大直径孔轴线快速测量方法

针对航空制造现场的大直径孔轴线测量难题,提出一种基于光电检测技术和准直激光的孔轴线测量方法。首先,使测头在被测孔内稳定支撑,以单模光纤激光器发出的准直光束作为测量基准,测头前端的PSD传感器测量准直激光光斑坐标,以确定测头相对位置,同时,通过倾角传感器数据修正装夹姿态误差;然后,以激光测距传感器在电机驱动下旋转并测量孔轮廓点的距离,结合电机内部角度编码器的数据,计算出被测孔在当前截面上的中心坐标,移动测头依次测量多个截面;最后,根据所有截面的中心,评定出被测孔的轴线。实验结果表明,本系统轴线测量重复性误差小于0.01 mm,满足一般大直径孔轴线测量要求。

隔离架组合用快速精确定位装置的研制

隔离架生产中采用大型机床整体机加工,存在精度低、效率低、生产成本高的问题。对此,在分析隔离架结构的基础上,研制了一种隔离架组合用快速精确定位装置。分析了两种设计方案,并确定了最终方案。介绍了定位装置工作原理,给出了实施步骤,并分析了应用效果。

蜗杆砂轮位置变化对展成磨齿齿面偏差的影响

圆柱齿轮展成磨齿过程中,不同的蜗杆砂轮位置误差对齿面磨削精度的影响不同。应用双参数包络理论建立了蜗杆砂轮展成磨削的数学模型,分析了齿面的啮合迹线分布规律。通过含蜗杆砂轮位置误差的齿面偏差计算模型计算齿轮的端面廓形误差。通过对比分析得到齿廓偏差、齿厚偏差与砂轮位置变化规律,为分析展成磨齿误差来源和提高蜗杆砂轮展成磨齿精度提供了理论依据。

车床尾座同轴度误差快速高精度测量方法研究

针对现场环境下的车床尾座孔与主轴之间的同轴度误差检测与调整问题,提出了一种基于激光准直和光电检测的同轴度误差快速高精度测量方法,并设计了以位置敏感探测器(PSD)和准直光束为核心的测量系统。通过分别驱动激光准直模块和光电测头旋转,PSD采集准直光束的轨迹信息,使用基于RANSAC的椭圆拟合改进算法,拟合轨迹中心点坐标。驱动尾座套筒沿轴向移动,测得多个截面的中心点,从而拟合轴线。最后,依据同轴度误差评定的最小包容区域准则,计算同轴度误差。在同一位置进行同轴度测量实验,测量系统的不确定度优于0.0032 mm,重复测量误差小于0.01 mm,满足车床尾座调整的同轴度测量要求。

基于点云数据的曲面法矢检测方法

针对航空制造现场自动制孔存在的法向修正错误问题,提出一种基于点云数据的曲面法矢检测方法。通过激光旋转扫描获取曲面上圆周点云数据,利用平面拟合来获得曲面法矢;利用抛物柱面模型与球面模型进行仿真测试与误差分析。实验结果表明:曲面法矢检测误差随曲面曲率半径的增大而减小;对于飞机蒙皮等曲率半径较大的零件,本方法的制孔法向精度优于0.5°。

薄壁零件高精度孔珩磨质量攻关

对于船用柴油机薄壁零件大端面上的孔而言,精度要求高,加工难度大,特别是位于中部的Φ26mm孔与大端面的垂直度精度要求,珩磨后难以保证。针对这一问题,开展了薄壁零件高精度孔珩磨质量攻关。基于人、机、法三方面,对问题的影响因素进行分析,并提出对策。通过增加两块辅助铜垫工装,有效、稳定地保证了珩磨后Φ26mm孔与大端面的垂直度精度。

粒子群优化算法及其在圆柱度误差评定中的应用

提出了将粒子群优化算法用于圆柱度误差评定的设想。对算法的基本原理和实现步骤做了具体阐述,给出了圆柱度误差评定的基本问题,及其优化目标函数及算法的适应度函数和编码方式,对算法进行了可行性和准确性验算。计算结果表明,该方法对于圆柱度误差评定这类具有复杂目标函数和较多参数的非线性优化问题有很好的计算性能,优于最小二乘法;与遗传算法和其它满足最小区域条件计算方法相比,计算精度略优于前者或者与前者相当,能够获得精度较高的结果,而突出优点是简单,易于实现而且计算效率较高。

精密主轴回转误差测试的偏心分析

对精密主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,提出了合适的偏心消除方法,设计了螺钉调整和敲击调整两种偏心调整装置,实验证明敲击调整方案更具操作性和实用性,可使偏心稳定调整到0.5μm以下,对提高精密主轴回转误差的测试精度具有一定意义。

数控齿轮分度机构传动链的误差分析

通过深入分析齿轮加工误差的来源和齿轮误差对传动性能的影响,得出了齿轮副的切向综合误差是评定运动误差的主要标准。提出了采取补偿齿轮副的切向综合误差的办法来提高齿轮分度机构的分度精度,为齿轮分度机构传动误差的降低和改善提出了新的思路。

任意方位面对面倾斜度误差的测量与评定

用三坐标测量机对空间任意方位被测零件进行测量,并建立了面对面倾斜度误差最小条件评定的数学模型,运用有效集法快速、简便地求得最优解。把面对面平行度误差和面对面垂直度误差作为面对面倾斜度误差的特殊情况来考虑,只需令数学模型中被测平面与基准平面的理论正确夹角等于0°或者90°,便可用来评定面对面平行度误差和垂直度误差,为坐标测量机上实现最小条件法评定面对面位置误差提供了一个有效方法。

同轴度的测量与校准

通过对同轴度测量中的误差分析,介绍了运用轴向、径向双表组合测量法与双径向表组合测量法进行同轴度的测量与校准,提高了同轴度测量与校准的精度,另外,还对影响同轴度校准的因素进行简要的分析。

角度误差对空气轴承径向回转误差测量的影响规律研究

在超精密空气轴承径向回转误差测量中,测量系统中带入的角度误差不能忽略。为此,详细分析了反向法下角度误差对测量结果的影响规律,并对测量系统制造、装配和数据采集过程进行了控制,在此基础上完成了径向回转误差测量实验。结果表明:通过对角度误差源的有效控制,所构建的测量系统能够很好地完成100 nm以内量级径向回转误差的测量,测量结果的一致性较好,所分离出标准球圆度误差与标称值吻合。

给定行程、极位夹角解析设计偏置曲柄滑块机构

通过分析曲柄滑块机构处于极限位置其结构尺寸和角度所存在的事实关系,建立方程式;并通过分析曲柄滑块机构图解原理图,推导出曲柄、连杆、偏距在给定行程、极位夹角条件下其取值范围。设计中在相应取值范围内确定曲柄、连杆、偏距中的某一结构尺寸,即可代入所推导的设计计算公式进行结构尺寸解析设计计算,设计过程简捷明了。

纳米精度MEMS平面运动测量技术

为实现MEMS谐振器在周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数的纳米精度测量,提出了一种基于块匹配的最优根值亚像素运动估计测量方法.该方法在双线性插值细分技术基础上,将物体亚像素位移的定位转换为求解方程的最优根值的方式,通过最小均方差法获得物体运动位移的纳米级分辨力测量结果.该算法避免了传统算法中由于迭代所引起的大量运算.利用该算法对MEMS器件的运动历程做分析,得到特定驱动频率下MEMS器件的幅度-相位曲线.实验结果表明,采用该方法得到的平面位移测量分辨力为5 nm.

铣削加工法向圆弧锥齿轮的干涉研究

法向圆弧锥齿轮是基于Bertrand共轭原理发展起来的一种新型传动形式,研究内容旨在对该种齿轮的加工进一步完善;以曲率轴为手段研究了该种齿轮采用盘状环面铣刀和指状环面铣刀加工时的干涉问题,通过分析刀具轴线的位置和刀具半径的影响,给出了不发生曲率干涉时应满足的条件;研究结果表明,采用指状环面铣刀加工时一定不会发生曲率干涉,盘铣刀加工时不发生干涉的条件与刀盘直径的最大值有关;研究结果对完善该齿轮的加工工艺具有重要意义.

机械加工过程中网孔大薄板平面度工艺控制研究

分析了网孔大薄板在机械加工过程中的受力和各种变形，提出了控制加工平面度的分区均衡对称减刚度工艺原则，并在实践中得到验证．

三棱等距柱面柱度误差评测方法及模型

针对等距柱面没有统一和成熟评判标准的情况,根据等距型面方程推导出了等距柱面的参数方程。提出了等距柱面柱度误差评测方法,建立了相应的数学模型,并通过工程实例进行了验证。实际评测结果表明,本文所提出的两种方法和模型均可以对等距柱面的柱度进行误差评测。这些工作的完成为等距柱面的实际应用推广做好铺垫,具有一定工程实用价值。

基于PC机数学处理与二维零件加工精度的自动检测方式

利用电容传感器原理,采用RC电路为基体组建的测量电路,通过采样电路将机械加工零件的二维空间内误差转换成相应的电信号,由数控系统读取RC电路中的电压值获取二维空间内测量点的误差。应用数学建模方式,将测量误差通过PC机进行数学处理,输出机械加工零件二维空间内的平面度误差,这样就实现了自动检测机械加工过程中的平面度误差方法。

利用计算机计算直线度误差的一种新方法

一、引言本文提出用计算机处理直线度误差测量数据的一种新方法。该方法不同于目前流行的最优化方法,它是以直线度误差最小条件判别准则为依据,迅速而准确地寻求符合最小条件的特征点,不仅能获得理论上的直线误差精确值,而且程序简单、运算速度快。

应用自适应混沌差分进化算法评定圆柱度误差

根据评定误差的最小包容区域准则,应用坐标变换法建立评定圆柱度误差的4变量无约束优化模型。由于差分进化(Differential evolution,DE)算法具有概念简单和收敛速度快的优点,文中利用一种改进DE算法——自适应混沌DE(Adaptive chaotic DE,ACDE)算法求解评定圆柱度误差的无约束优化问题。通过2个基准函数优化问题的对比测试,验证改进算法的有效性。最后,给出2个圆柱度误差评定实例。结果表明,ACDE算法的计算效率优于遗传算法和蜂群优化算法,可靠性和稳健性优于6种对比智能算法。误差评定模型和求解方法适用于形位误差测量仪器及三坐标测量机。