劉叢叢

摘要：作為工業(yè)領(lǐng)域中具備較高重要性及價(jià)值的一部分，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展質(zhì)量高低，可將國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平較為直觀的展現(xiàn)出來。因此，對機(jī)械設(shè)計(jì)及制造加以深入的研究和分析至關(guān)重要。本文主要探討了公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：公差配合;機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造;應(yīng)用分析

引言

國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，促進(jìn)了我國機(jī)械設(shè)計(jì)及制造。尺寸、形狀和位置參數(shù)超出公差的確定要求，對不確定度小于20%的坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）進(jìn)行校核，對測量點(diǎn)的數(shù)量和最優(yōu)位置的測量策略，以及根據(jù)給定規(guī)則進(jìn)行強(qiáng)大的軟件和評價(jià)程序。

1.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對于用三坐標(biāo)測量機(jī)測量工件的質(zhì)量控制，無論是測量點(diǎn)的有效數(shù)目和位置，還是確定整體工件的尺寸、位置和形狀的最小偏差的正確評定，都是經(jīng)濟(jì)制造的保證。實(shí)現(xiàn)這一廣義目標(biāo)函數(shù)的思想，除了提供個(gè)人特征的已知數(shù)據(jù)外，還開辟了基于最小區(qū)域目標(biāo)函數(shù)，局部不同公差復(fù)合特征數(shù)據(jù)拼接的新方法。[1]

如果忽略了形狀偏差、尺寸和位置偏差之間的依賴關(guān)系以及工件不對中的影響，那么就會計(jì)算出過大的位置偏差;

如果對輪廓測試的協(xié)調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化沒有考慮到各個(gè)異型材零件的不同公差，則評估將不會顯示出最小的形狀偏差。[2]

因此，對于用三坐標(biāo)測量機(jī)測量的工件進(jìn)行質(zhì)量控制，只要有足夠的測量點(diǎn)數(shù)量和位置，就只有對整個(gè)工件的尺寸、位置和質(zhì)量偏差進(jìn)行正確的評定，才能保證整個(gè)工件的經(jīng)濟(jì)制造。實(shí)現(xiàn)這一通用目標(biāo)函數(shù)的思想，除了為工業(yè)特征提供已知的數(shù)據(jù)外，還開辟了一套新的任務(wù)集。筆者研究了基于最小區(qū)域目標(biāo)函數(shù)，局部不同公差復(fù)合特征數(shù)據(jù)擬合的新方法。

2.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造

2.1基于最小區(qū)域原理的數(shù)據(jù)擬合

基于最小二乘原理（Gauss）的數(shù)據(jù)融合算法是協(xié)同測量技術(shù)中幾何元素參數(shù)化的常用方法。在此，幾何元素通常是直線、平面、圓柱、錐、球體等單一特征，由一組直線、多圓柱、連通弧形輪廓、自由曲面或雕刻縫合面組成的多邊形等復(fù)合特征，以及凸緣鉆孔等特征的特征。用最小二乘法和最小Z0ne原理對幾何元素進(jìn)行參數(shù)化，必須滿足正交距離回歸（ODR）的重要條件。因此，要最小化的殘余量必須垂直于最佳擬合特征[1]。特別是對于最小二乘參數(shù)化，很多的解和算法都是眾所周知的。

2.2最小區(qū)域原理的數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差

除了最小二乘解外，根據(jù)最小區(qū)域原理（Chebyshev）的最佳ft算法（Chebyshev）對數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)也變得越來越重要?；救蝿?wù)之一是根據(jù)ISO?1101計(jì)算幾何元素的形狀偏差。幾何單元的參數(shù)被確定，使得正交形狀偏差最小。到目前為止，關(guān)于ODR最小極大解以及個(gè)別幾何元素之間的解和算法的研究還很少。這也是CMM中的最小區(qū)域逼近僅局限于簡單的幾何元素而在CMM中不很常見的原因，但由于其對數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差的敏感性，也存在嚴(yán)重的最小區(qū)域擬合精度問題。如果適合的數(shù)據(jù)集包含隨機(jī)錯(cuò)誤（通常是在掃描點(diǎn)的情況下）或任何異常值，這些錯(cuò)誤的點(diǎn)將決定最終的解決方案。因此，數(shù)據(jù)點(diǎn)驗(yàn)證是極小區(qū)域fttig過程之前的一個(gè)非常重要的步驟。數(shù)據(jù)驗(yàn)證應(yīng)包括兩個(gè)步驟：

用常用方法消除異常值。如果測量了大量的點(diǎn)，就可以刪除幾個(gè)點(diǎn)。但是必須使用不刪除描述局部形式偏差的有效點(diǎn)的算法。[3]

低通濾波，以減少局部隨機(jī)誤差。根據(jù)隨機(jī)誤差的性質(zhì)，濾波過程也必須是具有截?cái)嚅L度的ODR濾波器，因?yàn)樵诰哂袙呙杩刂频娜鴺?biāo)測量機(jī)中它們是常見的。

最常見的最小區(qū)域算法最嚴(yán)重的缺點(diǎn)，是它們對整個(gè)數(shù)據(jù)集或幾何元素具有恒定的區(qū)域?qū)挾取Ｈ缜八?，?shí)際工件測量數(shù)據(jù)的評估需要由復(fù)合特征的個(gè)體公差定義的不同區(qū)域?qū)挾鹊乃惴?。[4]

3.最佳擬合算法對公差進(jìn)行考慮

3.1優(yōu)化變換參數(shù)

公差適合作為極小極大解與定義的區(qū)域?qū)挾缺苊饬诉@個(gè)問題。采用最佳擬合算法對公差進(jìn)行了考慮，并在考慮距離f及其公差的情況下，對標(biāo)稱輪廓點(diǎn)的位置進(jìn)行了優(yōu)化。

任務(wù)是將點(diǎn)（特征中點(diǎn)）與定義的公差區(qū)域相結(jié)合，因?yàn)榇嬖谥鲃宇愋?。根?jù)ISO?1101的位置公差的圓形公差區(qū)域;角定向矩形公差區(qū)公差是定向的一維公差。對于上述公差f?t，每條直線給出了用于優(yōu)化變換參數(shù)的線性系統(tǒng)的約束條件。根據(jù)公差字段的數(shù)量和類型，約束的總數(shù)為（對于圓形公差字段為8邊多邊形）。該線性系統(tǒng)可以用通用單純形法求解符號-無約束變量，并給出了最優(yōu)變換參數(shù)和容差FI因子Ф的求解方法。

3.2輪廓的公差擬合

固定公差擬合方法是Werth?MesstechnikGie?en的WinWerth軟件的一個(gè)集成部分。零件的作用導(dǎo)致異型材的不同公差。用光學(xué)CMM和圖對實(shí)際部分進(jìn)行任何位置的掃描。5B包含掃描點(diǎn)的坐標(biāo)（超過4.000點(diǎn)）。

很容易就會發(fā)現(xiàn)，許多型材截面超出了所需的公差，特別是在公差要求較高的型材區(qū)域。

使用公差擬合方法后的情況，外層盡量減少到一些小的部分，可以看到與實(shí)際比較相關(guān)的附加協(xié)調(diào)變換。[5]

結(jié)束語

綜上所述，基于國家科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，協(xié)同測量技術(shù)已發(fā)展成為汽車、機(jī)械制造、塑料成型等行業(yè)幾何質(zhì)量控制的重要工具，機(jī)械零件的功能日益提高，公差對精度的要求越來越高，這就導(dǎo)致了確定幾何偏差和幾何工件公差不存在任何誤差的測量和評價(jià)策略。我們理應(yīng)重視對相關(guān)方面的研究，合理吸收和借鑒其他優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，推進(jìn)國家機(jī)械制造領(lǐng)域的長遠(yuǎn)、穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟丹.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].冶金管理，2020（03）：68+70.

[2]蔣雪.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].花炮科技與市場，2019（02）：206.

[3]趙立勛.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用初探[J].中國設(shè)備工程，2017（18）：199-200.

[4]趙丹.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J].科技展望，2016，26（23）：95.

[5]鄒樺，石蓮英.公差配合在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015，42（05）：54-55.