[发明专利]一种基于成本目标优化的装配公差优化设计方法

摘要

本发明涉及一种基于成本目标优化的装配公差优化设计方法，确定以装配体的最小加工成本为优化目标，建立装配公差优化的目标函数；该函数经过下述过程计算得出，设定机械装配体的零件表示函数；确定机械装配体的总加工成本表示函数；确定装配体中每个零件的加工成本函数；确定装配特征的加工成本函数；得出装配体的总加工成本-公差函数；得出装配公差优化的目标函数。本发明以最小加工成本为目标，分别以加工能力、加工成本或加工经济精度为约束条件所获得的优化公差，能够满足产品的装配功能需求，符合机械加工的约束条件，可以获得良好的经济效益。

主权项

1.一种基于成本目标优化的装配公差优化设计方法，其特征在于，该过程为：步骤a，确定以装配体的最小加工成本为优化目标，建立装配公差优化的目标函数；该函数如下式所述为：min{CMA}=min{Σi=1nΣj=1m[Σa=1gCTDa(fij)+Σb=1hCTFb(fij)+Σc=1sCTPc(fij)]}---(1)]]>式中，C_MA为装配体MA的总加工成本函数；为特征f_i^j的第a个尺寸公差的加工成本-公差函数；为特征f_i^j的第b个形状公差的加工成本-公差函数；为特征f_i^j的第c个位置公差的加工成本-公差函数；g为特征f_i^j的尺寸公差总数；h为特征f_i^j的形状公差总数；s为特征f_i^j的位置公差总数；该函数经过下述过程计算得出，步骤a1，设定机械装配体的零件表示函数；给定一个机械装配体如下述公式所示：MAΣ=Σi=1nPi=SP(P1,P2,···,Pi,···,Pn)---(2)]]>式中：MA_∑——表示机械装配体；P_i——组成装配体MA的第i个零件；n——组成装配体MA的零件总数。步骤a2，确定机械装配体的总加工成本表示函数；装配体的总加工成本如下所示：CMA=Σi=1nC(Pi)(i=1,···,n)---(3)]]>式中：C_MA——装配体MA的总加工成本函数；C(P_i)——装配体MA中零件P_i的加工成本函数。步骤a3，确定装配体中每个零件的加工成本函数；零件的加工成本如下所示：C(Pi)=Σj=1mC(fij)---(4)]]>式中：f_i^j——零件P_i的第j个装配特征；C(f_i^j)——零件P_i的第j个装配特征的加工成本函数；m——零件P_i的装配特征总数。步骤a4，确定装配特征的加工成本函数；如下所示：C(fij)=Σa=1gCTDa(fij)+Σb=1hCTFb(fij)+Σc=1sCTPc(fij)---(5)]]>式中：——特征f_i^j的第a个尺寸公差的加工成本-公差函数；——特征f_i^j的第b个形状公差的加工成本-公差函数；——特征f_i^j的第c个位置公差的加工成本-公差函数；g——特征f_i^j的尺寸公差总数；h——特征f_i^j的形状公差总数；s——特征f_i^j的位置公差总数。步骤a5，综合公式(3)～(5)，得出装配体的总加工成本-公差函数可表示如下：CMA=Σi=1nΣj=1m[Σa=1gCTDa(fij)+Σb=1hCTFb(fij)+Σc=1sCTPc(fij)]---(6)]]>根据上述公式(6)得出装配公差优化的目标函数；步骤b，确定装配公差的约束条件；步骤c，将公差类型信息附加到VGC网络，得到装配体的公差网络，选择确定各装配特征的尺寸公差及几何公差的取值范围；步骤d，采用多参数级联编码的方法进行遗传编码；步骤e，确定适应度函数；步骤f，确定选择算子函数；步骤g，确定遗传算法的运行参数。