一种法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法技术

本发明专利技术涉及计算机辅助测量领域，具体而言，涉及一种基于数学评定的法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法，由以下步骤组成：步骤1，获取法兰盘孔系的几何设计参数和测点；步骤2，求各个安装孔的拟合半径、拟合方位偏差；步骤3，根据法兰盘安装孔的名义直径、分布圆直径、孔数、拟合半径、拟合平移误差和对应关系，求解法兰盘孔系的综合安装误差。

【技术实现步骤摘要】
一种法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法
本专利技术涉及计算机辅助测量领域，具体而言，涉及一种基于数学评定的法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法。
技术介绍
法兰盘在机械领域应用广泛。目前，法兰盘主要通过控制安装孔系的尺寸公差、位置度公差来控制两个法兰盘孔系的最小间隙（体现可装配性）和最大间隙（体现装配精度）。如果设计的尺寸公差和几何公差是合适的，并且零件的尺寸和几何误差都符合设计的公差，那么，零件的可装配性和装配精度是能够保障的。这时，零件是可以实现完全互换的。如果设计的尺寸公差和几何公差较小，那么零件的尺寸和几何误差超差的可能性会增大。这时，符合设计公差的零件减少，实现零件的完全互换的成本增高。目前，在不增加零件制造成本、不降低可装配性和装配精度的前提下，提高零件的利用率的方法主要是采用分级公差。然而，目前分级公差的设计主要是依赖工程经验。由于经验丰富的工程师是稀缺的，这种方法提高了设计成本。不同的经验丰富的工程师可能会设计、认可不同的分级公差方案，这就增加了部门、企业间的沟通成本。如果可以适当地增加制造时间或制造成本，还可能采取一一试探、匹配的方式。但是，由于很多实际零件的拆装不易，这种方法的成本增加是显著的。综上所述，由于没有引入快速评定方法，现有技术在解决难以完全互换的法兰盘零件装配问题时，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是：本专利技术针对现有的技术存在的所述问题，提供一种基于数学评定的、成本较低的，法兰盘孔系的综合安装误差快速评定方法。本专利技术采用的方案是：法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法由以下步骤组成：步骤1，获取法兰盘孔系的几何设计参数和测点。法兰盘是薄板，法兰盘上有安装孔系；安装孔系由M个安装孔构成，安装孔垂直于法兰盘安装面，均布在安装面内名义直径为D1的圆上，安装孔名义大小为D2。将法兰盘安装面靠近测量坐标系的xOy平面，安装孔系中心靠近测量坐标系的原点，一个安装孔的中心靠近测量坐标系的x轴正半轴，并使得法兰盘安装面朝向测量坐标系的z轴正方向。从测量坐标系的x轴起逆时针记编号，法兰盘上第j个安装孔的测点集为{Pi|Pi=(Px,i,Py,i)T,}，Nj为法兰盘上第j个安装孔的测点个数；j=1,2,…,M。结束步骤1后进行步骤2。步骤2，求各个安装孔的拟合半径、拟合方位偏差。通过公式(1)依次求解法兰盘的第j个安装孔的最大内接圆半径Rj，并记录最优解[Vx,j,Vy,j]T，其中，Vx,Vy是自由变量，分别表示法兰盘沿x轴正方向、y轴正方向的平移；Vx,j,Vy,j分别表示第j个法兰盘安装孔的x正方向、y正方向平移误差；α是法兰盘安装孔与x轴之间的角度，逆时针方向为正。(1)s.t.结束步骤2后进行步骤3。步骤3，根据法兰盘安装孔的名义直径、分布圆直径、孔数、拟合半径、拟合平移误差和对应关系，求解法兰盘孔系的综合安装误差。法兰盘孔系的综合安装误差指的是：法兰盘按照安装孔编号一一对应地与一个没有位置误差、安装孔径可以自由变化的法兰盘装配，法兰盘沿x轴正方向、y轴正方向平移调整vx,vy并绕测量坐标系原点O逆时针旋转调整弧度vrz，这时，容易通过第j个法兰盘安装孔的螺栓的体外作用尺寸dj与安装孔名义尺寸D2之间的最小差值就是法兰盘孔系的综合安装误差Δ。法兰盘孔系间的综合安装误差Δ按公式(2)评定，其中，vx,vy,vrz是自由变量。(2)s.t.其中，Lj是调整并装配时第j个法兰盘安装孔的最大内接圆心之间的距离。法兰盘孔系的综合安装误差Δ表明：如果任选两个综合安装误差小于等于Δ的法兰盘，将任意两个安装孔对齐，选用基本偏差小于Δ的相反数的螺栓，并且法兰盘沿x轴、y轴平移调整、绕测量坐标系原点O旋转调整，那么，法兰盘容易用螺栓连接。步骤3结束后，评定结束。本专利技术的有益效果是：1、对于难以完全互换的带法兰盘零件，可以通过测量数据来快速评定零件的自由综合安装误差。2、可以通过自由综合安装误差来实现可装配性的预测。3、只需要通用三坐标测量设备和计算机，测量柔性高，测量成本不高。4、能获取的测点越充足、越有效，那么评定结果越精确、越可靠。5、硬件和数学要求较低，有利于推广。本专利技术的工业可能：本专利技术提供了一种基于坐标测量和数学评定的法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法，该方法过程简单、成本不高，易于使用和推广。因此，本专利技术具有工业生产的可能。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为本专利技术适用零件的结构及公差标注图。图3为具体实施方式的零件设计示意图。图4为具体实施方式的测点分布示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，参照附图对本专利技术的方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法由以下步骤组成（单位：毫米，弧度）：步骤1，获取法兰盘孔系的几何设计参数和测点。法兰盘是薄板，法兰盘上有安装孔系；安装孔系由4个安装孔构成，安装孔垂直于法兰盘安装面，均布在安装面内名义直径为25的圆上，安装孔名义大小为4。将法兰盘安装面靠近测量坐标系的xOy平面，安装孔系中心靠近测量坐标系的原点，一个安装孔的中心靠近测量坐标系的x轴正半轴，并使得法兰盘安装面朝向测量坐标系的z轴正方向。从测量坐标系的x轴起逆时针记编号，法兰盘上第j个安装孔的测点集为{Pi|Pi=(Px,i,Py,i)T,i=8(j-1)+1,8(j-1)+2,…,8j}，法兰盘上每个安装孔的测点个数都为8；j=1,2,…,4。结束步骤1后进行步骤2。步骤2，求各个安装孔的拟合半径、拟合方位偏差。通过公式(1)依次求解法兰盘的第j个安装孔的最大内接圆半径Rj，并记录最优解[Vx,j,Vy,j]T，其中，Vx,Vy是自由变量，分别表示法兰盘沿x轴、y轴的平移；Vx,j,Vy,j分别表示第j个法兰盘安装孔的x向、y向平移误差。s.t.结果如下：结束步骤2后进行步骤3。步骤3，根据法兰盘安装孔的拟合半径、拟合平移误差，求解法兰盘孔系的综合安装误差。法兰盘孔系间的综合安装误差Δ按公式(2)评定，其中，vx,vy,vrz是自由变量。s.t.其中，Lj是调整并装配时第j个法兰盘安装孔的最大内接圆心之间的距离。法兰盘孔系的综合安装误差Δ=0.002，这表明：如果任选两个综合安装误差小于等于Δ=0.002的法兰盘，将任意两个安装孔对齐，选用基本偏差小于-Δ=-0.002的螺栓，并且法兰盘沿x轴、y轴平移调整、绕测量坐标系原点O旋转调整，那么，法兰盘容易用螺栓连接。步骤3结束后，评定结束。在上述说明中，通过特定实施例说明了本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法，其特征在于，由以下步骤组成：/n步骤1，获取法兰盘孔系的几何设计参数和测点；/n法兰盘是薄板，法兰盘上有安装孔系；安装孔系由

【技术特征摘要】
1.一种法兰盘孔系的自由综合安装误差快速评定方法，其特征在于，由以下步骤组成：
步骤1，获取法兰盘孔系的几何设计参数和测点；
法兰盘是薄板，法兰盘上有安装孔系；安装孔系由M个安装孔构成，安装孔垂直于法兰盘安装面，均布在安装面内名义直径为D1的圆上，安装孔名义大小为D2；
将法兰盘安装面靠近测量坐标系的xOy平面，安装孔系中心靠近测量坐标系的原点，一
个安装孔的中心靠近测量坐标系的x轴正半轴，并使得法兰盘安装面朝向测量坐标系的z轴
正方向；从测量坐标系的x轴起逆时针记编号，法兰盘上第j个安装孔的测点集为{Pi|Pi=(Px,i,Py,i)T,}，Nj为法兰盘上第j个安装
孔的测点个数；j=1,2,…,M；
结束步骤1后进行步骤2；
步骤2，求各个安装孔的拟合半径、拟合方位偏差；
通过公式(1)依次求解法兰盘的第j个安装孔的最大内接圆半径Rj，并记录最优解[Vx,j,Vy,j]T，其中，Vx,Vy是自由变量，分别表示法兰盘沿x轴正方向、y轴正方向的平移；Vx,j,Vy,j分别表示第j个法兰盘安装孔的x正方向、y正方向平移误差；α是法兰盘安装孔与x轴之间的角度，逆时...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦屈文，
申请(专利权)人：柳州鹿寨县唐秦泰测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45