一种孔系形位误差修正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112917241A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号202110229244.7(22)申请日2021.03.02(71)申请人清华大学深圳国际研究生院地址518055广东省深圳市南山区西丽街道深圳大学城清华校区A栋二楼(72)发明人冯平法孙震曾龙刘飞(74)专利代理机构深圳新创友知识产权代理有限公司44223代理人江耀纯(51)Int.Cl.B23Q15/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种孔系形位误差修正方法(57)摘要本发明公开一种孔系形位误差修正方法：对孔系进行形位精度分析，构造孔系形位精度拓扑关系；根据该拓扑关系构造孔系优化目标函数以及精度约束条件，建立孔系加工误差补偿模型；依据相应的孔系加工标准，将孔系零件毛坯在机床上完成粗加工及半精加工，完成后留有余量；对半精加工后的孔系进行切削加工、形位精度检测、误差修正计算和补偿加工；误差修正计算是对形位精度检测显示不符合加工精度要求的孔系，依据孔系加工误差补偿模型，采用误差修正算法对检测的结果进行修正，误差修正算法的输入为不符合加工精度要求的孔系的形位表达，输出为对应的期望形位表达，孔的输入与输出之间的差值为该孔需要修正的量；根据需要修正的量进行补偿加工。CN112917241ACN112917241A权利要求书1/2页1.一种孔系形位误差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对孔系进行形位精度分析，构造孔与孔之间以及孔与其它特征结构之间的形位精度拓扑关系；其中，所述其它特征结构是与孔有形位关系的特征结构；S2、根据所述形位精度拓扑关系，构造孔系优化目标函数以及精度约束条件，以建立孔系加工误差补偿模型；S3、前序加工阶段：依据相应的孔系加工标准，将孔系零件毛坯在机床上完成粗加工及半精加工，完成后留有余量；S4、精加工阶段：对经步骤S3加工后的孔系依次进行切削加工、形位精度检测、误差修正计算和补偿加工；其中，所述误差修正计算是对形位精度检测显示不符合加工精度要求的孔系，依据所述孔系加工误差补偿模型，采用误差修正算法对检测的结果进行修正，其中，所述误差修正算法的输入为所述不符合加工精度要求的孔系的形位表达，输出为对应的期望形位表达，对应的孔的输入与输出之间的差值即为该孔需要修正的量；最后根据需要修正的量进行补偿加工，完成修正。2.如权利要求1所述的孔系形位误差修正方法，其特征在于，所述形位关系包括孔与其它特征结构之间的垂直度或平行度。3.如权利要求2所述的孔系形位误差修正方法，其特征在于，所述孔系加工误差补偿模型如下：式(1)为孔系优化目标函数，式(2)至(6)为约束条件；其中，xi表示孔i是否需要修正，即表示孔i的轴线向量的修正值；α为孔i与孔j的轴线向量夹角或孔i与其它特征结构j的法向量的夹角；LB(i,j)表示孔i与孔j的形位精度要求或者孔i与其它特征结构j的形位精度要求；表示孔i的轴线向量的检测值；表示孔i的轴线向量的理论2CN112917241A权利要求书2/2页值；M取值范围在1000～10000；ε为预设的大于0且小于1的常数；sinα的值由下式求出：其中，表示孔j的轴线向量的修正值。4.如权利要求1所述的孔系形位误差修正方法，其特征在于，步骤S4中切削加工是对每个孔进行加工并留有余量，以获知在当前机床生产条件下加工出的孔系的偏差程度。5.如权利要求1所述的孔系形位误差修正方法，其特征在于，步骤S4中形位精度检测是采用三坐标测量机进行检测，以获得孔与孔之间以及孔与其它特征结构之间的形位精度值，并根据所述形位精度值判断是否符合加工精度要求。6.如权利要求1所述的孔系形位误差修正方法，其特征在于，所述误差修正算法为具有目标优化功能的算法，包括LINGO求解器、Mosek求解器、Cplex求解器或Gurobi求解器。3CN112917241A说明书1/7页一种孔系形位误差修正方法技术领域[0001]本发明涉及机械加工和计算机辅助制造技术领域，尤其是涉及一种孔系形位误差修正方法。背景技术[0002]零件的加工精度和加工效率受到越来越多的重视，然而通常情况下，加工精度越高的零件通常意味着需要更多的成本投入，成本的投入不仅仅在于人力物力的投入，也包括时间的成本，兼顾精度与效率的生产一直是制造业的追求。箱体零件孔的加工特别是具有复杂孔系的箱体零件如变速箱、发动机等类型的零件的孔的加工是加工中的重要工作内容。[0003]目前对于孔的加工通常是将零件固定在数控机床上，通过镗或铣等孔的加工方法对孔进行加工，对于加工后的零件，在三坐标测量机上进行检测，若孔的形位精度不满足要求，则在数控机床上继续进行补偿加工或者报废该零件。补偿加工中通常对机床操作人