面向幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法研究

韓嚴(yán)寒

(阜新德爾汽車部件股份有限公司，遼寧 阜新 123000)

1 面向幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀

公差規(guī)范設(shè)計(jì)并不是設(shè)計(jì)出一個(gè)數(shù)字來規(guī)范，而是對(duì)于公差的規(guī)范化設(shè)計(jì)方法做出一個(gè)定義。產(chǎn)品在經(jīng)過公差規(guī)范設(shè)計(jì)后得出結(jié)果對(duì)于后面產(chǎn)品設(shè)計(jì)有著重要影響，所以公差規(guī)范設(shè)計(jì)也直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.1 依據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法來進(jìn)行公差規(guī)范設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法是指在產(chǎn)品幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)的時(shí)候根據(jù)設(shè)計(jì)工程師的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)。因?yàn)槟壳懊嫦驇缀我氐墓钜?guī)范設(shè)計(jì)方法的研究還很少，所以在實(shí)際產(chǎn)品加工中，公差規(guī)范設(shè)計(jì)都是設(shè)計(jì)工程師根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來查閱公差標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師或許可以完成項(xiàng)目，但是對(duì)于新手來說就不那么容易。如果在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)的時(shí)候與實(shí)際情況出現(xiàn)偏差，那么在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候可能得到不理想的結(jié)果，所以對(duì)于實(shí)際操作者的要求就會(huì)很高。

1.2 依據(jù)案例推理法來進(jìn)行公差規(guī)范設(shè)計(jì)

案例推理法是指設(shè)計(jì)工程師通過對(duì)已經(jīng)成功的案例進(jìn)行學(xué)習(xí)、總結(jié)、練習(xí)來為需要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行公差規(guī)范設(shè)計(jì)。但是依據(jù)案例推理法來設(shè)計(jì)面向幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性得不到有效的保障，如果案例與需要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在檢測(cè)和加工方面相似的話可以提高準(zhǔn)確性，但是兩者相差較大的時(shí)候，得到的公差規(guī)范設(shè)計(jì)結(jié)果肯定沒有科學(xué)依據(jù)，所以需要案例庫和訓(xùn)練集的全面，但是因?yàn)楫?dāng)前發(fā)展的制約，所以構(gòu)建全面案例庫和訓(xùn)練集的困難會(huì)很大，嚴(yán)重影響了案例推理法的發(fā)展。

綜上所述，經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法和案例推理法在面對(duì)幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)的時(shí)候都會(huì)有其不足的地方，這些都會(huì)直接或者間接的影響產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和功能使用。想要改變這些不足，就需要對(duì)幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，構(gòu)建一個(gè)方便快捷有效的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法。

2 面向幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法探究

2.1 新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)面向幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)要求

新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系相比于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體更加的注重幾何公差對(duì)于產(chǎn)品在設(shè)計(jì)使用中的一致性和連續(xù)性。設(shè)計(jì)工程師要根據(jù)產(chǎn)品的使用功能來設(shè)計(jì)最合適的幾何公差，根據(jù)所設(shè)計(jì)的幾何公差進(jìn)行產(chǎn)品的制造，然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，然后對(duì)比產(chǎn)品的幾何公差是否符合設(shè)計(jì)需求，根據(jù)它們的一致性來進(jìn)行接下來的設(shè)計(jì)制造。新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)面向幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)的具體要求如下：(1)標(biāo)準(zhǔn)一致性。(2)準(zhǔn)參考系一致性。(3)公差模型一致性。

2.2 基于公理設(shè)計(jì)的幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法

因?yàn)槟壳懊嫦驇缀我氐墓钜?guī)范設(shè)計(jì)方法的研究還很少，所以在實(shí)際產(chǎn)品加工中，公差規(guī)范設(shè)計(jì)都是設(shè)計(jì)工程師根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來查閱公差標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師或許可以完成項(xiàng)目，但是對(duì)于新手就不會(huì)那么容易。為了解決上述問題，在幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)中加入公理設(shè)計(jì)成分。基于公理設(shè)計(jì)的幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)的步驟具體如下：

(1)在對(duì)于用作平面要素或者圓柱要素的篩選時(shí)根據(jù)回轉(zhuǎn)體零件基準(zhǔn)要素選擇規(guī)則和位置關(guān)系規(guī)則。

(2)有效判斷當(dāng)前要素的重要與否，如果是主要基準(zhǔn)要素，根據(jù)主基準(zhǔn)要素規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)則來進(jìn)行幾何公差設(shè)計(jì)。

(3)了解約束的條件，根據(jù)信息最小規(guī)則，計(jì)算每一個(gè)DP的信息量。

(4)根據(jù)獨(dú)立要求規(guī)則和信息最小規(guī)則的原則，選擇相適應(yīng)的幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方案。

(5)在選擇出相適應(yīng)的幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方案時(shí)，考慮方案是否存在多個(gè)，若是，根據(jù)優(yōu)先級(jí)規(guī)則，按照優(yōu)先級(jí)順序選擇，得到準(zhǔn)確的方案。

(6)為幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方案選擇合適的公差時(shí)要根據(jù)公差原則的選用規(guī)則。

(7)根據(jù)標(biāo)注規(guī)則將幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方案標(biāo)注出來。

2.3 選擇適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)參考系方法

基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)參考系。基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)參考系指的是根據(jù)多個(gè)經(jīng)過規(guī)范設(shè)計(jì)，且他們的DRP符合公差設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢測(cè)要求的零件，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)建立不同的模型，這樣可以為待生產(chǎn)的產(chǎn)品和零件選擇最佳的基準(zhǔn)要素，進(jìn)而建立符合待生產(chǎn)的產(chǎn)品和零件的基準(zhǔn)參考系。基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)參考系建設(shè)，可以將其轉(zhuǎn)化為統(tǒng)計(jì)學(xué)的有監(jiān)督的學(xué)習(xí)問題。可以將零件的要素分為基準(zhǔn)和非基準(zhǔn)，再對(duì)基準(zhǔn)要素分出主次，最終建立合理的零件基準(zhǔn)參考系。

3 結(jié)語

本文結(jié)合新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系和獨(dú)立公理和信息公理，在幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法研究中突出了一種全新的幾何要素的公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法—基于公理設(shè)計(jì)的幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法。對(duì)于如何實(shí)施基于公理設(shè)計(jì)的幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法，本文也做了簡單的闡述，希望對(duì)于幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法提供參考。但是在幾何要素公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法中還存在著部分問題，需要相關(guān)人士的不斷探究與創(chuàng)新。