[发明专利]一种用于一面两销定位零件的公差设计方法

说明书

本发明涉及一种用于一面两销定位零件的公差设计方法，包括建立一面两销定位零件装配的重复安装精度与尺寸和几何公差的平面尺寸链、装配间隙与尺寸和几何公差的平面尺寸链，确定依据标准确定的尺寸和几何公差初始值、需求解方程确定的尺寸和几何公差初始值，计算一面两销零件装配的一次装配成功率、公差优化的步骤。本发明体现了零件的正向设计思路，能够确定各尺寸和几何公差对重复安装精度的影响程度，减少了后期公差分析与优化的工作量。实现了一次装配成功率校核，避免了销钉在实际装配过程中可能出现的干涉、变形等问题。同时进行一次装配成功率和重复安装精度的分析，公差设计更加合理，一定程度降低了精度，节省了成本。

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，具体是一种用于一面两销定位零件的公差设计方法。

背景技术

一面两销定位具有加工成本低、重复拆装方便、结构简单可靠等优点,有助于保证加工精度、减轻劳动强度、提高生产效率、确保重复安装精度，是机械零件加工过程中常用的的定位方式。

对于一面两销定位中相关零件的设计问题，一般来说是确定基座零件上销钉的尺寸和位置公差、被定位零件上销钉孔的尺寸和位置公差，满足被定位零件与基座零件的一次装配成功率和重复安装精度要求。

针对此类问题，如期刊《机械工程师》2010(08)，张永军等人发表的“一面两孔定位方案的设计与定位误差分析”论文中所提出的常规设计方法，所得到的相关零件的尺寸和位置精度是基于全部配合均为最差情况的极值法的公式推导出来的，这会使得设计结果过于保守，在保证相同定位精度的前提下，零件精度要求高，增加了加工成本，且其中销钉、销钉孔的位置公差通过中心距体现，没有涉及位置度等几何公差。

期刊《西南科技大学学报》1996(03)，张俊俊等人发表的“一面两孔定位精度的概率设计”论文中提出了使用概率法进行相关零件精度设计，但其只是对常规极值法的公式进行了概率法改进，根本还是使用了一维线性尺寸链，没有考虑菱形销棱边及其对应销钉孔相互接触的实际情况，此外，论文没有对设计结果进行仿真计算得出一面两销定位的一次装配成功率和重复安装精度两个指标是否满足要求。

期刊《科技创新与应用》2018(10)，胡培军等人发表的“波导组件重复装配精度控制方法研究”论文中提出了使用计算机辅助公差分析确定相关零件的公差，并通过仿真分析进行一次装配成功率验证，但公差的初始值同样基于常规方法得出，未建立公差与重复装配精度的关系，缺少依据重复定安装精度进行公差分配得出公差初始值的过程及重复安装精度仿真验证的过程。

发明内容

为了克服常规设计方法中存在的只考虑了一维线性尺寸链、未考虑几何公差、缺少公差分配确定公差初始值的过程、没有同时进行一次装配成功率和重复安装精度仿真验证进行公差优化等不足，本发明提出了一种用于一面两销定位零件的公差设计方法。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于一面两销定位零件的公差设计方法，包括如下步骤：

步骤1，建立一面两销定位零件装配的平面尺寸链

一面两销定位零件装配的平面尺寸链包括重复安装精度ε与尺寸和几何公差的平面尺寸链、装配间隙X与尺寸和几何公差的平面尺寸链。

第一步，建立重复安装精度ε与尺寸和几何公差的平面尺寸链

以一面两销定位零件的尺寸和几何公差为组成环，以重复安装精度ε为闭环，根据平面尺寸链建立原则，使各组成环与封闭环首尾相连，建立重复安装精度ε与尺寸和几何公差的平面尺寸链。

重复安装精度ε与尺寸和几何公差的平面尺寸链方程组如下：