计入加工误差的无返回力矩钟表机构虚拟试验系统

　　引信虚拟试验技术[ 1, 2]在不降低可靠性和安全性的条件下, 能够降低研发成本、缩短研发周期、提高产品质量, 对国家的军事和经济都有重大意义。

　　传统引信虚拟样机以设计尺寸进行样机的建立, 然而用这种数据建立的虚拟样机进行虚拟试验, 得出的结论与实际情况存在偏差, 并不能准确反映引信产品的实际性能。因为在引信零件制造和装配过程中, 零件的制造尺寸和装配尺寸不可避免的存在公差散布[ 3]。在对引信零部件进行虚拟试验时, 必需考虑到这种随机性误差对系统可靠性的影响。

　　根据对大量实际生产的引信产品进行测量并结合统计学的知识, 这种加工和装配误差的尺寸大小符合公差带内特定的分布规律, 因而在数值仿真时需要根据零件实际加工尺寸所服从的分布规律得到一批符合实际情况的零件尺寸数据。使用这些数据建立虚拟样机进行虚拟试验更能准确反映引信实际工作性能。

　　以引信无返回力矩钟表机构为研究对象, 设计了计入加工误差的无返回力矩钟表机构虚拟试验系统, 解决了虚拟样机建立和装配的问题, 缩短了产品研发周期。

　　1 计入加工误差的无返回力矩钟表机构虚拟试验系统总体设计

　　引信无返回力矩钟表机构广泛应用于导弹、火箭弹和中大口径榴弹引信安全系统中, 它利用钟表机构走动一定时间或距离后, 释放被保险零件来实现引信延期解除保险的功能。机构主要包括: 擒纵轮、过轮、G摆卡子、回转体、Z齿弧、下夹板、上甲板等, 如图1所示。其基本原理: 弹药发射后后坐销受力向下移动, 离心爪克服弹簧抗力飞开, 回转体开始朝着雷管和导爆药对正的方向转动。固连在回转体上的Z齿弧成为主动轮开始转动, 并驱动齿轮部件转动, 齿轮部件驱动擒纵轮部件转动, 擒纵轮由于受到G 摆卡子的啮合限制, 从而导致回转体只能缓慢转动。

　　计入加工误差的无返回力矩钟表机构虚拟试验系统利用数据库系统对原始数据进行添加, 删除, 修改等操作。根据尺寸的分布规律, 使用VB. NET编程生成大小在公差带内符合分布规律的尺寸数据。将所有数据保存在底层数据库中。利用UG 的二次开发技术, 调用底层数据库中的加工尺寸数据, 对零件参数化建模并且实现零件的虚拟装配。计入加工误差的无返回力矩钟表机构虚拟试验系统流程图如图2所示。

　　2 无返回力矩钟表机构数据库系统建立

　　计入加工误差的引信虚拟试验系统不但要对大量的产品尺寸数据进行管理, 还要根据引信零件尺寸分布规律生成能反映实际情况的尺寸数据, 因此建立无返回力矩钟表机构数据库系统, 为零件模型建立提供重要数据支撑。