中的关键因素进行控制分析。但是传统的误差分析并不直观，因此通过通过图像替代数据，通过颜色对误差的灵敏度进行分析，通过简单编程将数据以图像的形式输出。下面通过可视化公差分析，对气缸装配流程进行分析介绍，气缸的装配间隙主要通过下述公式进行计算，装配间隙=缸体+缸盖-活塞-活塞轴承-连杆-杆轴承-机轴。设备的最终装配结果间隙公差在0.005-0.015之间，各个零部件的公差为如下表所示：
通过计算发现不合格率达到11.18%，通过可视化的分析极容易对不合格率和误差进行分析，得到有效的结果。
4 结论
目前机械制造和机械装配是我国工业化的基础产业，机械制造和机械装配的精度严重影响着我国工业化的水平本文首先介紹了机械装配的尺寸链问题，尺寸链的引入极大地改善了公差的计算方式，使其更加方便简洁的对装配体公差进行介绍，最后对可视化误差分析进行研究，主要包括库石化误差分析和等价模型的建立，通过可视化操作，对于装配体的公差分析具有重要的意义。
参考文献：
[1]周伟明.机械装配系统复杂性及其应用研究[D].吉林大学，2017.
[2]王创剑.面向数字化工厂的工程机械装配车间物料供给系统规划与应用[D].华中科技大学，2014.