三维单工序装配成功率建模及工艺参数稳健设计与优化

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1、万方数据三维单工序装配成功率建模及工艺参数稳健设计与优化学位类型：学科(专业学位类别)：作者姓名：作者学号：导师姓名及职称：实践导师姓名及职称：学院名称：论文提交日期：学位授予单位：学术型学位机械工程张帆文泽军副教授机电工程学院2013年6月1日湖南科技大学万方数据IUllIHUllllIUIY27376383DAssemblyYieldModelingofSingleStationandRobustDesignofProcessParamatersTIypeofDegree△Q垒壁垒堡i曼旦曼g!曼曼Discipline(TypeofProfessi

2、onalDegree)MechanicalEngineeringCandidate圣h垫g墅塑StudentNumber1OO10303003SupervisorandProfessionalTitleWenZejunAssociateProfessor——PracticeMentorandProfessionalTitleSchoolS堡hQQ!Q￡量!星Q!!Q堡曼曼hi坠i壁垒!星坠gi旦皇曼!i垦gUniversity出坠塑堕niy曼画垃Q￡墨曼i曼n盟堑亟壁鱼蜘Q!QgY万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下

3、独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：弓长帜日期：．劢乡年万月易／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

4、涉密论文按学校规定处理。作者签名：弓次帜日期：切多年歹月孑1日跏签名：久■眵日期：一口瞬乡月J日万方数据摘要三维装配是现代装备制造业的一个典型特征。本文以零件三维单工序装配过程为研究对象，对基于销-孑L／槽副任意布局的产品三维单工序装配偏差建模、产品三维单工序装配成功率建模、销-孑L／槽副接触定位布局稳健设计与定位销公差稳健设计等方法进行了深入探讨，发展了三维装配过程中工艺参数稳健设计建模优化方法。(11首先介绍本文工作的背景，明确三维装配尺寸偏差分析的重要意义，对三维装配偏差建模、三维装配成功率建模以及销孔定位布局稳健设计的国内外相关研究工作进行归纳

5、与总结，给出本文的主要研究内容和总体思路。(2)分析三维装配系统夹具定位偏差、零件偏差、夹具定位偏差导致的零件偏差以及不同接头类型对装配过程中偏差传递的影响。探讨将夹具偏差导致的零件偏差、不同接头特征传递的装配偏差结合起来建立销孑L／槽副任意布局下三维单工序装配偏差模型的方法。最后，以一个由四个简单薄板零件组成的装配体为实例，结合蒙特卡罗法，采用所建立的装配偏差模型分析装配体上各参考点的偏差分布特征。(3)阐述数论网格法采样与蒙特卡罗法采样的区别以及前者的优势，提出基于数论网格法采样的产品三维装配成功率计算方法。采用三维尺寸公差分析软件3DCS对所建立

6、三维装配实例进行仿真分析，验证所建立的产品三维装配成功率模型的有效性。解决三维多参数装配过程中产品装配成功率的建模问题。(4)提出基于Taguchi正交试验与3DCS的零件销孑L／槽副接触定位布局稳健设计方法。以某车灯前罩装配为例，首先，引入三维装配下3．2．1定位原理，分析车灯前罩销．孔／槽副定位坐标参数对装配偏差的影响，确定销孔定位设计参数水平。然后，以销孔定位坐标为设计参数，以零件制造偏差和销孔定位偏差为噪声因素，制定销孔定位布局Taguchi正交试验的内外表，并安排正交试验。以转向灯罩和车大灯罩之间的装配间隙值作为衡量装配质量的指标，建立表征装

7、配质量的稳健性评价函数，提出车灯前罩装配销孔定位布局稳健设计的信噪比计算方法。最后，基于3DCS对车灯前罩三维几何模型进行装配偏差仿真，分析不同销-孑L／槽副定位方案下装配质量对各偏差因素的稳健性，确定销孑L／槽副定位布局稳健设计方案。(5)基于回归正交组合试验，分析了零件定位销尺寸公差与装配成功率的关系，建立了装配成功率与定位销尺寸公差的响应面模型。基于公差稳健设计模型，分析定位销制造成本模型和装配成功率响应面模型对设计变量与噪声因素的敏感度函数，引入权重因子，对敏感度函数与定位销制造成本函数两个目标函数分配不同权重，并以敏感度与定位销制造成本最小为

8、目标，装配成功率为约束，对定位销公差进行稳健设计，得出了公差稳健设计结果。关键词：三维单工序装