01、11'0、11'1、1了2、1了3、1了4的基本尺 寸与标准公差数值之间的幂函数模型并拟合出曲线图，并对拟合曲线图的横纵坐标取对 数，如图6、7、8、9、10、11所示，幂函数拟合模型如下： IT01 幂函数模型：IT01 = 0.189D°·379; ΙΤ0幂函数模型：ΙΤ0 = 0 · 291D°·383 ; IT1 幂函数模型：IT1 = 0 · 464D°·384; IT2幂函数模型：IT2 = 0.738Dq·379 ; IT3幂函数模型：IT3 = 1 · 264D°·356 ; IT4幂函数模型：IT4 = 2 · 152DQ·336 ; ⑥ 根据拟合得到的幂函数模型，分别对拟合曲线图的横纵坐标取对数，对基本尺寸 0.01-3mm标准公差进行预测； ⑦ 判断加工后的公差等级是否满足设定的加工要求，如果满足要求，则过程结束，如果 没有满足设定加工要求，则执行步骤①。本发明采用微细切削方式，切削加工余量较小。
[0011] 对所述步骤⑤中公差等级IT01、ΙΤ0、IT1、IT2、IT3、IT4幂函数模型的拟合程度进 行求解，计算在显著性水平α = 〇.01的情况下对应的F分布值与回归系数R2。
[0012] 对ΙΤ01幂函数模型的拟合程度进行判断，取显著性水平α = 0.01，回归模型的方差 分析计算结果如表2。根据F分布表可得临界值F-tab = F〇. (n (1，7) = 12.25，而F = 64.089>F-tab，表示回归模型是高度显著，R2 = 0.902接近1，拟合效果好。 表2 IT01幂函数回归模型方差分析表
[0013]依次对ITO、IT1、IT2、IT3、IT4幂函数模型的拟合程度进行判断，回归模型的方差 分析计算结果如表3、表4、表5、表6、表7。其相应的F值分别为81.219、82.085、105.460、 124.188、283.673，均大于？分布表临界值?4 &匕=?〇.()1(1，7) = 12.25，因此回归模型是高度 显著;其相应的R2值分别为0.921、0.921、0.938、0.947、0.976均接近于1，因此拟合效果好。 表3 ΙΤ0幂函数回归模型方差分析表
表4 IT1幂函数回归模型方差分析表
表5 ΙΤ0幂函数回归模型方差分析表
表6 ΙΤ0幂函数回归模型方差分析表
表7 ΙΤ0幂函数回归模型方差分析表
[0014] 所述步骤⑥中公差等级系数采用R5优先系数，将此基本尺寸段分为9段：0.01-0·03mm、0·03-0·06mm、0·06-0·10mm、0·10-0·18mm、0·18-0·30mm、0·30-0·60mm、0·60-1.00mm、1.00-1.80mm、1.80-3.00mm，利用拟合得到的幂函数模型，分别对上述9段进行标准 公差值进行预测分析，并绘制基本尺寸段〇. 01-3mm标准公差预测表8。 表8基本尺寸段0.01 -3mm标准公差预测表
[0015] 以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对 于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而 易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种微细切削测量转换装置，其特征在于:其包括伺服电机（1)、蜗杆(2)、蜗轮(3)、 隔板(4)、测头(6)、刀具(8)、设于机床工作台上的工件（10)以及用于加工检测的旋转机构； 所述伺服电机（1)输出端通过联轴器与蜗杆(2)连接，所述蜗杆(2)与蜗轮(3)配合，所述旋 转机构设置在隔板(4)下方，所述测头(6)与刀具(8)设置在旋转机构内；所述旋转机构包 括:主动轮(5)、从动轮(7)、链条(11)、座套(9)、设置在隔板(4)右端的双头螺柱（12)以及设 置在隔板(4)左端的传动轴（13);所述从动轮(7)通过轴承设置在双头螺柱（12)上，所述蜗 轮(3)设置在传动轴（13)上，所述传动轴（13)穿过隔板(4)通过键与主动轮(5)连接，所述主 动轮(5)通过链条(11)与从动轮(7)连接，所述从动轮(7)上设有座套(9); 所述测头(6)与刀具(8)分别设置在旋转机构的座套(9)内。2. 根据权利要求1所述的一种微细切削测量转换装置，其特征在于:所述测头(6)与刀 具(8)与经旋转机构传递与机床主轴连接，并与工件(10)相对应。3. 根据权利要求1或2所述的一种微细切削测量转换装置，其特征在于:所述座套(9)的 个数为2个或以上。4. 利用权利要求1所述的装置进行公差预测方法，其特征在于步骤如下： ① 利用刀具(8)对工件（10)进行切削加工； ② 经旋转机构转换，利用测头(6)对加工后的工件（10)进行在线测量； ③ 判断加工后的尺寸是否小于3mm;如果小于3mm，执行步骤⑤，如果大于等于3mm，执行 步骤④； ④ 根据现有基本尺寸段3-1000_的标准公差表评定加工后的公差等级，然后执行步骤 ⑦； ⑤ 采用幂函数模型进行曲线拟合； 501提取基本尺寸段3-250mm，公差等级为11'01、11'0、11'1、112、113、114的标准公差数 值，计算几何平均值D并制成表格； 502基于幂函数方法进行建模，得到公差等级为11'01、11'0、11'1、1了2、1了3、1了4的基本尺 寸与标准公差数值之间的幂函数模型并拟合出曲线图，并对拟合曲线图的横纵坐标取对 数，幂函数拟合模型如下： IT01 幂函数模型：IT01 = 0.189D°·379; ΙΤ0 幂函数模型：IT0 = 0.291Dq·383 ; IT1 幂函数模型：IT1 = 0.464Dq·384; IT2幂函数模型：IT2 = 0 · 738D°·379 ; IT3幂函数模型：IT3 = 1 · 264D°·356 ; IT4幂函数模型：IT4 = 2 · 152Dq·336 ; ⑥ 根据拟合得到的幂函数模型，分别对拟合曲线图的横纵坐标取对数，对基本尺寸 0.01-3mm标准公差进行预测； ⑦ 判断加工后的公差等级是否满足设定的加工要求，如果满足要求，则过程结束，如果 没有满足设定加工要求，则执行步骤①。5. 根据权利要求4所述的公差预测方法，其特征在于:对所述步骤⑤中公差等级IT01、 ΙΤ0、IT1、IT2、IT3、IT4幂函数模型的拟合程度进行求解，计算在显著性水平α = 〇. 〇1的情况 下对应的F分布值与回归系数R2。6.根据权利要求4所述的公差预测方法，其特征在于:所述步骤⑥中公差等级系数采用 尺5优先系数，将此基本尺寸段分为9段:0.01-0.03111111、0.03-0.06111111、0.06-0.10111111、0.10- 0.18mm、0.1 8-0.30mm.0.30-0.60mm.0.60-1 .00mm. 1 .00-1.80mm、l .80-3.00mm，利用拟合得 到的幂函数模型，分别对上述9段进行标准公差值进行预测分析。
【专利摘要】本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种微细切削测量转换装置及其公差预测方法，包括伺服电机、蜗杆、蜗轮、隔板、测头、刀具、设于机床工作台上的工件以及用于加工检测的旋转机构，本发明采用的幂函数拟合预测模型，相对比于6阶多项式回归拟合预测模型，模型方程的确定系数更接近于1，拟合效果更好，精度更高；本发明拟合图的横纵坐标取对数，使得基本尺寸段0.01-3mm被放大，能更真实清晰的反应几何平均值D与标准公差值之间的关系，能够在线完成工件的“加工-测量”，提高了加工效率。
【IPC分类】G01B21/02
【公开号】CN105571548
【申请号】CN201610012230
【发明人】王西彬, 衣杰, 焦黎, 王东前, 项俊锋, 解丽静, 刘志兵, 颜培
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月8日