[发明专利]一种基于公差参数化的工件定位误差分析与调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体地说是，一种基于公差参数化的工件定位误差分析与调整方法。

背景技术

在机械加工中，工件定位基准误差和夹具误差导致工件位置产生误差，是影响工件加工质量的重要因素。量化工件定位误差，并根据分析结果制定工件定位误差的调整方案，对避免可能出现的工件加工质量问题具有重要意义。

目前，国内外针对工件定位的研究侧重夹具的设计与优化，较少有能够满足不同夹具布局形式的工件定位误差方法。专利“一种高精度旋转定位工作台”(申请号：201120500632.6)通过两气缸控制夹头松紧夹具的夹头松紧度和调节万向节高度以实现工作台的精确调整，以满足研磨作业中的高精度定位要求。专利“一种定位夹具”(申请号：201220203288.9)设计了一种具有较高定位精度，同时能保证工件定位稳定性的定位夹具。文献“Avariational method ofrobust fixture configuration design for3-D workpieces”(W.Cai，S.Hu，J.Yuan，《Journal of Manufacturing Science and Engineering》，1997，119(4A)∶593-602.)建立了定位销误差与工件定位误差之间的数学模型。文献“Locating error analysis and tolerance assignment for computer-aided fixture design”(RongY，Hu W，Kang Y，《International Journal of Production Research》，2001，39(15)：3529-3545.)针对3-2-1、孔-销和V型块3种夹具布局形式，分别给出了工件定位误差分析方法。从国内外研究现状来看，目前的围绕工件定位误差分析仍然存在不足：1)夹具布局形式具有多样性，而每一种夹具布局形式下的工件定位误差分析方法需要分别建立，通用性差；2)在工件定位误差调整或控制方面，依赖于夹具结构的调整，成本较高。本发明将夹具布局形式转化为6个定位点，提出一种基于公差参数化的工件定位误差分析与调整方法。所提方法根据工件定位误差调整工件和夹具的公差，以达到控制工件定位误差的目的，具有较高的计算精度和通用性。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于公差参数化的工件定位误差分析与调整方法。

技术方案

一种基于公差参数化的工件定位误差分析与调整方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：根据矩形平面的公差，计算矩形平面误差；根据圆柱面的公差，计算圆柱面误差；

步骤2：计算矩形平面与矩形平面贴合的定位点误差；计算圆柱面与圆柱面同轴的定位点误差；

步骤3：计算工件定位误差，步骤如下：

步骤(1)：分别在工件的主定位面、次定位面、第三定位面上分别选择3、2、1个定位点，将定位点记为L_i，其中i=1，2，…，6，L_i=[l_ix，l_iy，l_iz]^T；

步骤(2)：计算工件定位误差δu=-J^-1·Φ·w，其中：δu＝[δx_p，δy_p，δz_p，δα，δβ，δγ]^T表示工件定位误差，表示6个定位点的误差；J=[J₁，J₂，J₃，J₄，J₅，J₆]^T，J_i=[-n_ix，-n_iy，-n_iz，n_iyl_iz-n_izl_iy，n_izl_ix-n_ixl_iz，n_ixl_iy-n_iyl_ix]，其中n_ix、n_iy、n_iz分别为点L_i的法矢的x轴、y轴、z轴的坐标分量；