[发明专利]一种公差优化分配方法

说明书

本发明公开了一种公差优化分配方法，包括如下步骤：(1)构建以总加工成本、总质量损失和总敏感性成本为目标函数，以加工能力和装配公差约束为约束条件的适应度函数，采用层次分析法确定目标函数之间的权重因子；(2)将装配信息导入适应度函数；(3)采用改进的蝙蝠算法对适应度函数进行求解并输出结果，其中改进的蝙蝠算法是将遗传算法的交叉算子和变异算子引入蝙蝠算法中而得的。

技术领域

本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种公差优化分配方法。

背景技术

随着机械制造工业的发展，产品创新性和经济性成为企业提升综合实力的关键。在产品的全生命周期过程中，设计是实现创新的主要阶段，公差是保证设计合理性和经济性的关键因素。以获得最低成本为目标的公差优化分配作为影响公差经济性的主要技术，目前研究集中在使加工成本和质量损失成本之和最小方面，也有涉及加工工序、环境稳健性等的并行设计研究，全面考虑保证产品抵抗公差变动影响能力的研究不多。公差优化分配属于多目标优化问题，但目前在解决该类问题的优化算法运用上较为传统，仍不完善。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是对于公差优化问题提供一种更具可行性和有效性的解决方案。

为实现上述目的，本发明提供了一种公差优化分配方法，包括如下步骤：

(4)构建以总加工成本、总质量损失和总敏感性成本为目标函数，以加工能力和装配公差约束为约束条件的适应度函数，采用层次分析法确定目标函数之间的权重因子；

(5)将装配信息导入适应度函数；

(6)采用改进的蝙蝠算法对适应度函数进行求解并输出结果，其中改进的蝙蝠算法是将遗传算法的交叉算子和变异算子引入蝙蝠算法中而得的。

进一步的，总加工成本的目标函数为：

式中n为产品中总的组成环公差数目；其中

式中，C(T_i)为加工成本，T_i为第i个组成环的公差值，a₀、a₁、a₂和a₃为与公差相关的已知参数，其中i＝1,2,3,…,n。

进一步地，总质量损失目标函数为：

式中n为产品中总的组成环公差数目，而

式中，T_i为第i个组成环的公差值，A指工厂生产的产品不合格时引起的损失，单位为元。

进一步地，总敏感性成本目标函数为：

式中n为产品中总的组成环公差数，k₁、k₂分别表示加工成本和质量损失成本对总公差敏感性成本函数的影响系数。

进一步地，加工能力的约束条件为：

T_min≤T_i≤T_max

式中，T_imin为第i个组成环加工能力最小的公差值；T_imax为第i个组成环加工能力最大的公差值。

进一步地，装配公差约束的约束条件为：

式中，Ti为第i个组成环公差，S_i为第i个尺寸公差的灵敏度系数，增环取1，减环取-1，Δy为装配功能要求值。