面向幾何要素的公差規范設計方法研究

韓嚴寒

(阜新德爾汽車部件股份有限公司，遼寧 阜新 123000)

1 面向幾何要素的公差規范設計方法研究現狀

公差規范設計并不是設計出一個數字來規范，而是對于公差的規范化設計方法做出一個定義。產品在經過公差規范設計后得出結果對于后面產品設計有著重要影響，所以公差規范設計也直接影響著產品的質量。

1.1 依據經驗規則法來進行公差規范設計

經驗規則法是指在產品幾何要素公差規范設計的時候根據設計工程師的經驗來設計。因為目前面向幾何要素的公差規范設計方法的研究還很少，所以在實際產品加工中，公差規范設計都是設計工程師根據自己的經驗來查閱公差標準進行設計，對于有經驗的設計工程師或許可以完成項目，但是對于新手來說就不那么容易。如果在根據經驗進行幾何要素公差規范設計的時候與實際情況出現偏差，那么在設計產品的時候可能得到不理想的結果，所以對于實際操作者的要求就會很高。

1.2 依據案例推理法來進行公差規范設計

案例推理法是指設計工程師通過對已經成功的案例進行學習、總結、練習來為需要設計的產品進行公差規范設計。但是依據案例推理法來設計面向幾何要素的公差規范設計的準確性得不到有效的保障，如果案例與需要設計的產品在檢測和加工方面相似的話可以提高準確性，但是兩者相差較大的時候，得到的公差規范設計結果肯定沒有科學依據，所以需要案例庫和訓練集的全面，但是因為當前發展的制約，所以構建全面案例庫和訓練集的困難會很大，嚴重影響了案例推理法的發展。

綜上所述，經驗規則法和案例推理法在面對幾何要素公差規范設計的時候都會有其不足的地方，這些都會直接或者間接的影響產品的設計和功能使用。想要改變這些不足，就需要對幾何要素的公差規范設計方法進行研究，構建一個方便快捷有效的公差規范設計方法。

2 面向幾何要素的公差規范設計方法探究

2.1 新一代GPS標準體系對面向幾何要素的公差規范設計要求

新一代GPS標準體系相比于傳統的標準體更加的注重幾何公差對于產品在設計使用中的一致性和連續性。設計工程師要根據產品的使用功能來設計最合適的幾何公差，根據所設計的幾何公差進行產品的制造，然后對產品進行檢測，然后對比產品的幾何公差是否符合設計需求，根據它們的一致性來進行接下來的設計制造。新一代GPS標準體系對面向幾何要素的公差規范設計的具體要求如下：(1)標準一致性。(2)準參考系一致性。(3)公差模型一致性。

2.2 基于公理設計的幾何要素公差規范設計方法

因為目前面向幾何要素的公差規范設計方法的研究還很少，所以在實際產品加工中，公差規范設計都是設計工程師根據自己的經驗來查閱公差標準進行設計，對于有經驗的設計工程師或許可以完成項目，但是對于新手就不會那么容易。為了解決上述問題，在幾何要素的公差規范設計中加入公理設計成分。基于公理設計的幾何要素的公差規范設計的步驟具體如下：

(1)在對于用作平面要素或者圓柱要素的篩選時根據回轉體零件基準要素選擇規則和位置關系規則。

(2)有效判斷當前要素的重要與否，如果是主要基準要素，根據主基準要素規范設計規則來進行幾何公差設計。

(3)了解約束的條件，根據信息最小規則，計算每一個DP的信息量。

(4)根據獨立要求規則和信息最小規則的原則，選擇相適應的幾何要素公差規范設計方案。

(5)在選擇出相適應的幾何要素公差規范設計方案時，考慮方案是否存在多個，若是，根據優先級規則，按照優先級順序選擇，得到準確的方案。

(6)為幾何要素公差規范設計方案選擇合適的公差時要根據公差原則的選用規則。

(7)根據標注規則將幾何要素公差規范設計方案標注出來。

2.3 選擇適當的基準參考系方法

基于統計學習的基準參考系。基于統計學習的基準參考系指的是根據多個經過規范設計，且他們的DRP符合公差設計、生產和檢測要求的零件，通過統計學習建立不同的模型，這樣可以為待生產的產品和零件選擇最佳的基準要素，進而建立符合待生產的產品和零件的基準參考系。基于統計學習的基準參考系建設，可以將其轉化為統計學的有監督的學習問題。可以將零件的要素分為基準和非基準，再對基準要素分出主次，最終建立合理的零件基準參考系。

3 結語

本文結合新一代GPS標準體系和獨立公理和信息公理，在幾何要素的公差規范設計方法研究中突出了一種全新的幾何要素的公差規范設計方法—基于公理設計的幾何要素公差規范設計方法。對于如何實施基于公理設計的幾何要素公差規范設計方法，本文也做了簡單的闡述，希望對于幾何要素公差規范設計方法提供參考。但是在幾何要素公差規范設計方法中還存在著部分問題，需要相關人士的不斷探究與創新。