[发明专利]一种全焊接组件的公差优化方法

说明书

本发明公开了一种全焊接组件的公差优化方法，涉及多组件的焊接变形累计误差预测及公差优化，解决了全焊接组件公差设计优化需求问题。本发明包括采集全焊接组件原始设计信息，汇总各类公差信息；建立三维公差分析模型，虚拟装配进行仿真分析，预测全焊接组件总偏摆量的偏差；基于各偏差的贡献度因子、敏感度因子及焊接变形的控制难度因子建立起加权计算值，根据仿真分析结果继续进行迭代，直到获得满足优化目标的公差优化方案并输出。本发明能够有效地预测焊接变形累积误差、实现公差优化、提高公差二次设计的效率。

技术领域

本发明涉及用于多组件的焊接变形累计误差预测及公差优化方法，具体涉及一种全焊接组件的公差优化方法。

背景技术

在核工业、船舶工业、能源工业等领域中，很多大型关键部件都是由大量、多类型及复杂的组件构成，各组件间均由焊接连接，其中焊接变形影响的全局性预测及公差合理优化是影响产品质量的重要因素。尤其是以核工业中部分关键部件为代表，其由大量零部件通过多道工序焊接组装构成，制造工序复杂、焊接步骤多、精度控制要求高。以某大型复杂结构件为代表，由于各个环节均存在设计误差、焊接变形等偏差，且这些偏差随着焊装过程的进行不断累积和传递，最终导致成品整体的偏差，影响到产品的成品质量和后续工序的加工及装配，在实际制造过程中也缺乏误差累积预测的方法和手段。在质量控制中，为减少不合格率，通常需要严格控制每个工步的焊接精度，但过分控制焊接变形将大大增加制造成本。因此，在设计阶段针对焊接变形的累积误差进行预测，找出对成品质量影响较大的公差变量，并根据偏差源分析结果进行针对性的公差优化，实现公差的二次设计，从而降低工艺难度、合理分配公差、优化装焊工艺、节约制造成本。

中国专利《一种关于装配公差的优化设计方法》公开了一种关于装配公差的优化设计方法，以最小加工成本为目标，建立装配公差优化的目标函数，从而满足产品的装配功能需求，但其应用范围和方法与本专利相差较大。中国专利《一种车体装配公差分配方法》公开了一种包含建立车体三维装配公差分析模型并进行仿真模拟、确定优化目标及方案并对焊接变形进行补偿，从而进行公差分配的方法，其应用对象、具体实施方法与本专利相差较大。中国专利《一种基于遗传算法的装配公差优化设计方法》涉及了装配公差优化设计方法，但其应用对象、实施方式与本专利相差较大。因此，国内外没有查询到与本专利涉及的稳压器电加热元件芯体去除装置相关文献的公开报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：全焊接组件公差设计优化需求，本发明提供了解决上述问题的一种全焊接组件的公差优化方法。

本发明为用于全焊接组件的焊接变形累计误差预测及公差优化方法用于预测全焊接组件的焊接变形的误差累积，并针对装焊工艺过程进行公差优化，获得合理的公差分配方案，为全焊接组件的公差设计提供重要的方法。针对全焊接组件公差设计优化需求，提出了一种用于全焊接组件的焊接变形累计误差预测及公差优化方法，对全焊接组件的装焊过程进行虚拟装配、仿真计算及公差优化，实现全焊接组件的焊接变形的误差累积的预测，并针对装焊工艺过程进行公差优化，最终完成公差的二次设计并获得合理的公差分配方案，为全焊接组件在设计阶段进行优化分析提供了重要的指导。

本发明通过下述技术方案实现：

一种全焊接组件的公差优化方法，包括如下步骤：

S1、采集全焊接组件的各个结构件的原始设计信息，汇总各类公差信息，其中各个结构件的原始设计信息即设计输入包括但不限于：各个结构件的零部件尺寸、设计公差，装配流程及工装夹具的统计误差；由经验获得的焊接工步中焊接变形的统计结果；统计到的各公差的误差来源、控制方式及控制难度。

在S1与S2之间还包括步骤：确定公差优化目标，具体包括：进行公差优化期望达到的技术指标，技术指标包括但不限于通过公差优化分析达到成品质量要求的合格率，后一工序需满足的尺寸要求。