[发明专利]一种基于五参数补偿的零部件公差分配方法及装置

说明书

本发明提出了一种基于五参数补偿的零部件公差分配方法及装置，考虑圆轮廓测量中的转子或静子机匣偏心误差、传感器测头偏移、传感器测球半径、回转轴线与几何轴线的夹角和传感器倾斜角五个参数分量，建立了五参数圆轮廓测量模型；依据圆轮廓测量模型，可以准确的估计出偏心误差，得到转子或静子机匣测量面偏心误差的目标函数，进而得到偏心误差的概率密度，得到接触面跳动信息和偏心误差的概率关系，实现转子或静子机匣公差的分配。

技术领域

本发明属于机械公差分配技术领域，特别是涉及一种基于五参数补偿的零部件公差分配方法及装置。

背景技术

航空发动机作为人类工业皇冠上的明珠，集中体现了一个国家科技、工业和国防实力。随着我国大力发展航空业，对航空发动机性能的要求也不断提高。在追求研制更高推重比的航空发动机的同时，也要注重减小发动机自身的振动，以提高发动机性能，保证飞行安全。

减小发动机的振动是发动机研制过程中的重要目标。静子机匣的装配质量和转子的制造与加工质量对航空发动机的性能有着极大的影响，因此为了减小振动，需要在设计航空发动机静子机匣或转子公差分配上进行合理赋值，保证转子或静子机匣的圆轮廓测量精度。这样可以极大的提高发动机静子机匣或转子加工精度，降低加工成本。

目前常用的方法为首先优选出有效的零件装配顺序；其次，合理选择代加工配合件的定位件，确定配合件的数量和尺寸，并将这些部件彼此相对定位紧固在一起而形成装配件；最后，将各个单独零部件的统计尺寸公差确定为零部件的制造要求，利用此公差降低加工成本，并使得装配件满足尺寸公差要求。常用的方法还可以为圆度测量装置在基底上设置有转动台，在转动台发生转动的情况下，对放置于转动台上的被测测量物的圆度进行测量，并且包括检测装置主体、检测装置驱动机构、触针、接触构件和控制装置。所述检测装置驱动机构使装置主体相对于基底移位。所述触针具备在装置主体上可转动地支撑的基端并且能够通过使用外力来改变相对于所述检测装置主体的角度位置。所述接触构件被设置在由于利用所述检测装置驱动机构使所述检测装置主体移位而能够与所述触针接触的位置。所述控制装置控制所述检测装置驱动机构的驱动。其不足之处：没有消除测量过程中引入的测量误差对圆度测量的影响。现有技术中还可以通过分析回转装备的径向和轴向测量面的定位及定向公差在装配中的传递过程,确定n级装备装配后的圆心坐标的传递关系,得到装配后装备偏心与各级装备定位、定向公差和旋转角度之间的关系；依据同轴度公差的目标函数，得到n级装备同轴度公差的概率密度，最终得到各级回转装备的径向偏心及轴向垂直度公差与最终多级装备同轴度公差的概率关系，实现大型高速回转装备公差的分配。

现有的方法均存在的问题在于：测量圆轮廓的过程中没有综合考虑被测物偏心误差、传感器测头偏移量、传感器测球半径、测量面倾斜误差以及传感器倾斜误差，上述五偏置误差会对圆轮廓的精确测量产生极大的影响。仅仅考虑了公差传递过程和公差的分配，并没有考虑单级转子或静子机匣圆轮廓的测量误差。圆轮廓的精密测量是实现单级转子或静子机匣同心度误差准确估计的前提和基础，其测量误差将在误差传递过程中被放大，极大的影响到公差分配。

发明内容

本发明目的是为了解决航空发动机转子或静子机匣圆轮廓测量精度低，装配同轴度低、装配质量差的问题，改善航空发动机的性能，提出了一种基于五参数补偿的零部件公差分配方法及装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于五参数补偿的零部件公差分配方法，建立零部件五参数圆轮廓测量模型，该模型包含被测零部件偏心误差、传感器测头偏移量、传感器测球半径、回转轴线与几何轴线的夹角和传感器倾斜角五个参数；

所述五参数圆轮廓测量模型的测量方程为：