基于误差分布特性的凹球面铣削轮廓误差预测

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第11期北京时间：

作者：葛人杰, 张松, 王仁伟, 栾晓娜

单位：1.山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室2.山东大学机械工程国家级实验教学示范中心

摘要：为了提高复杂曲面轮廓误差的评估精度,提出了一种铣削轮廓误差克里金插值预测方法,该方法通过考虑曲面轮廓误差空间分布特点,可以利用已知测量点轮廓误差准确预测未测点的轮廓误差。首先,根据凹球面铣削轮廓误差实验结果构建了不同方向的变异函数,揭示了凹球面轮廓误差空间分布呈现各向异性的特点;其次,根据轮廓误差分布的各向异性建立了不同方向的克里金插值模型;最后,通过凹球面铣削加工实验,验证了提出的克里金插值法对轮廓误差预测的有效性。研究结果表明,凹球面轮廓误差沿圆周角方向和曲面倾角方向呈现明显的差异性;沿曲面倾角方向上插值范围为2°的普通克里金插值方法对轮廓误差的预测均方误差最低,同时,该方法比线性插值方法预测的均方误差降低了17%。本文提出的空间克里金插值方法为准确预测加工曲面的轮廓误差提供了技术支持。

关键词：铣削轮廓误差,分布特性,克里金插值,变异函数

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51975333);国家新材料生产应用示范平台建设资助项目(2020-370104-34-03-043952);山东省泰山学者工程专项资助项目(ts201712002)。