Оригинал сообщения

Оригинал диссертации “Анализ допусков в нежестких сборках”

2.1 Обзор литературы

Исследования связанные с данным включают of 1) Анализ допусков 2) Метод конечных элементов, 3) Статистику, and 4) Автоматизированное геометрическое проектирование. Следующий обзор рассматривает каждую из перечисленных областей

2.1.1 Анализ допусков

Анализ допусков - это процесс оценки суммы проектных допусков деталей и их элементов с целью убедиться, что они соберутся в процессе производства.Синтез допусков - процесс обратный анализу допусков в результате которого на этапе проектирования получается рациональное распределение допусков.

В процессе синтеза/анализа требуется решение систем нелинейных уровнений. Но так как погрешности изготовления достаточно малы относительно номинальных размеров, то эти уравнения поддаются решнению с применением методов линеаризации, как это продемонстрированно в работе Гао (1993).

Всесторонний обзор простановки размеров, допусков и процесса их анализа может быть oнайден у Роя, Чейза и Паркинсона (1991) и других авторов. В этой работе представлен обзор предшествующих исследований

Гилфорд(1992) рассматривает представления допусков и выделяет три способа их математического описания: тел смещения, реализуемое пространства, пространств параметров

Смещение тел было введено Requicha (1984, 1986) и Rossignac (1986). В этом методе, смещенные поверхности вычисляются на основе номинальной модели и допусков.

Этот метод использует ту же концепцию представления зоны допуска что и стандарт

ANSI, но, это представление не позволяет математически отразить отклонения в ориентации поверхностей. Это делает невозомжным моделирование нелинейных эффектов, таких как угловые отклонения поверхностей (Робинсон1989).

Srinivasan and Jayaraman (1989, 1989) дополнили метод тел смещения, определив

Виртуальные Граничные Условия (ВГУ или в английском варианте VBRs). ВГУ могут точно отражать

ограничения накладываемые на модель в следствие задания. Wilhelm (1992) реализовал

ВГУ в экспертной системе, производящей как анализ так и синтез допусков. Он отмечает, что ВГУ достаточно сложны для описания больших сборок.

Turner and Wozny (1990) разработали теорию реализуемого пространства. В этом подходе вариационная модель основана на номинальной границе детали. Она представляет собой описание множества всех реализуемых деталей, к которым применены допуски в качестве ограничений сборки, что позволяет охватить как отклонения размеров так и геомтерии. Эта теория позволяет применить как метод наихудшего случая так и статистические методы анализ. Этот метод был реализован в системе GEOS в Rensseleaer Polytechnic Institute (Turner 1989).

Теория пространств параметров была одной из первых из предложенных для оценки допусков на геомтерических моделях. Hillyard и Braid (1978) обсудили возможность использования переменных размеров или параметров при моделировании твердого тела для представления вариаций размеров. Light и Gossard так же рассмотрели параметрическую геометрическую модель(1982). Кинематическая формулировка с использованием матриц перобразования, как в робототехнике, представлена у Rivest и других. (1993). Интересно сходство с подходом, развиваемым Робинсоном в BYU (1989). Впрочем, Rivest

рассматривал только открытые векторные цепочки.

Установление допусков на вектора можно рассматривать как подмножество метода параметрических пространств. Fortini (1967) первым ввел принципы установки допусков на вектора. Всеобъемлющий обзор метода в применении к двумерным сборкам был приведен Bjorke (1978). Этот метод не включает полного набора кинематических ограничений на векторной моделиl. Векторные модели широко применялись в BYU как для двумерных (Marler 1988) , так и для трехмерных (Robinson 1989) сборок. Схожий метод был разработан и описан Ogot (1994). Впрочем, в том случае он использовался для построения уравнений двумерной сборки для анализа методом Монте Карло.

Martinsen (1993) показал, что метод назначения допусков на вектора может использоваться, чтобы задавать отдельные детали, состоящие из различных поверхностей, несмотря на то, что точная реализация для сплайновых поверхностей неясно.

Существует ряд вопросов в отношении векторных моделей, вызывающих беспокойство. Например, они могут не отражать определение зоны допуска по стандарту ANSI (ASME 1995).

Voelcker (1993) утверждает, что назначение допусков на вектора не позволяет учесть несовершенства формы и неоднозначность определения баз. Goodrich (1991) and Ward (1993) показали, что отклонения формы могут описываться векторными моделями. К тому же под вопросом возможность какой либо системы справиться с учетом неоднозначного определения баз. Кажется обоснованным требовать корректного определения баз как для размерного анализа так и для последующего производственного процесса.

Wirtz (1993) представляет аргументы в пользу того, что назанчение допусков на вектора должно быть включено в стандарт описания допусков ISO/STEP. However, Voelcker (1993) claims

that the arguments for vector tolerancing may может нарушать “принцип независимости от процесса” который неявно подразумевается в размерном анализе. Не очень понятно, что он имеет в виду под “независимостью от процесса.” Когда мы изготовляем детали, то их элементы располагаются относительно баз, что делает последующие процессы зависимым от накопленной ошибки. Выбор баз и схем измерения может вызывать разные эффекты накопления и проявления погрешностей. Методы измерения и подготовки производства стараются минимизировать взаимную зависимость размеров, но она всегда присутствует в той или иной степени. Это именно то накопление погрешности, которое пытается учесть статистический подход к анализу допусков. Процессы могут быть случайными и независимыми, но не размеры.

LIci - Собственный домен для дневника!