[发明专利]一种基于实测跳动数据的典型回转体零件表征方法

说明书

本发明提供了一种基于实测跳动数据的典型回转体零件表征方法，针对包含形貌数据的回转体零件表征，提出了一种综合考虑微观跳动数据和宏观轴向尺寸的矩阵形式表征方法，另外该方法可以应用到装配精度计算过程中，仅采用一个矩阵M即可表征包含形貌特征量的单个零件，简化了精度传递的计算过程，为装配精度的预测提供了一种高效计算模型。

技术领域

本发明涉及一种包含过盈止口的回转体零件的表征方法，特别是针对基于实测配合面跳动数据的回转体零件表征。

背景技术

回转体零件是风电设备，发动机转子等旋转机械中的典型零部件，由于回转体零件配合面不是理想的平面，而是带有一定的形貌特征的表面，对回转体零件进行装配时，如果不考虑配合面形貌特征的影响，将会导致装配体精度的预测值与真实值之间产生一定的偏差，使得产品装配质量无法保证，甚至导致产品失效。因此在装配预测过程中，实现零件特征量的精确表征显得尤为重要。

长期以来，国内外学者对带有配合面形貌零件的表征开展了大量的研究。目前较为普遍的方法是对零件的每个配合面分别采用小位移旋量进行表征，但是一个零件往往具有多个配合表面，需要用多个小位移旋量矩阵才能完整的表征一个零件所有配合面处的微观形貌，另外，该表征方法只能实现配合面微观形貌的表征，忽略了零件本身宏观尺寸，而在装配过程中，零件宏观尺寸与配合面形貌之间的耦合作用将会对装配精度预测产生一定影响。因此，为了实现装配精度的精准高效预测，亟需一种既含有配合面微观形貌特征，又含有宏观关键尺寸的典型回转体零件的表征模型。

为了解决上述问题，本发明从点云拟合技术、齐次坐标变换技术入手，基于实测典型回转体零件配合面跳动数据，采用相应的拟合方法对实测端面跳动数据和径向跳动数据进行拟合，并提取相应的微观形貌特征量，结合零件自身的宏观公称尺寸，建立了用于表征带有止口的典型回转体零件的计算模型。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于实测跳动数据的典型回转体零件的表征方法，从而实现后续的装配精度的精准、高效预测。

本发明的技术方案：

一种基于实测跳动数据的典型回转体零件表征方法，步骤如下：

1)采用圆柱度仪对回转体零件的配合面进行测量，获得底部端面跳动数据D_bot，底部止口径向跳动数据dR_bot，顶部端面跳动数据D_top，顶部止口径向跳动数据dR_top；

2)对步骤1)获得的原始跳动数据进行预处理，由于圆柱度仪测量获得的数据只是n行1列的向量矩阵，即端面的数据为轴向的一维跳动值，止口处的数据为径向的一维跳动值；根据实际测量圆端面处的半径值r_bot、r_top，测量止口处的半径值R_bot、R_top，结合实测跳动数据，采用相应方法处理获得配合面处的空间三维坐标数据；

处理方法如下：

对于底部端面数据来说，令底部端面测点位置X向、Y向坐标为：

X_Dbot(i)＝r_bot×cos θ_(i)，i＝1、2…n-1、n

Y_Dbot(i)＝r_bot×sin θ_(i)，i＝1、2…n-1、n

综合底部端面测点位置X向、Y向坐标X_Dbot、Y_Dbot和底部端面跳动数据D_bot，获得处理后的底部端面空间坐标矩阵D′_bot，同理可得顶部端面空间坐标矩阵D′_top。