[发明专利]一种精密配合偶件的同步加工方法

摘要

一种精密配合偶件的同步加工方法，步骤如下：一：沿偶件的轴向位置设置测量点，测得偶件的配合尺寸Uk(i)；二：基于配合尺寸提出质量指数Qk；三：采用傅里叶变化对配合加工阶段的振动信号进行频谱分析，寻找敏感的监测特征；四：对所选择的敏感特征频率区间Φr(r＝1，2，...，R)建立相应的控制图，通过控制图进行监测；五：如果控制图满足要求，则用于生产加工过程的质量控制，若不满足要求，则对模型作进一步修正；六：判断加工中的精密偶件在控制图中是否满足配合质量要求；通过以上步骤，达到了同步监控偶件配合质量的效果，解决了传统配磨加工质量控制效果不佳的实际问题，提高了加工效率与配合加工质量。

主权项

一种精密配合偶件的同步加工方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一：采用非接触的基于超声波的配合尺寸测量方法，沿偶件的轴向位置设置一系列测量点即测点i＝1，2，...，Lk，测得偶件的配合尺寸Uk(i)；该精密偶件配合尺寸Uk(i)表示为：Uk(i)＝[Uk(1)，Uk(2)，...，Uk(Lk)]i＝1，2，...，Lk  (1)其中，Uk(i)表示第k对偶件在测量截面i所对应的配合间隙值，Lk表示沿着配合偶件轴向所选取的测量截面数目，Lk受偶件轴向尺寸长度的影响，对于不同型号的产品其测量数据维度不同；{Uk(i)，i＝1，2，...，Lk}表示配合尺寸沿着偶件轴向的变化范围；步骤二：基于配合尺寸提出质量指数QkQk＝UP/2，k‑U1‑P/2，k  (2)Pr(U1‑P/2，k＜UK(i)＜UP/2，k，i＝1，2，...，Lk)＝1‑P  (3)其中，U1‑P/2，k和Up/2，k分别代表了配合间隙{Uk(i)，i＝2，...，Lk}的第(P/2)百分位和第(1‑P/2)百分位，UP/2，k＞U1‑P/2，k，p的取值参照具体的工艺要求来确定，当工艺要求较严格时，赋予较小的p值；采用机器学习中的层次聚类算法对配合尺寸数据进行分类；经过聚类过程，得到高配合质量类偶件和低配合质量类偶件；步骤三：采用快速傅里叶变化即FFT对配合加工阶段的振动信号进行频谱分析，频率特征记为fi(HZ)，频率间隔设定为Δf＝0.3151，因此fi＝Δf·i，i＝1,2,…,160；其中i表示频率标号，一共分为160个频率特征；通过基于集合覆盖问题的贪心寻优算法来寻找敏感的监测特征；步骤四：基于HotellingT2控制图对所选择的每个敏感特征频率区间Φr(r＝1，2，...，R)建立相应的控制图；对于每一个特征频率区间Φr(r＝1，2，...，R)，用Xr，k表示第k对偶件在特征频率区间Φr内对应于所选的敏感频率的幅值，因此Xr，k在形式上应该是一个多维的矩阵；和分别表示为高配合质量类偶件Ωo在对应的频率Φr下样本均值向量和样本协方差向量，通过控制图进行监测；步骤五：如果控制图能够满足监测低配合质量的要求，则能用于生产加工过程的质量控制，若不满足要求，即不能有效区分低配合质量和高配合质量类，则需要对模型作进一步修正；能通过调整用于聚类分析的p值，修正特征提取过程中的K值，调整建立控制图当中的显著性水平α来修正；步骤六：对配磨后配合尺寸数据未知的偶件通过上述步骤搭建的模型在线监测加工振动信号的敏感特征量，计算偶件在特征频率区间Φr下的HotellingT2统计量，判断加工中的精密偶件在控制图中是否满足配合质量要求；通过以上步骤，将配合加工的过程数据结合到配合质量控制的模型中，达到了同步监控偶件配合质量的效果，在兼顾经济性与时效性的同时，解决了传统配磨加工质量控制效果不佳的实际问题，提高了加工效率与配合加工质量。