身管内径测量系统精度分析与装调过程优化

发布时间：2023-12-12 19:17

　　光学星型测径仪常用于身管的出厂检测和内径测量任务的设备。分析设备的装配精度对高质量地完成身管测量任务具有重要意义。由于光学星型测径仪在装配时存在精度要求高、装配空间小、零件组成多等问题,很难直接评价系统的装配质量。因此,本文通过建立装配偏差预测模型的方法去解决设备的精度分析问题。本文首先建立光学星型测径仪的三维模型,根据设备的结构设计内容和工作原理分析系统的主要误差来源是设备的整体装配误差和测量机构的装配偏差。接着根据偏差源理论分析零件的偏差类型和传递途径。其次对测量机构偏差模型分别进行间隙配合和过渡配合的模拟预测,得到间隙配合的装配方案最大的系统误差为0.00684mm,过渡配合方案的最大的系统误差为0.00615mm,结果表明过渡配合更加适合用于该设备的测量精度。再次对支撑机构的布局进行优化设计,减少对测量精度的影响。最后通过实验数据采集和对比可知,光学星型测径仪测量结果与身管内径自动测量系统的测量结果差值最大为0.006mm,与模拟计算得到的结果一致,从而验证偏差模型预测装配质量方法的可行性。本文建立装配偏差预测模型的方法,解决了设备的精度分析的问题,使装配精度满足系统的测量要求...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题意义
    1.2 身管内径测量设备的国内外现状及趋势
        1.2.1 国内外发展现状
        1.2.2 内径测量仪的发展趋势
        1.2.3 内径测量仪发展中遇到的问题
    1.3 课题研究背景
    1.4 论文的主要内容
第2章 光学星型测径仪精度分析的理论基础
    2.1 偏差源理论
        2.1.1 偏差源的类型
        2.1.2 特定偏差的表达
        2.1.3 偏差域表达
        2.1.4 偏差几何模型
    2.2 偏差传递的分析方法
    2.3 蒙特卡洛算法在公差分析中的应用
        2.3.1 蒙特卡洛法的偏差分析步骤
        2.3.2 蒙特卡洛法中随机变量的模拟
    2.4 本章小结
第3章 光学星型测径仪的三维建模和系统分析
    3.1 光学星型测径仪的三维建模
        3.1.1 光学星型测径仪整体结构
        3.1.2 定心支撑机构的三维建模
        3.1.3 测量机构的三维建模
    3.2 光学星型测径仪的精度分析
        3.2.1 光学星型测径仪的系统误差分析
        3.2.2 光学星型测径仪的整体装配误差
        3.2.3 测量机构内部零件的装配偏差
    3.3 测量机构的装配偏差分析
        3.3.1 测量机构装配质量分析
        3.3.2 零件的偏差源分析
        3.3.3 装配方案的分析
    3.4 本章小结
第4章 测量机构偏差模型的建立与分析
    4.1 测量机构偏差模型的建立
        4.1.1 完全定位的零件装配
        4.1.2 滚珠与V槽的零件装配
        4.1.3 分划板载体与滚珠的零件装配
    4.2 创建GD&T和装配质量评估指标
        4.2.1 零件的GD&T要求
        4.2.2 装配质量评估指标
    4.3 间隙配合的仿真结果分析
        4.3.1 装配成功率的结果分析
        4.3.2 分划板间距的结果分析
        4.3.3 分划板偏转角度的结果分析
        4.3.4 探头偏转角度的结果分析
    4.4 过渡配合的仿真结果分析
        4.4.1 装配成功率的结果分析
        4.4.2 分划板间距的结果分析
        4.4.3 分划板偏转角度的结果分析
        4.4.4 探头偏转角度的结果分析
    4.5 过渡配合的强度分析
    4.6 本章小结
第5章 光学星型测径仪的装调优化和实验验证
    5.1 光学星型测径仪装调优化
        5.1.1 支撑机构的滚轮优化
        5.1.2 支撑机构布局优化
    5.2 光学星型测径仪的安装与调试
    5.3 身管内径测量数据采集
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3873480