基于自由度变动的定向公差计算方法分析.pdf

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1、2013年1月机床与液压Jan．20l3第41卷第1期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．4lNO．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．01．007基于自由度变动的定向公差计算方法分析方东阳，张琳娜(郑州大学机械工程学院，河南郑州450001)摘要：在分析物体结构特征的基础上，指出了定向几何公差中平行度和垂直度与几何要素自由度的关系；建立了定向误差相关要素的数学模型；分类给出了定向误差位置链中基准不变三环位置链的计算方法，为数字化加工过程中定向公差的设计和工艺计算提供了一种方法。关键词：自由度；平行度；垂直度；基准不变；定向公差位置链中图分类号

2、：TH243文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)1—024—4CalculationMethodofOrientationToleranceBasedonVariableDegreeofFreedomFANGDongyang，ZHANGLinna(CollegeofMechanicalEngineenng，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450001，China)Abstract：Basedontheanalysisofobjectstructuralfeatures，therelationshipbetweenparalelismandp

3、erpendicularityofoften—tationtoleranceanddegreesoffreedomofgeometrywerepresented．Themathematicalmodelsoforientationtolerancewereestablished．Differenttypecalculationmethodsofthree—integrantpositionchainwithdatumfixedfororientationtolerancewereproposed，whichcanprovideawayfororientationtolerancedesigna

4、ndprocesscalculationofdistalprocessing．Keywords：Degreeoffreedom；Parallelism；Perpendicularity；Datumfixed；Positionchainofofient~iontolerance机械制造工艺的任务是将产品按设计要求加工、、Y轴的转动(R，R)，因为绕z轴的转动不影响装配出来。在此过程中，尺寸误差、形状误差和位置平行度；平面对基准面的垂直度(如平行于xOz的平误差都不可避免。尺寸链技术的应用较好地解决面和基准面垂直)，只需讨论该平面绕其与xOy了工艺中尺寸误差的控制，但对于位置误差，目前的平面相交的

5、那一根轴(轴)的旋转自由度，不必限机械制造工艺中加工和测量仍有一定的随意性。文中制另外两个自由度的转动；平面对直线的平行度，可以位置公差中的垂直度和平行度为研究对象，建立了以转化为平面对垂直于直线的平面的垂直度，需限定基于自由度变动的定向公差数学模型，探讨了定向公平面对一个坐标轴的旋转自由度；平面对直线的垂直差位置链中基准不变三环链在加工工艺过程中的计算度，可以转化为平面对垂直于直线的平面的平行度，方法。需限定平面对两个坐标轴的旋转自由度；直线对直线1定向公差与可变动自由度的关系的平行度，可以转化为直线对平面的垂直度；直线对物体一般都由点、线、面等几何要素组成。机械直线的垂直度，可以转化为直线

6、对平面的平行度。由产品的精度取决于其上几何要素在空间位置的准确程此可知，物体上的直线要素均可转换为平面要素来表度。每个几何要素最多有6个自由度，即3个平移方示。向上的自由度、Y、z和3个旋转自由度、卢、y；2基于可变动自由度的几何要素的数学表示几何要素沿平移自由度方向上的位置变动引起尺寸改几何要素在空间的位置可用空间坐标来描述。变，得到尺寸公差；沿旋转自由度上的位置变动引起在定向公差中所涉及到的几何要素只做平移不旋转就角度误差；而微量变动可引起平行度、垂直度和倾斜不会影响该要素对其他要素的定向位置关系，所以在度等定向公差的改变。所以在工艺设计时应根据几何作者建立的数学表达式中，均将要素从实际位

7、置平移要素的特征及要素问的相互关系，考虑在可变动自由到通过坐标原点的特殊位置。度上位置改变的定量分析。比如，若要讨论平面对(1)平行于基准面的平面要素的数学表示基准平面(如)的平行度关系，只需考虑平面绕以面为基准，若平面对xOy的平行度在2r收稿日期：2011一l1—18基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975262)作者简介：方东阳(197l～)，女，硕士，讲师，主要从事精度设计、工程图学