一种实现回转形零件装配特征精确表达的方法

技术领域

本发明涉及一种实现回转形零件装配特征精确表达的方法，属于精密装配技术领域。

背景技术

航空发动机作为“工业皇冠上的明珠”，是一种典型的高精尖技术产品。转子作为航空发动机的核心部件，其装配技术一直是航空发动机研究领域的重点。

转子一般采用分级制造、堆叠装配的技术手段，并且转子的结构多为回转形对称零件，因此其圆轮廓的测量多基于精密转台进行。单级转子零件装配特征的精确描述一直作为航发转子装配研究中的重点，因为只有单级转子装配特征得到精确描述后才能指导多级转子装配。

针对单级转子零件装配特征难以精确表达的问题，本发明提出一种通过消除基准误差建立转子零件上下底面的真实装配特征变换矩阵的方法，实现装配特征的精确表达，为多级转子精密装配提供技术支持。

发明内容

提出了一种实现零件装配特征精确表达的方法，对基于精密转台进行的回转形对称零件圆轮廓的测量，通过测试数据建立下底面特征和上底面特征关于基准平面的变换矩阵，进而通过引入下底面特征逆矩阵消除基准误差，建立上下两底面的真实变换矩阵，实现装配特征的精确表达。

本发明的技术方案：

一种实现回转形零件装配特征精确表达的方法，步骤如下：

步骤(1)，建立回转体零件的实际回转轴线及基准平面的概念

以过零件底面中心且垂直于底面的直线作为零件的实际回转轴线，以该实际回转轴线为评定基准；以转台上表面作为基准平面。

步骤(2)，建立装配特征变换矩阵

由实测零件圆轮廓数据及变换矩阵理论，建立零件上下两装配面关于基准平面的变换矩阵。

步骤(3)，消除基准误差

由于零件加工误差及零件测试过程中安置误差的存在，测量基准轴线并不与实际回转轴线重合，因此，引入变换矩阵逆矩阵的概念说明如何消除基准误差，进而建立零件上下装配面的真实变换矩阵。

本发明的有益效果：本发明针对回转形零件的装配特征测量过程中存在的基准不重合现象，建立了一种通过确定上下底面装配特征真实变换矩阵的方法，消除基准不重合的影响，从而实现零件装配特征的精确表达。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为变换矩阵及实际回转轴线定义图。

图3为装配特征变换示意图(Trot(x,y,z)，Ttrans(x,y,z)分别代表下底面经过何种旋转和平移变换到上底面)。

具体实施方式

下面以圆柱形零件为例，结合附图进一步描述本发明。

步骤一，建立装配面关于基准平面的变换矩阵

考虑转子安置的偏心误差，基于最小二乘法对径向跳动、端面跳动数据进行拟合，得到拟合圆心(dx，dy)和拟合平面Ax+By+Cz+D＝0。(dx，dy) 为偏心坐标，dθ

其中，

步骤二，消除基准误差，建立上下两装配面的真实变换矩阵

由步骤一得到了上下两个装配面关于基准平面的变换矩阵，但由于零件测试过程中的安置误差，需要通过特征矩阵逆变换来得到上下两底面间的变换矩阵。

即建立由0到1的装配特征变换矩阵T