[发明专利]一种平面几何误差传递实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种平面几何误差传递实验装置及方法，能够简单有效和直观准确地验证几何误差传递模型。该装置包括基板、装配件A、装配件B和固定装置；基板是一中间设有圆形凹槽圆盘，所述凹槽边缘沿圆周方向设有凸台；装配件A和装配件B均是一中间设有圆形通孔的圆盘，圆盘两端面的中心处沿圆周方向设有一环形凸台，其中圆形凸台内环与所述基板的凹槽一致，圆形凸台内环直径大于圆盘的通孔半径，圆形凸台外环直径小于圆盘的半径，在圆盘圆周面沿轴向方向设有多个阵列分布的半圆槽，半圆槽位于圆盘的圆周与圆形凸台外环之间的环形面。

技术领域

本发明属于试验设备领域，具体涉及一种平面几何误差传递实验装置及方法。

背景技术

大量科研和生产实践表明，精密机械系统装配后的精度和性能都与零部件的制造特性密切相关，其中，零部件的制造特性主要包括尺寸误差、形状和位置误差、表面形貌特征和装配误差等。因而，常常出现如下现象：在各零部件的加工满足设计要求的情况下，装配后系统精度和性能达不到设计要求，造成成品率低。为解决这个问题，目前已经提出了针对零件加工误差和系统装配误差影响机理的理论，并建立面向装配的几何误差传递模型，然而模型的准确性和有效性对从系统制造的早期阶段预测最终产品的精度与性能至关重要，由于仿真手段并不能完全证明模型的准确性，所以模型的准确性和有效性必须要靠做相关实验来验证，然而，目前还没有一种简单直观的试验方法和装置来做验证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种平面几何误差传递实验装置及方法，能够简单有效和直观准确地验证几何误差传递模型。

实施本发明的具体方案包括：

一种平面几何误差传递实验装置，该装置包括基板、装配件A、装配件B、螺钉、螺母、球面垫圈和锥面垫圈；基板是一中间设有圆形凹槽圆盘，所述凹槽边缘沿圆周方向设有凸台，用于定位装配件；装配件A和装配件B均是一中间设有圆形通孔的圆盘，圆盘两端面的中心处沿圆周方向设有一环形凸台，其中环形凸台的内环与所述基板的凹槽形状一致，环形凸台内环半径大于圆盘的通孔半径，环形凸台外环半径小于圆盘的半径，在圆盘圆周面沿轴向方向设有多个阵列分布的半圆槽，半圆槽位于圆盘的圆周与环形凸台外环之间的环形面，用于装配件A和装配件B的定位；螺钉置在基板的凹槽内，并依次经过装配件A、装配件B、球面垫圈和锥面垫圈并与螺母固定连接；其中装配件A一端的环形凹槽与基板凸台的外周面紧密配合，球面垫圈5置于装配件B的环形凹槽内，球面垫圈和锥面垫圈紧密配合，用于平衡螺母的偏斜。

进一步地，装配件A和装配件B之间相邻的环形凸台面是一粗加工的面，装配件A和装配件B的其他环形凸台面是一精加工面。

一种平面几何误差传递实验方法，该方法具体步骤包括：

步骤一，对加工的装配件A和装配件B进行标记：

对基板的圆盘圆周面、装配件A和装配件B的一个半圆槽作标记，并将装配件A和装配件B半圆槽上的标记作为测量起点基准，将基板的圆盘圆周面上的标记作为装配基准；

步骤二，采用三坐标测量机分别对装配件A和装配件B的所有凸台端面进行接触式测量：

将装配件A或装配件B以其中心轴为水平方式装夹，装配件A或装配件B的接触式测量方式如下：建立装配件A或装配件B的直角坐标系，坐标系的一个轴指向步骤一的测量起点基准标记，以装配件A或装配件B的中心为圆心，以R+ΔR为半径形成的同心圆，在同心圆上均匀布置测量点作为测量轨迹，对两端面凸台按照测量轨迹在同一坐标下进行测量几何形貌并记录，其中，测量轨迹的最内圈和最外圈分别与凸台的边缘距离至少为2mm；

步骤三，装配中测量：