金属薄板件广泛应用于汽车、飞机等大型工业制造领域,薄板装配是现代装备制造领域的一个典型特征,装配工艺系统可靠性是保障装配质量和生产效率的重要因素。本文以薄板装配过程为研究对象,建立薄板装配工艺系统可靠性模型,提出基于可靠性的工艺参数优化设计方法,为薄板装配工艺系统可靠性评估及工艺参数优化提供了一种新的思路,主要研究内容如下:(1)进行薄板单工位装配工艺系统可靠性建模。阐述薄板装配工艺系统失效机理,分析定位偏差与零件装配偏差的关系,建立了零件装配偏差数字统计特征模型。分析定位销的磨损机理,推导定位销磨损模型,得出定位销累积磨损量的数字统计特征。然后分别讨论定位销失效、零件装配偏差与装配工艺系统可靠性的关系,建立综合考虑定位销公差、零件孔(槽)公差、夹具任意布局及定位销磨在内的薄板单工位装配工艺系统可靠性模型。最后以简单车身侧板为例,分析销孔(槽)公差、夹具布局和定位销磨损对工艺系统可靠性的影响。(2)开展薄板多工位装配工艺系统可靠性建模研究。探讨定位偏差与状态变量的关系,在偏差传递状态空间模型的基础上,得出零件装配偏差与状态变量的关系,建立多工位装配质量评估模型;然后分析零件装配偏差对定位销失效的影响,得到定位销失效率模型,继而建立了考虑定位销失效及装配质量的多工位装配工艺系统可靠性模型。最后,以某汽车车身侧围多工位装配为实例,分析三种不同条件下工艺系统的可靠度,并探讨了装配顺序对工艺系统可靠性的影响。(3)基于可靠性的车身侧围装配工艺参数优化设计。以车身侧围装配为研究对象,对其工艺系统可靠度进行单因素分析,讨论单一销孔(槽)尺寸公差变化对工艺系统可靠度的影响规律,得出影响车身侧围装配工艺系统可靠度的主要因素,运用回归正交组合方法,构建主要因素与车身侧围装配工艺系统可靠度的响应面模型。以定位销和零件孔(槽)的加工成本作为装配成本最小化为优化目标,以工艺系统可靠度为约束,建立基于可靠性的车身侧围装配工艺参数优化设计模型,得出优化解,保证工艺系统可靠度,降低车身侧围装配成本。