基于新一代GPS的表面粗糙度规范与评定技术研究

论文摘要

新一代GPS（Geometrical Product Specification and Verification）标准体系是适应经济全球化要求的,面向数字化设计、制造与检验的标准与计量信息系统。不确定度理论是新一代GPS标准体系的重要基础理论。新一代GPS通过不确定度的桥梁和纽带作用,把产品的设计、制造和评定集成一体。表面粗糙度是评定加工制品表面质量的重要指标,表面粗糙度的评定是否合理将直接影响产品的误收和误废。在新一代GPS标准体系及其不确定度理论的基础上,对产品表面粗糙度规范、制造和评定的一体化进行了研究,主要包括以下几个方面:第一,基于GB/T 131-1993中的表面粗糙度规范标准,改进了表面粗糙度的标注算法。针对AutoCAD中没有提供表面粗糙度标注符号,分析了国家标准GB/T131-1993对表面粗糙度符号、代号及其注法的规格,对参考文献[39]提出的算法进行改进和完善,利用ObjectARX语言实现了表面粗糙度符号的标注。第二,基于最小二乘的评定方法,提出了一种表面粗糙度Ry和Rz测量结果及其不确定度的计算方法。该方法依据表面粗糙度最小二乘检验的基本原理计算检验结果,根据ISO/TS 14253-2给出的不确定度传递公式计算检验结果的不确定度,并依据ISO14253-1给出的判定原则定量地判定产品是否合格。第三,基于高斯滤波的评定方法,提出了一种表面粗糙度Ra测量结果及其不确定度的计算方法。该方法根据高斯滤波的基本原理计算检验结果,根据信息熵与不确定度的关系计算检验结果的不确定度,并根据ISO14253-1给出的判定原则定量地判定产品是否合格。对基于信息熵原理的最小二乘法和高斯滤波法评定进行了比较。第四,在VC和MATLAB混合编程的基础上,开发了表面粗糙度评定模块。该模块利用产品表面粗糙度的测量数据计算检验结果及其不确定度,并根据ISO 14253-1给出的判定原则和规范模块中的规范数据定量地判定产品是否合格。通过以上四个方面的研究,基本实现了产品表面粗糙度规范、制造和评定的一体化,可为表面粗糙度的评定提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 新一代GPS 的形成和发展
• 1.3 表面粗糙度规范和评定的研究现状
• 1.3.1 表面粗糙度理论和标准的发展
• 1.3.2 表面粗糙度标准中的基本参数定义
• 1.3.3 表面粗糙度规范和评定中存在的问题
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第二章 AutoCAD 中表面粗糙度标注模块的实现
• 2.1 表面粗糙度符号的比例和尺寸
• 2.2 表面粗糙度的符号与参数注写
• 2.3 表面粗糙度符号的数学模型设计
• 2.4 表面粗糙度标注模块的算法及其实现
• 2.4.1 菜单和标注命令的设计
• 2.4.2 符号标注时轮廓表面的确定
• 2.4.3 符号标注时插入点和旋转角度的确定
• 2.4.4 符号的绘制和参数的注写
• 2.5 表面粗糙度标注菜单和程序的加载
• 2.5.1 表面粗糙度标注菜单的加载
• 2.5.2 表面粗糙度标注程序的加载
• 2.6 表面粗糙度标注示例
• 2.7 本章小结
• z 和 R_y 不确定度计算研究'>第三章 基于最小二乘法的R_z 和 R_y不确定度计算研究
• z和R_y 最小二乘检验的基本原理'>3.1 R_z和R_y最小二乘检验的基本原理
• y 最小二乘的检验结果及其不确定度的计算'>3.2 R_y最小二乘的检验结果及其不确定度的计算
• y 的定义'>3.2.1 R_y的定义
• y 最小二乘检验结果的计算'>3.2.2 R_y最小二乘检验结果的计算
• y 检验结果不确定度的计算'>3.2.3 R_y检验结果不确定度的计算
• z 最小二乘的检验结果及其不确定度的计算'>3.3 R_z最小二乘的检验结果及其不确定度的计算
• z 的定义'>3.3.1 R_z的定义
• z 最小二乘检验结果的计算'>3.3.2 R_z最小二乘检验结果的计算
• z 检验结果不确定度的计算'>3.3.3 R_z检验结果不确定度的计算
• 3.4 测量不确定度的判定原则
• z 计算实例分析'>3.5 R_z计算实例分析
• 3.6 本章小结
• a 不确定度计算研究'>第四章 基于信息熵原理的 R_a不确定度计算研究
• 4.1 高斯滤波
• 4.1.1 高斯滤波器的基本原理
• a 高斯滤波检验的操作步骤'>4.1.2 R_a高斯滤波检验的操作步骤
• 4.2 信息熵及其与测量不确定度的关系
• a 检验结果及其不确定度的计算'>4.3 R_a检验结果及其不确定度的计算
• a 检验结果的计算'>4.3.1 R_a检验结果的计算
• a 检验结果的不确定度计算'>4.3.2 R_a检验结果的不确定度计算
• 4.4 实验分析
• 4.4.1 高斯滤波法计算分析
• 4.4.2 最小二乘法计算分析
• 4.4.3 高斯滤波法和最小二乘法的结果对比
• 4.5 本章小结
• 第五章 表面粗糙度评定模块的实现
• 5.1 MATLAB 与VC 混合编程接口
• 5.1.1 MATLAB 与VC 混合编程接口简介
• 5.1.2 VC 与MATLAB 引擎应用程序
• 5.2 评定模块的实现
• 5.2.1 VC 环境的创建和配置
• z 计算模块的实现'>5.2.2 最小二乘R_z计算模块的实现
• a 计算模块的实现'>5.2.3 R_a计算模块的实现
• 5.2.4 AutoCAD 中评定模块的嵌入
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士期间的主要研究成果
• 附录：第四章实验数据