一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于遗传算法的综合考虑形位公差与尺寸公差的复杂机械产品选配方法，先通过复杂尺寸链的编码方法，将复杂机械产品的装配问题映射到数学模型中，利用装配精度和装配成功率作为质量要求的评价指标，建立多质量要求下的选配综合优化模型，利用形位公差实测值在选配中的有效表征形式，建立综合形位公差与尺寸公差为优化目标的选配模型，综合Pareto强度和密集度作为遗传算法的适应度评价准则，并引入零部件优先级以及质量要求优先级对算法进行了改进，本方法不仅实现了复杂机械产品的选配，提高了装配成功率，保证了装配精度，保证尺寸公差装配精度的同时有效降低产品的形位公差，引入选配优先级的遗传算法具有更好的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法
本专利技术涉及复杂机械产品选择装配领域，具体涉及一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法。
技术介绍
复杂机械产品往往具有研发成本高、产品构成复杂、零部件之间有复杂约束关系等特点。在装配过程中，待装配零件自身的质量以及偏差在装配尺寸链上的传递、累积共同影响着产品质量。为保证这种由大量多质量特性零部件组装而成的复杂机械产品拥有高配合精度，若仅通过不断提高零件的制造精度，难免会大大增加生产成本。而选择装配(简称选配)能够不增加制造精度的前提下，利用计算机强大的计算能力对待装配零部件的装配序列进行统筹规划，装配时则选择相应的零部件进行匹配，使得产品精度更高的同时剩余零件更少。目前，国内外学者主要从分组方法和智能算法两个方面解决选配问题。如Kannan等探讨了一对多的零件选配分组问题，提出了一种新的分组方式可以有效降低产品的装配公差，同时又减少了剩余零件数量。之后又基于田口质量损失函数采用遗传算法来搜索最优的分组，但该方法仅适用于零件尺寸服从正态分布且彼此分布差异不大的情况；Matsuura等将平方损失函数推广到了一般的凸形损失函数，并成功建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)、建立多目标优化选配模型：根据形位公差实测值的有效表征形式，综合形位公差和尺寸公差作为优化目标，以装配成功率及装配精度作为质量要求的评价指标，建立形位公差与尺寸公差相结合的复杂机械产品多目标优化选配模型；步骤2)、计算零部件和质量要求的选配优先级：综合公差项的偏差波动以及在尺寸链中的贡献度作为零部件的选配优先级评价指标，并在此基础上计算各个质量要求的选配优先级；同时将产品的尺寸公差和形位公差作为装配的质量要求，利用田口质量损失函数计算装配精度偏离理想值的平均损失结合装配成功率作质量要求的评价指标，建立综合考虑形...

【技术特征摘要】
1.一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)、建立多目标优化选配模型：根据形位公差实测值的有效表征形式，综合形位公差和尺寸公差作为优化目标，以装配成功率及装配精度作为质量要求的评价指标，建立形位公差与尺寸公差相结合的复杂机械产品多目标优化选配模型；步骤2)、计算零部件和质量要求的选配优先级：综合公差项的偏差波动以及在尺寸链中的贡献度作为零部件的选配优先级评价指标，并在此基础上计算各个质量要求的选配优先级；同时将产品的尺寸公差和形位公差作为装配的质量要求，利用田口质量损失函数计算装配精度偏离理想值的平均损失结合装配成功率作质量要求的评价指标，建立综合考虑形位公差与尺寸公差的多目标优化选配模型；步骤3)、利用步骤2)得到的选配优先级对遗传算法进行改进后再对步骤1)建立的选配模型进行求解：根据复杂机械产品装配尺寸链的特点，采用以零部件为单元的基因编码方式，建立映射关联矩阵描述多个公差项间的关联关系，将装配映射到数学模型中，利用零部件的选配优先级对遗传算子进行调整，以个体在多个优化目标上的支配关系结合质量要求的优先级计算个体的Pareto强度，再利用K近邻算法计算个体在种群中的密集度，最终综合Pareto强度和密集度作为个体的适应度，完成机械零件选配。2.根据权利要求1所述的一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法，其特征在于，步骤1)中，将零部件的装配序列通过数学方法进行表征，建立基于零部件分层的装配方案矩阵X：式(1)中，kL为一套装配体中零部件L的个数，L＝1,2,…,n；n为零部件种类数；表示第j个零部件L的序号，j＝1,2,…,kLM；M为参与选配的零件套数；装配时，每一列代表的零件装配成一个装配体。3.根据权利要求2所述的一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法，其特征在于，对装配方案矩阵进行映射关联矩阵构建：设零件L包含的公差项个数为SL，则建立零件L的映射关联矩阵TL为：式中，表示第x个该零件的第y个公差项实测值；SL为零件L包含的公差项个数。4.根据权利要求3所述的一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法，其特征在于，装配方案矩阵X中的元素即对应第j个零件L具有的全部公差项实测值公差项实测值依据装配尺寸链的偏差传递规则用于装配质量计算。5.根据权利要求1所述的一种基于形位公差与尺寸公差的机械零件选配方法，其特征在于，利用步骤2)得到的选配优先级对遗传算法进行改进后再对步骤1)建立的选配模型进行求解，具体包括：(1)随机产生初始内部种群pop，并构建一个空的外部种群out，其规模分别为Npop、Nout，设立最大进化代数Z；(2)依据零部件实测值数据和偏差传递数据计算得出各零部件、质量要求的优先级系数PL、Ps；(3)利用综合Pareto强度和密集度的适应度评价准则计算pop∪out集中个体的适应度值Fit；(4)利用选择算子进行选择操作，使用优秀个体更新内部集pop；(5)判定是否满足终止条件，即若当前代数小于Z，进入下一步，否则输出内部集pop中的最优个体对应的装配序列；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高智勇，高建民，曹杰，姜洪权，谢军太，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61