[發(fā)明專利]一種孔系形位誤差修正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110229244.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN112917241B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮平法;孫震;曾龍;劉飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院
• 主分類號(hào): B23Q15/00
• 分類號(hào): B23Q15/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明公開一種孔系形位誤差修正方法：對(duì)孔系進(jìn)行形位精度分析，構(gòu)造孔系形位精度拓?fù)潢P(guān)系；根據(jù)該拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)造孔系優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及精度約束條件，建立孔系加工誤差補(bǔ)償模型；依據(jù)相應(yīng)的孔系加工標(biāo)準(zhǔn)，將孔系零件毛坯在機(jī)床上完成粗加工及半精加工，完成后留有余量；對(duì)半精加工后的孔系進(jìn)行切削加工、形位精度檢測(cè)、誤差修正計(jì)算和補(bǔ)償加工；誤差修正計(jì)算是對(duì)形位精度檢測(cè)顯示不符合加工精度要求的孔系，依據(jù)孔系加工誤差補(bǔ)償模型，采用誤差修正算法對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行修正，誤差修正算法的輸入為不符合加工精度要求的孔系的形位表達(dá)，輸出為對(duì)應(yīng)的期望形位表達(dá)，孔的輸入與輸出之間的差值為該孔需要修正的量；根據(jù)需要修正的量進(jìn)行補(bǔ)償加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械加工和計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種孔系形位誤差修正方法。

背景技術(shù)

零件的加工精度和加工效率受到越來(lái)越多的重視，然而通常情況下，加工精度越高的零件通常意味著需要更多的成本投入，成本的投入不僅僅在于人力物力的投入，也包括時(shí)間的成本，兼顧精度與效率的生產(chǎn)一直是制造業(yè)的追求。箱體零件孔的加工特別是具有復(fù)雜孔系的箱體零件如變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)等類型的零件的孔的加工是加工中的重要工作內(nèi)容。

目前對(duì)于孔的加工通常是將零件固定在數(shù)控機(jī)床上，通過鏜或銑等孔的加工方法對(duì)孔進(jìn)行加工，對(duì)于加工后的零件，在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上進(jìn)行檢測(cè)，若孔的形位精度不滿足要求，則在數(shù)控機(jī)床上繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)償加工或者報(bào)廢該零件。補(bǔ)償加工中通常對(duì)機(jī)床操作人員的經(jīng)驗(yàn)要求很高，且補(bǔ)償結(jié)果不一定理想。當(dāng)零件的結(jié)構(gòu)特征中有多個(gè)關(guān)聯(lián)的形位精度要求時(shí)，依托經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)償變得不可實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的基于算法的孔加工補(bǔ)償方法的目的通常是為了使孔的加工實(shí)際參數(shù)(如孔軸線、孔直徑等)與孔的理論參數(shù)更相近。然而對(duì)于多孔零件，對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行修正需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算以及較長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間。事實(shí)上，在很多情況下，并不是所有的孔都需要修正才能滿足精度要求，但若只修正形位精度間存在超差的特征的形狀位置，可能會(huì)導(dǎo)致其與其它關(guān)聯(lián)特征的形位精度超差。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提出一種能夠減少需要修正的孔數(shù)量且能夠同時(shí)兼顧復(fù)雜形位精度約束關(guān)系的孔系形位誤差修正方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的復(fù)雜形位精度約束的孔系零件難于修正誤差的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種孔系形位誤差修正方法，包括以下步驟：S1、對(duì)孔系進(jìn)行形位精度分析，構(gòu)造孔與孔之間以及孔與其它特征結(jié)構(gòu)之間的形位精度拓?fù)潢P(guān)系；其中，所述其它特征結(jié)構(gòu)是與孔有形位關(guān)系的特征結(jié)構(gòu)；S2、根據(jù)所述形位精度拓?fù)潢P(guān)系，構(gòu)造孔系優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及精度約束條件，以建立孔系加工誤差補(bǔ)償模型；S3、前序加工階段：依據(jù)相應(yīng)的孔系加工標(biāo)準(zhǔn)，將孔系零件毛坯在機(jī)床上完成粗加工及半精加工，完成后留有余量；S4、精加工階段：對(duì)經(jīng)步驟S3加工后的孔系依次進(jìn)行切削加工、形位精度檢測(cè)、誤差修正計(jì)算和補(bǔ)償加工；其中，所述誤差修正計(jì)算是對(duì)形位精度檢測(cè)顯示不符合加工精度要求的孔系，依據(jù)所述孔系加工誤差補(bǔ)償模型，采用誤差修正算法對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行修正，其中，所述誤差修正算法的輸入為所述不符合加工精度要求的孔系的形位表達(dá)，輸出為對(duì)應(yīng)的期望形位表達(dá)，對(duì)應(yīng)的孔的輸入與輸出之間的差值即為該孔需要修正的量；最后根據(jù)需要修正的量進(jìn)行補(bǔ)償加工，完成修正。

更進(jìn)一步地，所述形位關(guān)系包括孔與其它特征結(jié)構(gòu)之間的垂直度或平行度。

更進(jìn)一步地，所述孔系加工誤差補(bǔ)償模型如下：

式(1)為孔系優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，式(2)至(6)為約束條件；