基于新一代几何产品技术规范的圆柱体直径的测量方法研究

对于圆柱体的直径尺寸，除了两点尺寸、实际尺寸以及局部实际尺寸外，国家标准还将规定计算尺寸（包括面积直径、周长直径和体积直径）与全局尺寸（包括最小二乘直径、最大内接直径和最小外接直径）。根据这些直径的特点，依据圆柱度截面测量法建立了相应的评定模型。     

采样点数对圆柱体计算尺寸评定结果的影响

针对在进行圆柱体计算尺寸评定时采样点数选取的问题，对基于折线和弧线表征的圆周轮廓的计算尺寸进行了研究，提出了一种基于折线和弧线的圆周轮廓表征方法，建立了其周长和面积评定模型，分析了采样点数对圆柱体计算尺寸的影响。首先，对圆柱体轮廓要素的提取进行了阐述，确定了圆柱体径向尺寸的系统误差，并提出了基于折线和弧线表征的圆周轮廓周长、面积和体积的计算方法，建立了圆周轮廓的周长直径、面积直径和体积直径的评定模型；然后，对不同采样点数时，基于折(或弧)线的圆周轮廓周长计算值与(椭)圆周长之差、折(或弧)线的圆周轮廓面积计算值，与(椭)圆面积之差分别进行了理论计算；最后，采用7种采样点数分别对试样的圆周轮廓进行了采样，基于所建立的计算尺寸评定模型，对试样的周长直径、面积直径和体积直径进行了评定；并依据理论计算和实验，研究了采样点数对圆柱体计算尺寸的影响。研究结果表明：采用折线表征圆周轮廓时，采样点数对其周长直径、体积直径的评定结果影响较大，对其面积直径的评定结果影响相对较小；采用弧线表征圆周轮廓时，采样点数对其周长直径、面积直径和体积直径的评定结果影响均非常小。     

基于海鸥算法的圆柱度误差评定方法

圆柱体零件的几何精度直接影响到机械设备的总体性能，而圆柱度误差是圆柱体零件的几何误差之一，对圆柱度误差进行精确测量和评估十分重要。针对最小区域圆柱度误差评定能否达到全局最优的问题，提出了一种基于新型元启发式海鸥算法(SOA)的圆柱度误差评定方法。首先，对圆柱体轮廓要素的提取进行了阐述，并建立了基于最小区域法的圆柱度误差评定模型；然后，介绍了海鸥优化算法中海鸥的位置更新原理、算法的优化准则和算法流程；最后，用Talyrond 585LT圆柱度仪提取了6个圆柱零件的轮廓数据，并进行了评定，通过对比不同种群数的优化结果，找到了最佳种群数，同时将其所得结果与采用遗传算法(GA)所得结果进行了对比。研究结果表明：种群数的选择对海鸥算法的优化结果影响较大，在种群数为30时能达到最优解，其精度比遗传算法高，其运行时间随着种群数的增加而增加。海鸥算法优化过程稳定，在评定最小区域圆柱度误差(MZC)方面有较好的适应性。     

几何变换在圆柱度评定优化算法中的研究

针对利用最小区域方法评定圆柱度时速度慢、算法复杂等问题,采用降维策略进行优化。在原有最小区域法几何模型的基础上利用最小二乘拟合轴线,建立了一种改进的圆柱度评定几何模型。通过对测量数据进行几何变换,将三维圆柱面转化为二维平面,根据最小条件原则将转换后的平面度误差,等效为原始测量数据的圆柱度误差值。经实验验证,在满足精度要求的前提下,圆柱度误差计算速度相较于现有最小区域法提升了约20%。实验结果表面,利用几何变换方法进行误差评定具有实用价值。     

并联机床拟合求差补偿方法研究

为提高交叉杆式Stewart型并联机床的加工精度,提出了一种基于误差拟合曲线对刀轨进行修正的补偿方法。在并联机床工作空间内不同高度位置上加工一系列不同直径的圆柱面,测量结果显示,所有圆柱面的投影轮廓均呈现为椭圆形状,且轮廓中心相对于理想圆心位置均沿近似一致的方向发生偏移从而处于第三象限内。针对实际加工中表现出的上述误差的一致性,提出拟合求差补偿方法。首先对加工获得的圆柱面进行离线采样测量,获得若干实际圆周轮廓点及其相对于理想轮廓点的误差;然后对上述采样点的误差进行拟合操作,获得完整轮廓的误差拟合曲线;最后基于该曲线对加工程序进行修正,从而提高加工精度。对阶梯圆柱面的补偿试验结果表明,该方法可有效降低圆柱面表现为椭圆柱面的程度,同时有效降低了圆柱面中心向第三象限的偏移程度,有效提高了并联机床的加工精度。     

孔組位置度誤差的評定

孔组轴线的位置误差是其实际位置对理想位置的最大距离的两倍。当在任意方向要求孔组轴线位置度时,其公差带形状是一个圆柱体。因此每个孔轴线实际位置都应各自在以其轴线理想位置为轴线,直径为公差φt的圆柱面的区域内,则认为孔组轴线位置度     

螺纹的三维建模

将带有螺纹的实体分解成螺纹和螺纹载体 (圆柱体 ) ,螺纹的表面由螺旋面或螺旋面和螺旋形圆柱面组成 ,用三维表面取代三维实体构造螺纹 ,利用AutoLISP程序绘制螺旋面或螺旋形圆柱面的导线 ,并用直纹曲面命令生成螺旋面和螺旋形圆柱面     

基于非理想圆柱表面的气静压轴刚度评价

采用Geomagic Studio软件创建基于轮廓要素测量的非理想圆柱表面模型,并将其导入UG12.0中创建气静压轴承仿真模型,采用Ansys Workbench软件对模型进行仿真。以10组转子和多孔质气静压轴承为实验对象,分别对基于非理想圆柱表面和基于全局尺寸气静压轴的承载力和刚度进行了仿真分析,并在模块化主轴性能试验台上进行了刚度测试。仿真和测试结果表明,对于三种全局尺寸,用最小二乘直径组合形成的气膜的承载力与非理想表面形成的气膜的承载力之差较小,非理想表面形成的气膜的刚度与测试结果的吻合度较高,因此基于非理想圆柱面的气膜建模方法较适用于气静压轴的刚度评价分析。     

谈最大实体要求和导柱的同轴度量规的设计

为了解释尺寸公差与形位公差的关系,GB/T 4249—1996《公差原则》规定了独立原则和相关要求。相关要求分为包容要求、最大实体要求和最小实体要求。包容要求和最大实体要求是产品设计和生产中常用的两种要求。下面谈谈对最大实体要求的理解和应用。 图1是导柱零件的略图。由图看出:φ16S7的轴线对φ11f8的轴线的同轴度公差为φ0.1 M,即φ16S7圆柱面的轴线在最大实体状态下必须位于直径为公差值φ0.1且与基准φ11f8的轴线同轴的圆柱面内,在最大实体状态下同轴度的公差带见图2。 图1 导柱零件略图 图2 被测要素在最大实体状态时同轴度…     

变形轴机械定心基准面位置的分析与计算

应用几何图形,分析了变形轴中心孔与其最大内接圆柱体的关系;建立数学模型,计算了变形轴打中心孔时机械定心基准面的最佳位置。计算结果表明:机械定心基准面的最佳位置与轴的长度成正比,与轴的直径和弯曲扰度无关,对所有圆柱轴具有通用性。计算结果为圆柱体加工中心孔实现机械化装夹,并从变形轴中切出最大内接圆柱体,提供了理论依据;对纠正圆柱轴弯曲变形,减少加工余量,提高生产效率和加工精度具有实用意义。     

虚拟仪器控件在圆柱体直径和形位误差测量中的应用

直径和形位误差是圆柱体零件的重要技术指标,通常用圆柱度仪或圆度仪测量并经数据处理后得到。在圆柱体直径和形位误差测量中需进行参数设置和图形显示,编程工作量较大。将虚拟仪器中的控件应用于用VB语言编制的程序,则可节省大量编程时间,使程序界面更美观,实现用鼠标拖动图像及从不同视角观察图像。本文根据所选虚拟仪器控件特点,介绍了CWUI3.0.1控件组在测量方法、评定参数设置以及CW3DGraph3.5控件在圆柱度误差评定结果显示中的应用。     

基于序列二次规划算法的圆柱度误差评定方法

圆柱的形状误差为研究对象,为提高圆柱体形状误差评定精度,增强其理论和工程应用价值,提出一种基于序列二次规划算法的圆柱度误差评定方法。定义了测量点到圆柱面的符号距离函数,建立了圆柱度误差评定的数学模型,应用最小二乘方法将圆柱进行粗定位,将拟合圆柱和测量点进行坐标变换简化了误差评定数学模型,运用运动几何学的知识和序列二次规划(SQP)算法解决了满足最小区域原则的圆柱度评定的优化问题。实验结果表明:提出的圆柱度的评定算法稳定性较好,效率和精度较高,所得到的误差值是有效的。     

基于高强圆柱烧结体的填充模型研究

基于高强圆柱烧结体,提出一种填充模型,借助AutoCAD和Matlab软件作为辅助工具,研究了排列方式及圆柱体与圆球颗粒的相对大小对孔隙率的影响,并绘出了圆柱体和圆球颗粒半径比R/r与孔隙率ε的关系曲线以及圆柱体高和圆球颗粒直径比H/2r与孔隙率ε'的关系曲线,结果发现当R/r和H/2r的值分别达到一定值时,孔隙率趋于稳定值。并由此给出了圆柱多孔介质试件的最小尺寸和推荐尺寸的计算方法。     

圆柱度仪测量圆柱体锥度及跳动的研究

利用在圆柱度仪上采用两截面和多截面测量法测得的数据,建立适用于圆柱体锥度评定的几种模型,并建立了圆柱体端面和径向跳动在圆柱度仪上测量与评定的模型。     

非理想圆柱面气静压轴回转精度分析

主轴回转精度是一项重要的精度指标,其影响因素多,作用规律复杂。采用Geomagic Studio软件创建基于轮廓测量的非理想圆柱表面模型,采用Fluent软件对模型进行仿真。以10组转子和多孔质气静压轴承为研究对象,基于Samcef软件建立气静压轴承-转子系统动力学模型进行仿真分析,获取轴心轨迹数据,通过Matlab编程实现了主轴回转中心轨迹的可视化,并在模块化主轴性能试验台上进行了回转精度测试。仿真和测试结果表明,全局尺寸组合形成的气静压轴的回转精度比非理想圆柱面气静压轴回转精度高。     

相交圆柱体表面展开的图算求解

本文论述了算图的设计和输出，采用“图算法”绘制相交圆柱体的表面展开图。导出了表征两圆柱轴线相交时交线普遍规律的解析关系式，并建立数学模型；编制了微型计算机计算和绘制算图的通用程序，用绘图仪输出算图。     

如何指示被测轮廓素线所在截面的位置(走向)--几何公差代号标注问答之二

上海纽荷兰农业机械有限公司顾琳问 :图 1所示发动机摇臂一端的圆柱面与气门杆顶平面接触 ,为保证两者线接触 ,要求控制摇臂圆柱面素线对摇臂轴座孔轴线的平行度。由于摇臂圆柱面轴线实际存在对座孔轴线的平行度误差 ,圆柱面素线所在圆柱的纵截面本身并不平行于座孔轴线 ,即素线的名义方向已不平行于座孔轴线。请问该如何标注上述素线对轴线平行度公差 ?又如何测量相应误差 ?图 1答 :所提问题涉及如何在图样上指示被测轮廓素线所在截面的位置。没有特别说明 ,被测轮廓面上素线所在截面取决于要素定义。确定图 2直线度、平行度的被测素线的步…     

电火花加工空间圆柱面的控制方法研究

基于圆柱面参数方程,建立了空间任意平面坐标系,得到空间任意圆柱面的参数方程,并且提供了一种复合式的螺旋线进给轨迹加工方法。通过实验研究,利用电火花电极以圆柱螺旋线轨迹运动得到了侧面与底面粗糙度相同的空间圆柱面。该加工方法缩短了加工的时间,并且提高了加工精度,为电火花加工空间圆柱面提供了一种有效的方法。     

基于最小单向Hausdorff距离的线轮廓度误差评定

为了高效率、高精度的评定平面线轮廓度误差,提出了一种基于平面曲线间最小单向Hausdorff距离的线轮廓度误差评定方法,给出了求解最小单向Hausdorff距离的数学规划模型及其线性化解算方法。该方法可以保证计算结果符合国家标准关于线轮廓度误差定义的最小条件。模型中涉及到的点到曲线最小距离,采用全局算法中的投影多面体方法计算。通过与已有文献中的算例结果进行对比,验证了所提方法的正确性和有效性。数值计算表明,所提方法符合线轮廓度误差评定的最小条件,且具有较高的评定精度。     

用螺纹切削循环功能实现外圆表面循环切削

有些数控车床只有螺纹切削循环功能而没有外圆柱面和外圆锥面的切削循环功能。要对外圆柱面或外圆锥面进行循环切削,就必须编制相应的循环程序,编程繁琐,程序冗长。由于外圆柱面和外圆锥面可以看成是螺距微小的螺纹面,因此利用螺纹切削循环功能,只要使其螺距参数适当的小,就可以加工出外圆柱面或外圆锥面。下面以ＣＫ0630数控车床为例,介绍螺纹切削循环功能的具体使用方法。例如,加工如图1所示的零件,零件毛坯为50ｍｍ的棒料。图1　零件示意图　　一、外圆柱面的循环切削在零件加工中,从50ｍｍ切至30ｍｍ,必须经多次走刀,如果采用循环…