毕业论文课题相关文献综述
1.研究的意义 现代工业的发展，对几何产品的互换性要求也越来越高。垂直度是衡量几何产品位置精度的重要指标之一，完工几何产品的垂直度误差对产品质量和性能有着很大的影响，准确地获得符合定义的误差值对于保证和提高机械产品的质量具有重要意义[13]。选择合适的线与线、线与面、面与面的垂直度误差的数据处理方法，直接影响垂直度误差的计算精度，所以对垂直度公差的误差评定方法的研究已刻不容缓，它对机械加工有着重大的意义。2.国内外研究现状 传统的检验线与线垂直度误差的方法是采用自准直仪或框式水平仪对基准实际线和被测实际线进行分段测量，然后用图解法处理测量数据，先确定基准直线的方位，再求被测实际线对基准直线的垂直度误差[2]。传统的检验端面对轴线垂直度误差的传统方法，是用导向块、心轴或V形铁体现最基准轴线，经找正后，以平板或直角座为测量基准，用指示计在整个被测表面上测量，并取指示计的最大读数差作为被测端面对基准轴线的垂直度误差[3]。传统的检测面对面垂直度误差的方法是用直角尺看光隙、直角尺配塞尺、打表法等[4]。 随着工业技术的发展，传统检测方法已不能满足人们的需要，逐渐涌现出各种新的检测方法。最小条件法、最小二乘法、端点连线法等各种数据处理方法不断改善，各种数据处理软件层出不穷。3.垂直度公差的误差评定方法概述3.1垂直度 垂直度(Perpendicularity)是位置公差，用符号⊥表示。垂直度评价直线之间、平面之间或直线与平面之间的垂直状态。其中一个直线或平面是评价基准，而直线可以是被测样品的直线部分或直线运动轨迹，平面可以是被测样品的平面部分或运动轨迹形成的平面。3.2垂直度公差 当以平面为基准时，若被测要素为平面，则其垂直度公差带的宽度为垂直度的公差值。若被测要素为直线轴时候，垂直度的公差值表示轴与平面所称角度与90度做差，产生的公差百分比。垂直度量测用量角器或垂直度量测仪。3.3垂直度公差的误差评定方法3.3.1线对线的垂直度误差评定方法 测定平面内直线对直线的垂直度误差，常采用自准直仪或框式水平仪对基准实际线和被测实际线进行分段测量，然后用图解法处理测量数据，先确定基准直线的方位，再求被测实际线对基准直线的垂直度误差[2]。 文献[5]提出用椭圆拟合圆法来计算每个截面的中心坐标，然后再根据一系列轴截面的中心坐标用最小乘法计算出最小二乘轴线，进而评定轴线对轴线的垂直度误差;若要求精度较高时，还应对基准轴线进行优化，得出满足精度要求的误差值。 文献[6]探讨一种根据基准直线数学模型（最小二乘法数学模型）来评定被测实际线垂直度误差的方法。在满足零件功能要求的前提下，采用最小二乘法或两端点连线法评定平面直线的垂直度误差。但对评定结果发生争议时，需以最小条件法评定结果进行仲裁。3.3.2面对线的垂直度误差评定方法 检验端面对轴线垂直度误差的传统方法，是用导向块、心轴或V形铁体现最基准轴线，经找正后，以平板或直角座为测量基准，用指示计在整个被测表面上测量，并取指示计的最大读数差作为被测端面对基准轴线的垂直度误差。对轴线垂直度误差定义，因而测量结果不可靠，只能用于检验位置精度要求较低的零件[13]。 文献[3]介绍了端面对轴线垂直度误差的最小二乘解析评定法，采用这种评定法，利用微型计算机处理测量数据，不仅准确，而且数据处理效率高。 文献[7]建立了端面对轴线垂直度误差最小二乘和定向最小区域两种评定方法的数学模型，介绍了求解数学模型的数据处理方法，并给出了测量和数据处理实例。 文献[8]介绍了采用光学分度头测量，建立基准符合最小条件法、最小二乘法、端点连线法的端面对轴线垂直度误差计算机数据处理系统，该系统可同时满足基准轴线空间任意方向直线度误差和端面对轴线垂直度误差的求解，并通过示意图清楚地反映出被测量的几何特征及评定准则的应用情况，对计算结论进行验证。3.3.3线对面的垂直度误差评定方法 轴线对端面的垂直度误差对一些机器零件的使用性能有很大影响，准确地获得符合定义的误差值对于保证和提高机械产品的质量具有重要意义。形位公差国家标准中给出了轴线对端面垂直度误差的明确定义，但目前还缺乏较为精确的、符合定义的数学模型和相应的数据处理方法[9]。 文献[9]建立了基准符合最小条件的数学模型，介绍了应用0.618-BFGS算法寻求符合最小条件的基准端面，及用微型计算机处理采样数据的方法。 文献[10]介绍了采用光学分度头测量，建立基准符合最小区域法、最小二乘法的轴线对端面垂直度误差计算机数据处理系统，该系统可同时满足基准平面度误差和轴线对端面垂直度误差的求解，并通过测量示例证明提出的方法具有很高的评定精度和很好的实用性。3.3.4面对面的垂直度误差评定方法 面对面垂直度是衡量零部件位置精度的重要指标之一。传统的检测方法(如用直角尺看光隙、直角尺配塞尺、打表法等)存在测量精度不高、受操作人员经验影响较大等局限性。因此，在测量精度要求较高的场合，三坐标测量机以其快速、准确、数字化等优点而获得了日益广泛的应用[11]。 文献[11]阐述了用三坐标测量机测量面对面垂直度的原理，分析了影响测量精度的主要因素。采用最小条件法拟合基准平面，以减小基准平面拟合误差；准确测量被测平面内一段长度，按比例放大至整个平面，以减小被测平面长度误差；通过大量实骏和对比分析，确定用等间距法测量平面的最佳采点数，以减小采样误差。3.4其他工业应用中的垂直度误差评定方法 文献[13]介绍了粒子群优化算法，粒子群优化算法是一种智能优化算法，在多维空间函数寻优、动态目标寻优等方面有着收敛速度快，易于计算机实现等优点。利用粒子群优化算法拟合垂直度的基本平面，计算结果精度高，并且符合最小区域法评定轴线对面的垂直度误差的要求。 对于大量程的三坐标测量机及大型机床，用普通的方法难以准确快速地测出垂直度误差。文献[14]提出利用单头激光多普勒位移测量仪及平面反射镜，通过测量机床的4条体对角线的位移误差实现对机床三轴间的垂直度误差测量。实验结果表明，采用该方法测量垂直度误差快捷、方便且准确，可对任意大小的机床进行测量。参考文献[1] 刘平,张玉. 轴线对端面垂直度误差的数学模型和数据处理方法 [J]. 东北工学院学报,1990, 4(67):397~400.[2] 刘平. 平面直线垂直度误差的评定与微机数据处理 [J]. 机械工艺师,1989,3(3):21~24.[3] 刘平,张玉. 端面对轴线垂直度误差的测量与数据处理[J]. 2004,6(8):12~13.[4] 朱祥熹. 对形位公差标准中线对线垂直度公差的探讨 [J]. 专题讨论, 26 ~29 .[5] 苑国英,蒋庄德. 评定轴线对轴线垂直度误差的新算法 [J]. 西安交通大学学报,1995,29(7).[6] 郭谊. 直线垂直度误差的一种评定方法 [J]. 计量与测试技术,2008,35(5):21~22.[7] 刘平,张玉,陈丽杰. 端面对轴线垂直度误差的解析评定法 [J]. 宇航计测技术,1997,17(4):13~17.[8] 林志熙,黄富贵. 端面对轴线的垂直度误差测量及评定的新方法 [J]. 制造技术与机床, 2011,(6):102~105.[9] 郭敬滨,张国雄. 快速检测三坐标测量机垂直度误差的新方法 [J]. 天津大学学报,2003,36(3):293~295.[10] 林志熙,周景亮. 轴线对端面的垂直度误差测量及评定 [J]. 制造技术与机床,2010,(3):96~98.[11] 万军. 面对面垂直度测量的误差分析与修正 [J]. 工具技术,2008,42(10):155~157.[12] 陈安,谢明红. 数控机床垂直度误差分析与软件补偿 [J]. 组合机床与自动化加工技术,2008,(1):61~64.[13] 高明,鲍家定,周晴伦. 基于粒子群算法的线对面的垂直度误差评定 [J]. 实用科技,28(6).[14] 任永强,杨建国,沈金华等. 基于体对角线的机床垂直度误差的高效测量分析 [J]. 中国机械工程,2005,16 (16):1435~1438.[15] 华雷,丛培田. 端面对孔心线垂直度测量方法的研究 [J]. 制造技术与机床,32(76).[16] 魏全浩. 两种检测垂直度误差的简便方法 [J]. 通用机械,2003(3):64~65.[17] Alelcsandr Bulatov, Natalija Bulatova, Tadas Surlcys. Perpendicularity misjudgments caused by contextual stimulus elements [J]. Vision Research,2012, (71):1~9.[18] B.I.Muravev. Device for mesuring deviations from perpendicularity [J].[19] S.V.Ryumin. A device for measurement of the axial perpendicularity of two holes [J].[20] S.-H. YangK.-H. KimY. K. ParkS.-G. Lee. Error analysis and compensation for the volumetric errors of a vertical machining centre using a hemispherical helix ball bar test [J]. Int J Adv Manuf Technol, 2004, (23):495~500.[21] Niranjan PrasadA. D. Sarma. Preliminary analysis of grid ionospheric vertical error for GAGAN [J]. EYE ON THE IONOSPHERE,2007,(11):281~288.
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