面向几何要素的公差规范设计方法研究

韩严寒

(阜新德尔汽车部件股份有限公司，辽宁 阜新 123000)

1 面向几何要素的公差规范设计方法研究现状

公差规范设计并不是设计出一个数字来规范，而是对于公差的规范化设计方法做出一个定义。产品在经过公差规范设计后得出结果对于后面产品设计有着重要影响，所以公差规范设计也直接影响着产品的质量。

1.1 依据经验规则法来进行公差规范设计

经验规则法是指在产品几何要素公差规范设计的时候根据设计工程师的经验来设计。因为目前面向几何要素的公差规范设计方法的研究还很少，所以在实际产品加工中，公差规范设计都是设计工程师根据自己的经验来查阅公差标准进行设计，对于有经验的设计工程师或许可以完成项目，但是对于新手来说就不那么容易。如果在根据经验进行几何要素公差规范设计的时候与实际情况出现偏差，那么在设计产品的时候可能得到不理想的结果，所以对于实际操作者的要求就会很高。

1.2 依据案例推理法来进行公差规范设计

案例推理法是指设计工程师通过对已经成功的案例进行学习、总结、练习来为需要设计的产品进行公差规范设计。但是依据案例推理法来设计面向几何要素的公差规范设计的准确性得不到有效的保障，如果案例与需要设计的产品在检测和加工方面相似的话可以提高准确性，但是两者相差较大的时候，得到的公差规范设计结果肯定没有科学依据，所以需要案例库和训练集的全面，但是因为当前发展的制约，所以构建全面案例库和训练集的困难会很大，严重影响了案例推理法的发展。

综上所述，经验规则法和案例推理法在面对几何要素公差规范设计的时候都会有其不足的地方，这些都会直接或者间接的影响产品的设计和功能使用。想要改变这些不足，就需要对几何要素的公差规范设计方法进行研究，构建一个方便快捷有效的公差规范设计方法。

2 面向几何要素的公差规范设计方法探究

2.1 新一代GPS标准体系对面向几何要素的公差规范设计要求

新一代GPS标准体系相比于传统的标准体更加的注重几何公差对于产品在设计使用中的一致性和连续性。设计工程师要根据产品的使用功能来设计最合适的几何公差，根据所设计的几何公差进行产品的制造，然后对产品进行检测，然后对比产品的几何公差是否符合设计需求，根据它们的一致性来进行接下来的设计制造。新一代GPS标准体系对面向几何要素的公差规范设计的具体要求如下：(1)标准一致性。(2)准参考系一致性。(3)公差模型一致性。

2.2 基于公理设计的几何要素公差规范设计方法

因为目前面向几何要素的公差规范设计方法的研究还很少，所以在实际产品加工中，公差规范设计都是设计工程师根据自己的经验来查阅公差标准进行设计，对于有经验的设计工程师或许可以完成项目，但是对于新手就不会那么容易。为了解决上述问题，在几何要素的公差规范设计中加入公理设计成分。基于公理设计的几何要素的公差规范设计的步骤具体如下：

(1)在对于用作平面要素或者圆柱要素的筛选时根据回转体零件基准要素选择规则和位置关系规则。

(2)有效判断当前要素的重要与否，如果是主要基准要素，根据主基准要素规范设计规则来进行几何公差设计。

(3)了解约束的条件，根据信息最小规则，计算每一个DP的信息量。

(4)根据独立要求规则和信息最小规则的原则，选择相适应的几何要素公差规范设计方案。

(5)在选择出相适应的几何要素公差规范设计方案时，考虑方案是否存在多个，若是，根据优先级规则，按照优先级顺序选择，得到准确的方案。

(6)为几何要素公差规范设计方案选择合适的公差时要根据公差原则的选用规则。

(7)根据标注规则将几何要素公差规范设计方案标注出来。

2.3 选择适当的基准参考系方法

基于统计学习的基准参考系。基于统计学习的基准参考系指的是根据多个经过规范设计，且他们的DRP符合公差设计、生产和检测要求的零件，通过统计学习建立不同的模型，这样可以为待生产的产品和零件选择最佳的基准要素，进而建立符合待生产的产品和零件的基准参考系。基于统计学习的基准参考系建设，可以将其转化为统计学的有监督的学习问题。可以将零件的要素分为基准和非基准，再对基准要素分出主次，最终建立合理的零件基准参考系。

3 结语

本文结合新一代GPS标准体系和独立公理和信息公理，在几何要素的公差规范设计方法研究中突出了一种全新的几何要素的公差规范设计方法—基于公理设计的几何要素公差规范设计方法。对于如何实施基于公理设计的几何要素公差规范设计方法，本文也做了简单的阐述，希望对于几何要素公差规范设计方法提供参考。但是在几何要素公差规范设计方法中还存在着部分问题，需要相关人士的不断探究与创新。