[發明專利]一種基于旋量模型的鍵槽特征公差建模方法及系統

有效

• 申請號: 202110396908.9
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113175904B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 陳琨;于慧;張嘉錕;戴宏瑋;杜欣霏;高建民;高智勇;李麗麗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B21/20;G01B21/24;G01B21/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于旋量模型的鍵槽特征公差建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在鍵槽名義中心平面特征上建立空間直角坐標系，建立對稱度公差下鍵槽中心平面特征的公差域邊界面方程；

S2、基于步驟S1建立的空間直角坐標系，根據平面特征的自由度構建鍵槽中心平面特征的旋量表達形式，根據步驟S1得到的公差域邊界面方程計算各旋量分量的獨立變動范圍，作為鍵槽中心平面特征公差模型的組成部分；

S3、根據步驟S1得到的公差域邊界面方程和步驟S2構建的旋量表達形式，基于微分變換原理計算中心平面特征的非零旋量分量之間的約束關系，與步驟S2計算的各旋量分量獨立變動范圍一起構成鍵槽中心平面特征的完整公差模型；

S4、將鍵槽兩工作平面視為一體，在鍵槽兩名義工作平面的對稱平面，即鍵槽的名義中心平面上建立空間直角坐標系，建立鍵槽寬尺寸公差下鍵槽兩工作平面特征的公差域邊界面方程；

S5、根據鍵槽寬尺寸公差大小確定鍵槽寬變動參數的范圍，根據步驟S4建立的公差域邊界面方程建立鍵槽寬變動量確定后兩工作平面整體變動的公差域邊界面方程，并將對應的公差域轉化為兩工作平面的對稱平面即為鍵槽中心平面的公差域；

S6、基于步驟S4建立的空間直角坐標系和步驟S5得到的鍵槽中心平面的公差域，根據步驟S2和步驟S3構建的鍵槽中心平面特征的公差模型構建兩工作平面整體變動的旋量模型，與步驟S5得到的鍵槽寬變動參數范圍一起構成鍵槽兩工作平面的完整公差模型；

S7、根據步驟S6得到的鍵槽兩工作平面特征的完整公差模型計算鍵槽單側工作平面特征的變動旋量，完成對鍵槽單側工作平面特征的公差建模。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1具體為：

S101、獲取鍵槽工作平面的尺寸，確定鍵槽中心平面的尺寸、形狀，在鍵槽名義中心平面的幾何中心建立三維坐標系{O}，兩坐標軸方向分別與鍵槽寬度方向、鍵槽深度方向一致，另一坐標軸方向與中心平面法線方向一致；

S102、獲取鍵槽對稱度公差，構建距離等于對稱度公差值的兩平面，基于步驟S101建立的坐標系，給出兩平面的方程作為公差域邊界面方程。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2具體為：

S201、使用旋量描述鍵槽中心平面在公差域中的變動，六個旋量分量分別為繞三個坐標軸的平動以及轉動，將表示繞中心平面法線方向轉動的旋量分量置為0，將表示沿鍵槽寬度、深度方向平動的旋量分量置為0，得到鍵槽中心平面特征的旋量表達形式；

S202、根據步驟S1得到的公差域邊界面方程，計算步驟S201得到的旋量表達形式中非零旋量分量的獨立變動范圍。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體為：

S301、基于步驟S1建立的空間直角坐標系計算變動后的鍵槽中心平面特征上的頂點坐標；

S302、根據步驟S1得到的公差域邊界面方程與步驟S301得到的四個頂點坐標，建立旋量分量間的四組約束不等式。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4具體為：

S401、獲取鍵槽工作平面的尺寸、形狀，在鍵槽兩名義工作平面的對稱平面即鍵槽名義中心平面的幾何中心建立三維坐標系{O}，兩坐標軸方向分別與鍵槽寬度方向、鍵槽深度方向一致，另一坐標軸方向與中心平面的法線方向一致；

S402、獲取鍵槽寬尺寸與尺寸公差，構建關于名義中心平面對稱、距離等于鍵槽寬最小極限尺寸的兩平行平面，以及關于名義中心平面對稱、距離等于鍵槽寬最大極限尺寸的兩平行平面，兩組平行平面之間的區域即為公差域，基于步驟S401建立的坐標系，使用兩個方程描述以上兩組平行平面，作為鍵槽兩工作平面的公差域邊界面方程。