形状误差统计评定方法的理论与实验研究

论文摘要

在机械产品中,尤其是在有较高精度要求的机械产品中,其零件的形位误差是衡量其加工精度的重要指标,也是影响产品整体质量与性能的重要因素。而现行的形状公差标准和形状误差评定方法的理论基础是几何学,其核心体系是建立在几何学基础上的形状公差带。这种方法有一定的优点,但是也存在一定的问题,其主要问题主要表现在：以形状公差带为中心的形状公差仅用于限制形状误差变动的极值范围,而不反映其变动的特征及其概率分布情况。用统计的方法评定零件的形状误差更加能体现其测量点为随机变量的特点。东北大学的李纯甫老师曾对零件的统计尺寸公差及统计尺寸误差评定方法进行过深入的研究,华中科技大学的李柱老师也曾在统计圆度评定方面做了一定的研究,本文正是在这些已有的基础上对统计形状公差及形状误差的统计评定方法进行了理论及实验研究,其具体内容包括：（1）利用PMAC卡、安川伺服电机和Micro-M150精密直线运动平台搭建了简单的开放式数控实验平台,对控制系统的伺服环PID参数进行了详细设定,使系统的控制精度和系统稳定性满足测量实验的精度要求。并通过东北大学机械厂加工了一批实验所用的测试样件。（2）在原有数学模型的基础上,分别提出了关于直线度、平面度、圆度、圆柱度的统计评定参数,并进行了数学建模。（3）在现有的条件下分别进行了直线度、平面度、圆度、圆柱度的实际测量实验,并根据实验测量数据进行了直线度、平面度、圆度、圆柱度的形状误差仿真。（4）对测量数据进行了正态分布拟合测试,在随机变量分布问题上得出了定的结论。（5）用现有的形状误差计算方法计算出了实验中所测样件的直线度、平面度、圆度、圆柱度,而且还利用测量数据对所测样件进行了统计评定计算并将用现有方法计算的直线度、平面度、圆度、圆柱度值和统计评定参数数值进行了比较分析,并得出了一定的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.2 统计公差的概况
• 1.2.1 尺寸公差与统计尺寸公差
• 1.2.2 统计公差和统计误差评定技术的国内外发展状况
• 1.3 课题的主要任务
• 1.3.1 理论工作部分
• 1.3.2 实验工作部分
• 第2章 数控工作台的搭建及样件准备
• 2.1 数控实验系统的组成
• 2.1.1 运动控制部分
• 2.1.2 电机及其驱动器
• 2.1.3 机械传动部分
• 2.1.4 监测与反馈装置
• 2.2 实验系统的组装与调试
• 2.2.1 电机及驱动器的连线
• 2.2.2 电机驱动器CN1接口与附件板ACC-8P的连接
• 2.2.3 电机的试运行与运转状态检查
• 2.3 PMAC控制器的参数调节
• 2.3.1 PID伺服环的工作原理
• 2.3.2 PID参数的设定
• 2.4 实验样件准备
• 2.5 本章小结
• 第3章 直线度误差统计评定方法的研究
• 3.1 概述
• 3.2 直线度误差的评定基准
• 3.2.1 直线度误差的最小二乘评定法数学模型
• 3.2.2 直线度误差统计评定方法的评定参数
• 3.3 实验及实验结果分析
• 3.3.1 实验设备
• 3.3.2 实验方法
• 3.3.3 实验过程
• 3.3.4 实验数据的处理及结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 平面度误差统计评定方法的研究
• 4.1 概述
• 4.2 数学模型的建立
• 4.2.1 平面度误差的最小二乘法评定法数学模型
• 4.2.2 平面度误差统计评定方法的评定参数
• 4.3 实验及实验结果分析
• 4.3.1 实验设备
• 4.3.2 实验方法
• 4.3.3 实验过程
• 4.3.4 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 圆度误差统计评定方法的研究
• 5.1 概述
• 5.2 数学模型的建立
• 5.2.1 最小二乘圆法的数学模型的建立
• 5.2.2 对于统计圆度公差的几点考虑
• 5.2.3 圆度误差统计评定方法的评定参数
• 5.3 实验及实验结果分析
• 5.3.1 实验设备
• 5.3.2 实验方法
• 5.3.3 实验过程
• 5.3.4 实验结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 圆柱度误差统计评定方法的研究
• 6.1 概述
• 6.2 数学模型的建立
• 6.2.1 圆柱度误差的最小二乘评定法数学模型
• 6.2.2 圆柱度误差统计评定方法的评定参数
• 6.3 实验及实验结果分析
• 6.3.1 实验设备
• 6.3.2 实验方法
• 6.3.3 实验过程
• 6.3.4 实验结果分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 建议与展望
• 参考文献
• 致谢