[发明专利]一种面向装配的矩形平面形状误差评价参数确定方法

摘要

本发明涉及一种面向装配的矩形平面形状误差评价参数确定方法，属于误差评价领域。首先以非高斯平面模拟方法生成切削加工表面，以小波滤波获得形状误差表面，并提取表面形状误差分布的表征参数；把形状误差表面通过接触算法模拟装配，并计算装配后的第二个零件的空间方位变化的装配精度，通过相关分析确定表面表征参数和装配后零件装配精度的关系，从而确定形状误差评价参数，实现表面分布表征参数与装配精度关系的定量描述。即获得对装配精度有重要影响的平面特征参数，为提高配合平面的加工质量，优化装配工艺从而提高装配精度提供科学依据。

主权项

1.一种面向装配的矩形平面形状误差评价参数确定方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、零件表面的形状误差通过下述方法来获得：以非高斯平面模拟方法生成切削加工表面，之后小波滤波获得形状误差表面；利用正交试验设计方法，通过正交表安排多个影响因素，由此获取多组形状误差表面；步骤二、提取步骤一得到的形状误差表面形状误差分布的表征参数；步骤三、将步骤一得到的形状误差表面均与理想表面进行模拟装配；(1)搜索最高点，作为第一接触点；(2)把第一接触点和矩形四个顶点相连形成四个三角平面；(3)计算矩形平面在每个三角平面投影范围内的点与第一接触点的连线到相应三角平面的夹角，取相应三角平面投影范围内点与第一接触点的连线到三角平面的夹角最小的点，作为第二接触点，即绕最高点向四个方向旋转，最先接触到的点为夹角最小的点；四个三角平面即可得到四个第二接触点；(4)把一个三角平面绕最高点转到第二接触点，形成中间面；(5)以最高点与第二接触点的连线为轴，旋转寻找第三接触点；搜索矩形平面上的第三接触点，作过第三接触点和由最高点和第二接触点的连线的垂直线；计算第三接触点垂直线和由中间面的夹角，夹角最小所对应的点为第三接触点，同样四个三角面即可找到四个第三接触点；(6)连接第一接触点、第二接触点和第三接触点得到四个接触面的方程；(7)考虑装配力作用线与接触点的位置关系，即，被装配零件重心与接触点的位置关系和平面上所有点的值zi与理想平面上点z的位置关系；从而从四个接触面方程中筛选一个最优；被装配零件重心与接触点的位置关系应满足被装配零件重心在三个接触点中间；平面上所有点的值zi与理想平面上点z的位置关系应满足所有z值均小于zi，见公式3，则说明此时的三个接触点为一组可能接触点；由约束条件确定三个接触点；得到的三个接触点为P(x1,y1,z1),Q(x2,y2,z2),R(x3,y3,z3)则方程为：即：Ax+By+Cz+D＝0，A,B,C,D为方程系数，由此获得；其中，x,y为空间中任一点在三坐标系中x轴与y轴的坐标值；xi,、yi,和zi为空间任意一点的坐标，i表示第i个点，i取自然数，即为任意一点；步骤四、计算装配后被装配零件的空间方位变化的装配精度；装配精度表征为装配后被装配零件平面相对于基准零件平面的空间位置，装配精度以装配后零件空间的六个自由度来衡量：Γ＝[dx,dy,dz,δx,δy,δz]                  (1)其中dx,dy,dz为X,Y,Z三个方向的偏移；δx,δy,δz为绕三个轴的旋转量；步骤五、通过相关分析确定步骤二的表征参数和步骤四的装配精度的关系，从而确定形状误差评价参数，实现表面分布表征参数与装配精度关系的定量描；步骤五所述的相关分析方法为：(1)相关分析试验过程通过正交试验改变输入参数，得到多组表征参数和装配精度的数据；对数据进行相关性分析；通过比较各系数获取相关系数中的高度相关作为评价参数；(2)表征参数与精度的相关性分析基于计算获得的表征参数与装配精度的各分量建立各分量与表征参数的相关性分析公式，相关分析计算公式为其中V表示为表示表征参数，v1,v2,…,vi为1到i个表征参数，vi表示第i个表征参数，i取不为0的自然数；l为表征参数个数，Γ表示装配精度；通过分析比较各系数中的高度相关作为评价参数，即式中S为对应的评价参数，i、j、k、m、n、p为各分量对应评价参数的个数；通过改变输入的一组参数，生成具有一定平面形貌的粗糙平面会变化，由重构后的平面提取的参数也就相应改变，因此可以得到任意组数据；对数据进行相关性分析；从表征参数中根据相关分析，相关系数的大小反应了变量之间相关程度，通过比较各系数获取相关系数中的高度相关，|ρ|》0.6，作为评价参数；ρ，ρi表示表征参数与装配精度各分量的相关系数。