当零件的几何公差及其基准同时应用最大实体要求(MMR)时,可使零件在满足可装配性情况下降低其加工成本。然而,在这种情况下如何评定零件的几何误差,现有的物理评定方法是通过物理综合量规来进行评定,存在测量柔性小、制造成本高等问题;现有的数学评定方法仍存在很大的局限性。针对这些问题,根据零件被测要素的平行度公差及其基准同时应用MMR(简称MM平行度公差)时的工程语义以及零件平行度物理检测方法的评定机理,建立了零件相应的虚拟量具以及提出零件MM平行度的数学评定方法。可将该方法拓展到其它类型的MM方位误差的评定中。最后给出所提方法在汽车连杆MM平行度公差评定中的应用,验证了该方法的可行性。

机械零件的位置精度是零件加工的主要质量指标之一,通过控制加工零件的关联实际被测要素对基准在位置上的变动量,可以确定位置精度要求。在机械类产品的被测要素和基准要素上都应用公差原则,能在提高可装配性的前提下,扩大了被测要素公差带的范围,降低制造成本。目前对于位置度误差的评定模型的研究大多着眼于一般参考基准,而较少涉及有公差原则的参考基准。对花键轴基准要素有最大实体要求,被测要素有最大实体要求、可逆要求的位置度公差(简称M-MR位置度公差)的数学评定方法进行研究。根据M-MR位置度公差的工程语义,分析实际量具的几何特性及其在合格性评定中的使用过程,提出位置度误差合格性评定的数学方法。

为了全面地分析影响产品合格性的可能因素,使零件在满足可装配性的情况下降低加工成本,基于双重公差原则同轴度误差评定方法,对零件的依从不确定度进行了研究。根据规范不确定度的定义,充分考虑其组成因素中的提取、拟合和滤波规范,通过极差法求得相应的规范不确定度分量,并合成规范不确定度;采用正交设计的方法,根据优化后的测量方法评定方法不确定度;借助不确定度的黑箱模型,计算执行不确定度分量;最后将上述三种不确定度合成依从不确定度,并进行了实例验证。实验结果表明,该方法可以更全面地分析影响产品合格性的可能因素,从而提高产品检验的合格率,降低其加工成本。

为了能够提高自由曲面轮廓度评定的精度与效率,提出一种将空间齐次坐标变换矩阵与刚体运动学相结合,从而保证测点集始终在理想零件模型的边界作用下向最小区域变动,并通过方程组解的特性来模拟实际量具测量过程的评定方法。采用系数矩阵与增广矩阵的秩分析每个测点的运动情况来确定每一阶段测点集的变动方向,依据各阶段测点集的自由度来判断评定过程是否满足终止条件,最后通过使用螺旋桨叶片自由曲面为工程实例来验证该方法的有效性。

针对不完整的公差规范导致认证人员提出多样化的认证方案,使规范设计意图与认证方案不一致的问题,以工程中典型的圆柱度为研究对象,提出一种基于本体的圆柱度规范完整性自动检验方法。根据圆柱度规范与认证之间的映射关系构建自动检验工程语义模型,将该工程语义模型转化为以描述逻辑为数学基础的本体模型,并提出了完整性自动检验算法,最后在实例中结合该算法来验证提出方法的有效性。结果表明:该方法能有效地对圆柱度规范完整性进行自动检验。

评定空间直线度时,仅由复杂的几何判定准则来裁定算法是否构造或找到了测点集的最小区域。针对这一问题,研究基于矩阵的空间直线度一般化判别方法。分析空间直线测点集与最小区域边界的相对方位、相对距离等关系,建立空间直线度最小区域模型;分析最小区域的基本数理逻辑形式及其便于求解的推论;利用矩阵性质将这些逻辑问题转化为等效的一般化判别问题。通过实例验证了所提出的判别方法的可行性。

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结

提出一种模拟实际量具测量过程的方法来评定线轮廓度误差。该方法遵循国家标准中对形状公差的最小条件要求，通过分析测量点与对应包络边界的位置关系，将测量点集视为刚体，计算边界收缩至最小区域的过程中刚体与边界可能出现的相对运动，最终使所有测点位于最小包容区域内。结果表明：所提方法的评定过程相对于常用优化算法的大范围搜索更有全局性与单一性，可有效避免出现由算法缺陷导致搜索结果陷入局部解的情况。该方法适用于线轮廓度误差的评定。