本发明涉及机械制造技术领域，具体而言，涉及一种圆柱体铣斜槽定位误差确定的二维建模方法。
背景技术
机械加工中，一批工件逐个在夹具上进行定位时，各个工件在夹具上所占据的位置不可能完全一致，以致使加工后各工件的加工尺寸存在误差，这种因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量，称为定位误差。对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，定位误差是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。现有技术中，通常是采用函数法，根据相关的几何关系，通过公式计算出定位误差，该类方法对技术人员的要求高，且直观性差、效率低、容易出现错误。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种圆柱体铣斜槽定位误差确定的二维建模方法，以改善现有技术中函数法确定定位误差要求高、直观性差的问题。
本发明较佳实施例提供：
一种圆柱体铣斜槽定位误差确定的二维建模方法，用于确定工件的制造误差所产生的定位误差，定位尺寸具有最大值、最小值以及基本值，包括以下步骤：
s1，根据所述定位尺寸的基本值以及加工需求获得加工尺寸，根据所述定位尺寸的基本值和所述加工尺寸，建立圆柱体铣斜槽的基本定位模型，所述基本定位模型为二维模型；
s2，将所述基本定位模型中，所述定位尺寸的基本值替换为最大值，获得圆柱体铣斜槽的最大定位模型，所述最大定位模型为二维模型；
s3，将所述基本定位模型中，所述定位尺寸的基本值替换为最小值，获得圆柱体铣斜槽的最小定位模型，所述最小定位模型为二维模型；
s4，根据所述最大定位模型和所述最小定位模型，获得圆柱体铣斜槽的定位误差。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s1中，根据三视图理论和圆柱体铣斜槽加工的定位尺寸、加工尺寸，按照适当比例绘制圆柱体铣斜槽加工的cad模型，设计并表达圆柱体铣斜槽加工过程的尺寸和位置关系。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s1中，所述基本定位模型表达圆柱体工件、定位件和铣刀加工完成状态下的尺寸和位置关系，所述圆柱体工件具有斜槽。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述定位尺寸为圆柱体工件的直径或半径，所述加工尺寸包括：所述斜槽的斜面与所述圆柱体工件中心线的交点到所述定位件的垂直距离、所述斜槽的斜面与水平面的夹角、所述圆柱体工件的中心到所述斜槽的垂直面的距离以及所述圆柱体工件的中心到所述斜槽的斜面的垂直距离。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s2中，获得圆柱体铣斜槽的最大定位模型的步骤包括：
维持所述定位件和所述铣刀的位置和尺寸关系不变，改变所述圆柱体工件的直径/半径为最大值，并保证所述圆柱体工件与所述定位件的定位关系不变，获得所述最大定位模型。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s3中，获得圆柱体铣斜槽的最小定位模型的步骤包括：
维持所述定位件和所述铣刀的位置和尺寸关系不变，改变所述圆柱体工件的直径/半径为最小值，并保证所述圆柱体工件与所述定位件的定位关系不变，获得所述最小定位模型。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s4中，所述最大定位模型和所述最小定位模型中，所述斜槽的斜面与所述圆柱体工件中心线的交点到所述定位件的垂直距离、所述斜槽的斜面与水平面的夹角、所述定位件的结构尺寸、所述圆柱体工件的中心到所述铣刀的水平距离(即圆柱体工件的中心到所述斜槽的竖直面的距离)、所述定位件的结构尺寸均保持不变，所述圆柱体工件的中心到所述斜槽的斜面的垂直距离发生变化，根据该变化获得所述定位误差。
本发明的有益效果是：
通过二维建模方法，模拟圆柱体铣斜槽的定位和加工过程，根据定位尺寸的基本值、最大值和最小值，获得圆柱体铣斜槽加工过程的基本定位模型、最大定位模型、最小定位模型，直观表达出定位尺寸变化与加工尺寸变化的关系，从而直接通过二维模型获得定位误差。本发明提供的方法能够直观反映工件的制造误差所产生的定位误差，具有直观性好、效率高和精度高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例提供的圆柱体铣斜槽定位误差确定的二维建模方法的技术路线图；
图2为实施例中建立圆柱体铣斜槽的基本定位模型的示意图；
图3为实施例中建立圆柱体铣斜槽的最大定位模型的示意图；
图4为实施例中建立圆柱体铣斜槽的最小定位模型的示意图。
图标：1-圆柱体工件；2-定位件；3-铣刀；4-斜槽；41-斜面；42-竖直面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种圆柱体铣斜槽定位误差确定的二维建模方法，用于确定工件的制造误差所产生的定位误差。圆柱体铣斜槽加工过程中涉及到三个部件：圆柱体工件、铣刀和定位件。用定位件对圆柱体工件进行定位，然后用铣刀在圆柱体工件上开出斜槽。
本发明实施例中，圆柱体铣斜槽加工过程中，以圆柱体工件的直径为定位尺寸。由于圆柱体工件在制造过程中存在制造误差，使得定位尺寸存在公差。因此，定位尺寸具有基本值、最大值和最小值，即基本定位尺寸、最大定位尺寸和最小定位尺寸。
本实施例提供的圆柱体铣斜槽定位误差确定的二维建模方法，包括以下步骤：
s1，根据定位尺寸的基本值以及加工需求获得加工尺寸，根据所述定位尺寸的基本值和所述加工尺寸，建立圆柱体铣斜槽的基本定位模型，所述基本定位模型为二维模型。
该步骤中，首定位尺寸为先根据基本定位尺寸以及需要加工的斜槽的要求，获得加工尺寸。
在获得定位尺寸和加工尺寸后，根据三视图理论，按照适当比例绘制圆柱体铣斜槽加工的二维模型，设计并表达圆柱体铣斜槽加工过程的尺寸和位置关系。按照合适的比例在二维软件中建立模型，例如按1:10的比例建立基本定位模型。后续的最大定位模型和最小定位模型都保持相同的比例进行模型建立。二维软件优选autocad，当然可以理解的，也可以是其它能够清楚呈现二维模型的制图工具。
参照图1所示，本实施例中，基本定位模型表达圆柱体工件1、定位件2和铣刀3加工完成状态下的尺寸和位置关系。圆柱体工件1具有斜槽4。斜槽具有斜面41和竖直面42。进一步地，定位件2为v形块。
定位尺寸为圆柱体工件1的直径ф。在基本定位模型中，定位尺寸为圆柱体1的基本定位尺寸ф。此时，圆柱体工件1的中心为o。加工尺寸包括以下尺寸：
斜槽4的斜面41与圆柱体工件1中心线的交点到定位件2的垂直距离c：该距离c即为加工平台的最大高度，根据机械工艺理论，该距离不受定位误差的影响，为定值。
斜槽的斜面41与水平面的夹角α：该参数也是铣槽时的工序尺寸，完全由铣刀上角度保证，与定位尺寸无关。
定位件2的结构尺寸：在本实施例中，定位件2为v形块，定位件2的结构尺寸为v形块的夹角β。夹角β影响基本定位尺寸和工序尺寸的关系，但是不受定位误差的影响，在加工过程中为定值。
圆柱体工件1的中心o到斜槽4的竖直面42的水平距离b：该尺寸也是铣槽时的工序尺寸，根据机械工艺理论，该尺寸不受定位误差的影响，在加工过程中为定值。
圆柱体工件的中心o到斜槽2的斜面41的垂直距离a：该尺寸是铣槽时的工序尺寸，且受定位尺寸的影响。
在获得基本定位模型后，明确圆柱体铣斜槽加工过程中的定位尺寸与加工尺寸之间的关系后，进行以下步骤：
s2，将基本定位模型中，定位尺寸的基本值替换为最大值，获得圆柱体铣斜槽的最大定位模型，最大定位模型为二维模型。
在本实施例中，步骤s2中，获得圆柱体铣斜槽的最大定位模型的步骤包括：
维持定位件2和铣刀3的位置和尺寸关系不变，改变圆柱体工件1的直径ф，将其替换为最大直径фmax。并保证圆柱体工件1与定位件2的定位关系不变，获得最大定位模型。即，在图2的基础上，模拟圆柱体铣斜槽的工艺过程，将基本定位尺寸ф换成最大定位尺寸фmax，加工尺寸α、β、b、c均保持不变。利用autocad软件，采用1:10的比例建立最大定位模型，如图3所示。
фmax为最大定位尺寸，改变定位尺寸后，加工尺寸a发生改变，获得最大加工尺寸amax(工序最大尺寸)。根据机械加工工艺理论，amax由定位最大尺寸фmax导致。
s3，将基本定位模型中，定位尺寸的基本值替换为最小值，获得圆柱体铣斜槽的最小定位模型，最小定位模型为二维模型。
在本实施例中，步骤s3中，获得圆柱体铣斜槽的最小定位模型的步骤包括：
维持定位件2和铣刀3的位置和尺寸关系不变，改变圆柱体工件1的直径ф，将其替换为最小直径фmin。并保证圆柱体工件1与定位件2的定位关系不变，获得最小定位模型。即，在图2的基础上，模拟圆柱体铣斜槽的工艺过程，将基本定位尺寸ф换成最小定位尺寸фmin，加工尺寸α、β、b、c均保持不变。利用autocad软件，采用1:10的比例建立最小定位模型，如图4所示。
фmin为最小定位尺寸，改变定位尺寸后，加工尺寸a发生改变，获得最下加工尺寸amin(工序最小尺寸)。根据机械加工工艺理论，amin由定位最大尺寸фmin导致。
可以理解的是，在步骤s2和s3中，并不限定二者的操作顺序，可以先进行步骤s2，获得工序最大尺寸amax，也可以先进行步骤s3，获得工序最小尺寸amin。可以知道的是，在本实施例中，定位尺寸和加工尺寸都采用相同的度量单位。例如a、b、c的单位均为mm，α、β的单位均为°。
s4，根据最大定位模型和最小定位模型，获得圆柱体铣斜槽的定位误差。
承上述，最大定位模型和最小定位模型中，加工尺寸b、c、α、β均保持不变，a发生变化，根据该变化获得定位误差。具体地，在最大定位模型和最小定位模型中，采用cad软件“标注”菜单下的命令，自动测量获得工序基本尺寸a、工序最大尺寸amax和工序最小尺寸amin，从而获得定位误差。无需人工计算和测量，直观性好、成本低、精度高。
应用例1：
应用于汽车设计与制造领域中的圆柱体铣斜槽加工过程：
如表1所示，列出了定位尺寸ф、фmax和фmin，根据定位尺寸和加工需求设计得到加工尺寸：α、β、a、b、c，通过依照本实施例提供的方法，在cad软件上获得基本定位模型、最大定位模型和最小定位模型。采用cad软件“标注”菜单下的命令，获得amax、amin，然后得到定位误差δ，δ＝amax-amin。
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。