[发明专利]一种考虑实际工况下的机械产品的运行精度预测方法

说明书

本发明属于运行精度预测技术领域，并公开了一种考虑实际工况下的机械产品的运行精度预测方法，包括以下步骤：1)基于运动学理论，通过在每一个零件的配合特征上建立固有坐标系，并建立变换矩阵，通过不同坐标系下的坐标转换来确定装配零件质检的传播偏差，计算装配体装配后的累计误差；2)通过三种坐标系对装配过程中关键几何特征进行建模；3)计算误差传播程度；4)使用三种计算算法计算机械产品运行精度。本发明考虑了实际工况下的零件装配后的产品运行精度以及装配成功率预测，并将预测结果进行反馈给产品设计人员，反馈设计进行修改后再次验证，直至确保向生产线输出正确的图纸，提高了企业产品从设计到生产的效率，缩短了生产全周期。

技术领域

本发明属于运行精度预测技术领域，更具体地，涉及一种考虑实际工况下的机械产品的运行精度预测方法。

背景技术

在机械产品装配过程中，尤其是精密机械装配过程中，整体的装配精度不仅与公差设计息息相关还与装配序列、装配方式、定位方式以及配合方式、装配工艺等有着不可分割的联系。因此，在设计阶段需要建立基于装配过程偏差的传播的预测与控制的数学模型，还需要建立整机装配好后的运行精度模型，用以定量描述装配等工艺对最终整机运行精度的影响。尤其是在复杂的机械产品机构中的偏差对产品的性能至关重要。因此，分析装配中的运动精度是很重要的。

然而，由于装配信息和公差分析过程比较复杂，现有的分析方法在处理用户自定义质量要求方面还不够完善，导致在设计阶段很难得到准确可靠的预测分析结果。很多情况下，尤其是在实际工作环境中，即使零件满足设计要求及标准，但产品装配运行之后仍然无法满足实际的用户需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑实际工况下的机械产品的运行精度预测方法，该方法能够在设计阶段就对产品结构设计、装配工艺设计、加工工艺设计、公差设计等进行指导设计，并在不同定位顺序、不同工况情况下评估产品的运行精度。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种考虑实际工况下的机械产品的运行精度的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在每一个零件的配合特征上建立固有坐标系，并根据这些固有坐标系建立配合特征之间的变换矩阵，然后通过不同坐标系下的坐标转换来确定零件之间的传播偏差，从而获得装配体装配后的累计误差；

2)通过三种坐标系对装配过程中的关键几何特征进行建模，其中，三种坐标系分别为装配坐标系、零件坐标系和特征坐标系，通过这三种坐标系之间的相互联系、相互转换来定义装配过程和装配序列，并根据平面二维的尺寸公差给出平面二维的各分量变动范围，将各分量变动范围视为凸集；将三维公差的自参考特征和互参考特征同样视为凸集，并通过变动和约束所述三维公差的自参考特征和互参考特征，对三维公差建立数学模型；

3)获得机械产品的误差传播程度；

4)获得机械产品的运行精度。

优选地，步骤3)中，通过机械产品的几何位置偏差的叠加，最终获得误差传播程度，其中，所述几何位置偏差包括定位偏差和定向偏差，影响定位偏差的形位公差包括对称度、同轴度和位置度，影响定向偏差的形位公差包括垂直度、平行度和倾斜度。

优选地，步骤3)中，通过机械产品的几何形状偏差的叠加来获得误差传播程度，其中，所述几何形状偏差包括圆柱度、圆跳动、平面度、直线度和线面轮廓度。

优选地，步骤4)中计算机械产品运行精度振动强度和公差对运动轨迹偏差的综合影响q表示，具体过程如下：