一種仿真計算汽車分總成公差的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車輛工程及生產工藝技術領域，特別涉及一種仿真計算汽車分總成公差的方法。
【背景技術】
[0002]隨著中國機械工業的發展，作為其支柱產業的汽車工業已日臻成熟。
[0003]汽車上的零件成千上萬，機構與系統也是多種多樣，比如曲柄連桿機構、起動系統等。為了保證汽車整車質量，汽車上的每一個零件都需要保證制造精度，同時總成、機構或系統的零件裝配完成后也許保證尺寸鏈精度。
[0004]目前，現有技術中已經能夠利用各種計算機仿真技術幫助尺寸工程師進行尺寸技術規范和功能尺寸的可行性分析。通過三維軟件虛擬仿真汽車的裝配，將裝車的每個環節公差代入模型，進行上千次的模擬裝配計算得出結果，其數據將按照公差貢獻大小依次展現各鏈環的敏感度和有效公差，指導尺寸工程師進行尺寸鏈的優化。尺寸工程師對尺寸鏈的優化主要集中在GD&T (Geometric Dimens1ning and Tolerancing，幾何尺寸與公差)內容，通過參考行業內或各工廠化的內部標準完成單個零件的公差設計。
[0005]然而，單個零件的公差設計完備后，卻并不一定能夠符合生產制造標準一一因為單個零件的公差設計并未考慮到汽車每個鏈環拼接成一個分總成時需要考慮滿足的公差目標。現有技術中關于多個零件組裝成一個或多個分總成的公差設計比較困難，目前主要借鑒以往經驗，憑主觀感受和大體評估完成分總成公差設計，如此經常導致分總成的公差設計不滿足與其設計目標，同時也不利于生產的過程控制。
[0006]因此，如何設計多個零件組裝成分總成的公差，使其符合生產制造標準，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

【發明內容】

[0007]本發明的目的是提供一種仿真計算汽車分總成公差的方法，能夠仿真設計出多個零件組裝成分總成后的公差，并使其符合生產制造標準。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供一種仿真計算汽車分總成公差的方法，包括步驟:S1、將汽車分總成的零件以及工裝建立工件模型，并對各個所述零件的形狀特征建立測量點以及零件基準；S2、將各個所述零件按照裝配順序在所述工裝上進行裝配，并形成汽車分總成模型；S3、根據汽車分總成的標準工藝參數建立框架模型，并將汽車分總成放置到所述框架模型中；S4、在所述框架模型中、在各個所述零件的零件基準上對其測量點進行尺寸測量，并根據測量結果計算汽車分總成的公差。
[0009]優選地，所述步驟S4之后還包括:
[0010]步驟S5、重復多次進行所述步驟S2、S3和步驟S4，并對獲取的多個測量結果進行篩選處理，并根據篩選處理后的測量結果計算汽車分總成的公差。
[0011]優選地，在所述步驟S5中，對獲取的多個測量結果進行篩選處理的方式包括:選取所有測量結果中位于±3σ范圍內的數據。
[0012]優選地，在所述步驟S5中，對獲取的多個測量結果進行篩選處理的方式還包括:將所有測量結果中關于孔特征的數據只保留最大值。
[0013]優選地，所述步驟S5之后還包括:
[0014]步驟S6、將汽車分總成的公差計算結果中小于裝配前各個所述零件的公差的數據刪除，并對各個所述零件的剩余數據進行平均處理，獲取汽車分總成的公差。
[0015]優選地，在所述步驟SI中，所述零件的形狀特征包括面特征，且所述面特征的測量方向為其法向量。
[0016]優選地，在所述步驟SI中，所述工裝包括焊接夾具。
[0017]優選地，在所述步驟S3中，所述汽車分總成的標準工藝參數包括其幾何尺寸及尺寸公差。
[0018]本發明所提供的仿真計算汽車分總成公差的方法，主要包括四個步驟，在步驟SI中，將汽車分總成的零件以及工裝建立工件模型，并對各個零件的形狀特征建立測量點以及零件基準；在步驟S2中，將各個零件按照裝配順序在工裝上進行裝配，并形成汽車分總成模型；在步驟S3中，根據汽車分總成的標準工藝參數建立框架模型，并將汽車分總成安裝到框架模型中；在步驟S4中，在框架模型中、在各個所述零件的零件基準上對其測量點進行尺寸測量，并根據測量結果計算汽車分總成的公差。本發明所提供的仿真計算汽車分總成公差的方法，主要通過三維仿真軟件模擬搭建模型，虛擬裝配后模擬實物測量。首先，將組成汽車分總成的各個零件以及后續步驟中裝配各個零件時需要用到的工裝在三維仿真軟件里仿真建模，同時由于在后續步驟中需要對裝配完成后的各個零件進行測量，因此在步驟中還需利用軟件手動對各個零件根據其形狀特征建立測量點和零件基準，以便后續步驟中以該零件基準為標準對其測量點進行測量。然后，在通過三維仿真軟件將各個零件以及工裝模擬出來后，即可對所有零件進行虛擬裝配，現實生產過程中零件進行裝配時需要用到工裝，因此在本步驟中，將各個零件裝配到建模出的工裝上，然后按照實際裝配順序將各個零件進行裝配，形成汽車分總成模型。之后，在汽車分總成模型形成之后，即可根據汽車分總成的標準工藝參數建立一個框架模型，該框架模型實為各個零件裝配后的所形成的汽車分總成的理論完美狀態，然后將該汽車分總成模型安裝到框架模型中，以便在框架模型中進行測量。最后，即可在框架模型中對各個零件的特征值進行尺寸測量，主要以其零件基準為標準，對其測量點進行尺寸測量，如此所有零件的特征尺寸都被測量出之后即可得出汽車分總成的公差。綜上所述，本發明所提供的仿真計算汽車分總成公差的方法，能夠通過三維仿真軟件對汽車分總成的各個零件以及工裝進行建模，然后模擬實際裝配過程，之后仿真測量出裝配后形成的汽車分總成的公差。期間，由于模擬了各個零件的實際裝配過程，因此本發明充分考慮了每個鏈環的公差裝配后的定位、公差、工序、工裝等因素，設計出汽車分總成的公差，使其更加符合生產制造標準。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明所提供的仿真計算汽車分總成公差的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0022]請參考圖1，圖1為本發明所提供的仿真計算汽車分總成公差的方法的流程圖。
[0023]本發明所提供的仿真計算汽車分總成公差的方法，主要包括4個步驟。步驟SI為:將汽車分總成的零件以及工裝建立工件模型，并對各個零件的形狀特征建立測量點及零件基準。具體地，一般可通過三維仿真軟件(如CATIA、UG等)對汽車分總成的各個零件進行虛擬建模，其建模尺寸的具體參數可參照各個零件的GD&T圖紙內容，按照比例為1:1等方式虛擬建模。各個零件建模完成后，即可對各種工裝進行建模，其建模尺寸的具體參數同樣可參照工裝的GD&T圖紙內容，其建模比例應該和零件的建模比例相匹配。另外，當各個零件的虛擬建模完成后，即可對每個零件建立測量點以及零件基準，便于在后續步驟中對其進行測量。由于每個零件的形狀各異，因此其測量點測量方向都各不相同。比如，在某些零件中具有面特征，那么其測量方向即為其法向量，或者與其法向量最接近的X、Y、Z方向；而某些零件中具有孔特征，那么其測量點評價方向必須同時為其X、Y、Z三個方向。總之，各個零件的測量的評價方向的建立，需要根據其形狀特征而定。另外，本步驟所建模的工裝，根據汽車分總成實際裝配工藝，一般可為焊接夾具。當然，根據汽車分總成的種類不同，其工裝類型自然也不同，但總是與實際裝配工藝所使用的工裝相匹配。
[0024]當所有零件和工裝都虛擬建模完成后，即可進行步驟S2:將各個零件按照裝配順序在工裝上進行裝配，并形成汽車分總成模型。具體地，各個零件在進行裝配時，需要按照實際裝配工藝的裝配順序進行裝配。當然，在裝配時需要將零件安裝到工裝上才可進行，而各個零件與其相匹配的工裝的安裝方式也同樣參考實際裝配工藝時的安裝方式，通過三維仿真軟件模擬裝配。而當所有零件均安裝到工裝上后，即可完成裝配，并形成汽車分總成模型。
[0025]在零件裝配成汽車分總成模型之后，即可進行步