基于线激光的压缩机曲轴圆度和平面度测量

目前人工使用千分表测量空调压缩机曲轴圆度和平面度时存在易伤工件表面、效率低和不能精确评定等问题。针对上述问题,设计了一套基于线激光位移传感器的空调压缩机曲轴圆度和平面度非接触式测量系统。首先,通过测量标准量棒,提出一种系统误差的标定方法;其次,基于线激光采样数据,开发了一种曲轴横截面圆度测点的提取算法,并将系统误差用于测点补偿,实现曲轴圆度测量;接着根据曲轴平面测点间的斜率分离出轮廓线,通过均匀下采样方法获取精简点云数据并采用最小二乘法实现曲轴平面度测量;最后,基于上述方法开展了曲轴圆度和平面度的测量实验。实验结果表明:该测量系统的圆度测量精度<4μm,平面度测量精度<2μm,圆度重复度测量误差<0.8μm,平面度重复度测量误差<0.3μm,满足曲轴圆度和平面度快速准确的测量需求。

公差配合与测量技术在实际应用中几种特殊情况的分析与探讨

结合实际工作,用对比法和计算法,分析和探讨了公差配合与测量技术中,经常遇到的几种特殊情况在实际应用时,所采用的与常规不同的处理方法。可指导技术人员厘清标准和实际应用的不同之处,具有重要的应用价值和指导意义。

超声临界折射纵波定量评定合金钢近表层布氏硬度试验方法的研究

为了解决合金钢构件布氏硬度无损、在线、在役定量监/检测问题,构建并使用先进临界折射纵波参量试验装置,开展了超声临界折射纵波定量评定合金钢近表层布氏硬度的试验,测量超声临界折射纵波在合金钢标定试件上的传播特性参量,计算评定布氏硬度所需的检测参量,即声速及衰减系数。通过改变收、发探头前沿间距和标定试件的显微织构,观察上述变化对超声波传播特性参量的影响,遴选并评定合金钢标定试件布氏硬度敏感检测参量,建立了临界折射纵波定量评定45#钢标定试件近表层布氏硬度标定映射关系的数学模型,并验证其预测准确度。结果表明,试验所得的临界折射纵波检测参量对标定试件布氏硬度的敏感程度不同,声速与布氏硬度具有较强的关联性,且声速预测模型的测量误差为实际应用的10%,满足要求;而衰减系数不能作为评价合金钢近表层布氏硬度性能的检测参量。本研究为采用超声无损检测方法评定合金钢构件布氏硬度提供了一定的借鉴。

温度变化对孔、轴配合性质的影响

以设定的孔、轴配合为研究对象,在工作温度偏离标准设计温度20℃时,孔、轴的配合性质会发生变化。考虑原设计为间隙配合,随着温度的升高,配合性质逐渐变为过渡配合,严重时甚至变为过盈配合,直接影响工作性能,因此理论计算和有限元仿真都证明温度变化会影响孔、轴的配合性质。研究结果将为数控机床、加工中心的孔、轴配合以及热变形研究提供了依据。

多工序制造过程的几何偏差表示与变动传递建模

开发多工序制造过程的变动传递模型对于评估加工零件的尺寸和几何质量、监控其制造过程、诊断加工变动源以及实现工艺方案的评价和选择都具有重要意义。在分析零件加工过程中误差源及传递模式的基础上,利用微分运动矢量描述定位基准、夹具和加工操作引起的各种变动偏差,再通过对各种变动偏差源进行一系列坐标变换来实现变动在工序间积累和传递,建立关键产品特性与各种加工工艺参数之间的数学关系,实现对误差传递、误差积累和耦合的定量分析,从而建立起多工序制造过程的线性显式变动流模型。最后,通过一个算例验证了模型的有效性。

基于数据归一化原点矩约束最大熵原理的小样本数据测量不确定度评定

测量检验是生产制造的重要环节,测量不确定度是测量质量的重要评价指标,表征测量数据的分散程度。最大熵原理常用于测量不确定度评定,基于最大熵原理获得测量样本数据的概率密度函数,能够避免主观因素,反映数据客观的分布情况。小批量生产中获得的测量数据往往较少,在小样本数据下,基于原点矩约束最大熵原理求得的测量不确定度不够准确可靠。针对这一问题,提出基于数据归一化原点矩约束最大熵原理的小样本数据测量不确定度评定方法,并通过数值仿真和应用案例验证所提测量不确定度评定方法的有效性。

柔性件对接点焊装配偏差有限元分析

文章针对柔性件对接点焊产生的装配偏差问题,在完成“N-2-1”柔性定位的基础上,首先采用影响系数法对柔性件装配偏差进行建模,分析焊接时产生的装配偏差;其次,利用Ansys进行有限元仿真计算,研究焊点数量以及焊接热对装配偏差产生的影响;最后,以车身门框焊装为例进行了实例研究,该方法可适用于柔性件在考虑焊接热影响下多焊点装配偏差分析。

基于动态尺寸链的变速箱总成轴系装配精度研究

变速箱总成的装配是汽车生产的关键步骤之一,为了提高变速箱总成装配的精度,对其装配尺寸链进行研究与分析,介绍了动态尺寸链的原理,分析了影响动态尺寸链建立的因素,对变速箱总成轴系的原始尺寸链进行动态修正,建立轴系装配动态尺寸链,对具体的影响因素进行了计算,并建立了轴系测量动态尺寸链,将影响轴系装配的各个因素予以充分考虑,从理论上提高了变速箱总成轴系装配精度,为后续的仿真与试验提供了理论指导。

带有中心值的量值的公差表示

对于量值的公差,当上、下公差相同时,无歧义的表示方式,可以使用带有公差的中心值,例如:100 kPa±5 kPa或(100±5)kPa,50.2 mm±0.2 mm或(50.2±0.2)mm,1150℃±10℃或(1150±10)℃。但对于带有中心值的百分数的公差,唯一正确的表示形式是“(n±m)%”,例如“(80±5)%”,任何时候都不得写作80±5%,也不应写作80%±5%。

对GPS国家标准中配合公差定义的探讨

指出在GPS国家标准GB/T1800.1-2020和相关知识体系中对配合公差概念所下的定义存在未反映概念本质属性的问题。对孔和轴的配合情况进行深入分析,揭示出配合公差这一概念的本质属性,在此基础上对配合公差概念的定义重新表述,力求更深刻地反映配合公差概念的内涵。

零件设计中公差原则的应用分析

本文以公差原则中的独立原则、包容要求和最大实体要求为例,介绍相关的基本概念,分析各原则的特征、合格条件及适用范围,同时结合实际应用对其开展进一步说明,有助于在机械零件设计制造中更准确地运用公差原则,有效提高零件的设计质量,简化零件制造、检验、装配的过程,最大限度地提高劳动生产率及经济效益。

基于检测技术的公差配合误差识别与校正研究

随着制造业精度要求的提高,对公差配合的误差识别与校正技术的研究显得尤为重要。本文综述了基于检测技术的公差配合误差的定义、分类、检测技术、识别方法及校正技术。在误差的定义与分类中,详细界定了公差配合误差的概念,并按照其特性进行了系统的划分。检测技术分为传统检测技术,包括量具检测法和光学检测法,以及先进检测技术,如三维测量法、光学成像法和激光扫描法。误差识别方法则涉及统计分析的极差法和均值法,以及基于数学模型的误差拟合法和回归分析法。在校正技术方面,介绍了传统的磨削校正法和改进加工方法,以及新兴的自适应校正法和机器学习校正法。

基于小位移旋量法的锥面误差变动分析

该文基于小位移旋量法建立锥面误差变动模型并分析锥面素线误差变动情况;采用蒙特卡洛模拟法,求解锥面素线误差模型中各旋量参数的实际变动区间,并与理想变动区间对比;以响应面法为基础,拟合各误差分量实际变动区间与锥度、尺寸公差的函数关系,采用复相关系数检验该模型的建模精度。此基于小位移旋量法建立的锥面误差模型可为装配体的误差传递过程分析与公差优化提供理论基础。

新工科背景下互换性与技术测量课程教学改革策略研究

互换性与技术测量是机械类、近机类专业本科学生必修的一门专业基础课程,其主要学习如何读懂、标注以及检测零件的尺寸公差、尺寸偏差、几何公差、粗糙度等,课堂学习任务繁重。因此,如何提高课堂教育教学实效,提高学生整体能力,达成教学目标是该课程教学中需要解决的重要问题。基于此,文章从新工科教育背景入手,以“卓越工程师”教育理念为驱动,分析了互换性与技术测量课程教学中的问题,并提出了教学改革策略。

“互换性原理及技术测量”教学方法研究与探索

“互换性原理及技术测量”是工科机械类、近机械类各专业必修的重要技术基础课程,从几何量精度或误差的角度分析和研究零件与机构,是联系设计类课程和工艺类课程的纽带和桥梁。通过主要介绍“互换性原理及技术测量”课程的性质和任务,针对课程的内容和两“多”两“强”的特点,对教学方法进行了研究和探索。得出可从有主有次合理安排课程内容和学时、理论教学与实验教学有机融合、充分利用多媒体等先进教学手段、开展案例研究式教学、加强授课形式的互动性几方面改进教学方法,提高教学质量。

提高轮毂同轴度和垂直度的工艺研究

针对某型号轮毂同轴度和垂直度超差问题,对原加工工艺进行优化,分析影响同轴度和垂直度超差的主要因素。通过设计精车专用工装、合理选用精车刀具和优化工序等保证了轮毂同轴度和垂直度的加工精度,使产品合格率提升至96%,并提高了装夹找正效率,解决了困扰企业生产的技术难题,可为类似产品加工提供一定借鉴。

基于单片机的超声波测距仪设计开发

作为非接触式检测手段的重要技术,超声波测距已在传感器技术和自动化控制相结合的测距系统中发挥了关键的作用。为解决超声波测距测距精度和响应速度不理想、易受温度影响的问题,基于52单片机,采用软硬件并行研发的方式设计出一款多功能高精度超声波测距仪系统。系统由单片机模块、超声波模块、温湿度采集模块、液晶显示模块和声光报警模块等部分构成,使用C语言开发了液晶显示、超声波、温湿度检测和声光报警等模块子系统。利用STC89C52单片机驱动超声探头和温湿度传感器分别采集超声波往返时间和温湿度,并根据采集到的温度修正测距结果,提高了测距精度。所开发设备经温湿度检测功能、抗干扰能力、报警功能、测距及纠偏功能等试验,结果表明各功能满足设计需求,安全可靠、工作稳定,最远测量距离为500 cm,误差小于2 cm,满足短距离测距的要求。

基于规则和模型的几何量公差标注方法

几何量公差(GD&T)是产品设计制造过程中不可或缺的内容。它对产品制造过程、质量控制和功能保证具有重大影响。GD&T也是机械工程专业、制造工程专业和机电工程专业的核心课程;然而,GD&T教学是一个枯燥而又具有挑战性的过程。在学习GD&T时,目前国内教材还没有提出一套有效而系统性的规则可以遵循;工程图纸中也常出现不正确的GD&T标注。在本文中,作者介绍了一种基准模型,通过该模型与规则,GD&T实践不仅可以标准化、而且更准确、更简单。

基于Excel VBA的最小二乘法圆度误差评定

为了实现基于离散点数据的最小二乘法评定圆度误差,本文首先给出平面圆的测量模型及模型参数的迭代法求解公式,然后设定适当的初始解及迭代终止准则,最后以VBA编程语言、Excel自带的函数和公式,实现了迭代法求解最小二乘法拟合圆的圆度误差的软件算法。试验结果表明:在不借助于专业数学分析软件的前提下,以低廉的成本实现了圆度误差的自动评定,对实现其他几何误差的软件自动评价具有较好的借鉴作用。

基于维度分析的多维随机变量误差不确定度评定方法

为了探究《测量不确定度表示指南》(GUM)和蒙特卡洛法(MCM)对不同维数对评定结果的影响,以平面直线度(五维)、空间直线度(七维)、圆柱度(十维)随机变量输入为例做正态分布随机变量输入误差不确定度评定,并改变输入随机变量的分布类型,观察评定结果的变化。提出区间不重合率的概念,由MCM和GUM各自包含区间端点的绝对偏差之和与GUM包含区间端点值之差的比值来表示,描述MCM和GUM包含区间的一致程度。结果表明:当输入随机变量为正态分布时,平面直线度误差不确定度GUM、MCM和自适应MCM结果一致性较好,空间直线度和圆柱度误差不确定度GUM、MCM和自适应MCM的评定结果一致性较差,随着维数的增加,区间不重合率逐渐增加,一致性逐渐降低;当输入随机变量为均匀分布时,平面直线度、空间直线度和圆柱度误差不确定度GUM、MCM和自适应MCM的评定结果一致性差,且区间不重合率同样随着维数增加而增加,GUM评定结果可信度逐渐降低。