自动武器装配精度分析与控制方法研究

发布时间：2020-04-11 22:07

【摘要】：装配精度是自动武器产品装配质量的重要体现,与自动武器产品的生产效率、功能实现、装备维护以及射手安全有着直接联系。随着自动武器产品质量和可靠性要求的不断提高,装配精度分析与控制已成为自动武器设计中关注的重点之一。本文以“十二五”基础科研项目为背景,对自动武器装配精度问题进行研究,拟为自动武器产品公差设计和提高产品装配精度及互换率提供理论基础和实现技术。本文的主要研究内容如下:针对自动武器行业装配“人工修锉”现象,从自动武器产品自身特点出发,总结了自动武器产品装配的一般特点,论述了自动武器产品对装配精度的要求;提炼出自动武器产品装配精度分析的关键点;最后,在实地调研基础上分析了自动武器装配的现状并揭示了造成装配人工修锉的主要原因。提出利用雅可比旋量法基于三维模型的自动武器公差分析方法,以闭锁片偏移式自动武器为研究主体,选定某型机枪为研究对象,对其弹底间隙装配精度进行三维公差分析,同时利用VisVSA软件对其进行三维公差分析。为研究实际工况下的自动武器弹底间隙装配精度,根据自动武器的工作特点,发展了考虑自动武器工作载荷的装配精度分析方法,构建了工作载荷下的自动武器三维公差分析模型。提出了基于有限元分析的零件装配变形计算方法和考虑变形的装配误差传递计算模型。以某型闭锁片偏移式闭锁机枪为例进行研究,分析了考虑热效应和力载荷引起的变形下的弹底间隙装配精度的变化,研究了不同温度对弹底间隙的影响,以及复进到位和发射过程中变形的影响。研究了自动武器装配精度与机构运动精度及性能的关系,提出了自动武器装配精度与运动精度及可靠性一体化分析方法。以某自动武器抛壳机构装配精度和抛壳运动为例,研究了零部件精度对抛壳过程中弹壳质心位置和抛壳速度的影响。针对枪机回转闭锁式自动武器弹底间隙装配问题,提出基于装配顺序调节的装配精度控制策略,建立了不同装配顺序下的装配精度分析模型,分析了装配顺序对弹底间隙装配精度的影响。针对闭锁片偏移式自动武器弹底间隙装配问题,提出了基于组合测量的装配精度控制策略,在此基础上,确定了部件组合的原则和公差再分配与协调方案及总装免修锉控制方法。分别进行了枪机回转闭锁和闭锁片偏移闭锁两类武器的弹底间隙装配精度控制方案的工程验证。枪机回转闭锁装配精度控制工程验证可实现总装免修锉目标。对某闭锁片偏移式闭锁机枪,通过静态装配实验、射击实验、互换实验、威力实验验证了组合测量法可以实现此类武器的弹底间隙装配精度控制,证明了组合测量控制方法的可行性。
【图文】：

公差,在产品,生命周期,公差设计

（公差验证）是一个已知零件公差，根据具体的装配条件，计算装配件累积公差的过程。逡逑公差综合（公差分配）是一个已知产品装配公差值，按照一定的准则分配到各个零件公逡逑差的过程。如图１．１所示，公差分析和公差综合作为产品公差设计的正反两个方面，在逡逑产品设计、生产全过程中相互耦合，并非完全独立。公差设计是现代产品设计和生产中逡逑尺寸管理的核心部分，在整个产品生命周期内，作用越来越显著。公差作为产品结构的逡逑一个重要参数，直接关系到产品的功能实现、运行可靠性和整体质量，公差分析与设计逡逑贯穿于产品的设计、生产、装配全过程，，是现代机械产品设计的一个必要阶段。完整产逡逑品的公差设计为并行工程，贯穿于产品开发的整个过程。逡逑功能要求逡逑逦装配要求逦逡逑过程能力Ｃｐ逡逑—？邋＋邋＋邋丨逦逦逦１—逦Ｉ逦１邋—致邋／邋合格邋｜邋－邋——逦逦逡逑设计邋逦？制造邋逦？］邋检测逦装配邋逦？邋测试逡逑Ｉ邋■逦７１逦１逦］；逡逑公差逦Ｉ逦一激合格逦｜逡逑？逦＾息流逡逑？物质流（零件／部件／组件）逡逑图１．】公差在产品生命周期内的作用ｗ逡逑图１．２所示为公差设计的基本分类。公差设计包括公差分析和公差综合，同时又可逡逑以依据不同的分类方法对其进行划分。按照分析手段不同，可以分为常规手段和计算机逡逑辅助公差设计（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ邋ａｉｄｅｄ邋ｔｏｌｅｒａｎｃｉｎｇ

公差设计,内容,公差,公差综合

（公差验证）是一个已知零件公差，根据具体的装配条件，计算装配件累积公差的过程。逡逑公差综合（公差分配）是一个已知产品装配公差值，按照一定的准则分配到各个零件公逡逑差的过程。如图１．１所示，公差分析和公差综合作为产品公差设计的正反两个方面，在逡逑产品设计、生产全过程中相互耦合，并非完全独立。公差设计是现代产品设计和生产中逡逑尺寸管理的核心部分，在整个产品生命周期内，作用越来越显著。公差作为产品结构的逡逑一个重要参数，直接关系到产品的功能实现、运行可靠性和整体质量，公差分析与设计逡逑贯穿于产品的设计、生产、装配全过程，是现代机械产品设计的一个必要阶段。完整产逡逑品的公差设计为并行工程，贯穿于产品开发的整个过程。逡逑功能要求逡逑逦装配要求逦逡逑过程能力Ｃｐ逡逑—？邋＋邋＋邋丨逦逦逦１—逦Ｉ逦１邋—致邋／邋合格邋｜邋－邋——逦逦逡逑设计邋逦？制造邋逦？］邋检测逦装配邋逦？邋测试逡逑Ｉ邋■逦７１逦１逦］；逡逑公差逦Ｉ逦一激合格逦｜逡逑？逦＾息流逡逑？物质流（零件／部件／组件）逡逑图１．】公差在产品生命周期内的作用ｗ逡逑图１．２所示为公差设计的基本分类。公差设计包括公差分析和公差综合，同时又可逡逑以依据不同的分类方法对其进行划分。按照分析手段不同，可以分为常规手段和计算机逡逑辅助公差设计（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ邋ａｉｄｅｄ邋ｔｏｌｅｒａｎｃｉｎｇ
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ05

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