论文总字数：20622字

摘 要

平面作为基本几何要素之一，其常作为各种机械零部件上的定位、加工和装配等基准要素，所以平面度的误差大小会对零件的后续加工、装配等操作产生直接影响，其影响在精密仪器设备的加工装配中更加明显，所以本文主要对平面度公差的误差评定进行研究分析。

本文首先阐述分析了国内外关于平面度误差评定的现状，接着对平面度误差的一般测量评定流程进行分析介绍，并对最小二乘法、对角线法、三远点法以及最小包容区域法四种传统的平面度误差评定方法进行阐述研究，发现其具有一定的局限性，其中前三种评定精度低，而且其在评定采样点较多的平面时计算过程复杂，所以只适于对评定精度要求不高且采样点较少的平面。而最小区域法则可以对平面度误差进行精确地评定，所以很多学者研究基于此方法的平面度误差评定智能优化算法，本文对改进遗传算法、改进蜂群算法两种智能优化算法进行阐述研究，并通过研究文献，将其与最小二乘法进行比较分析。这两种智能评定算法的评定性能不尽相同，但都可以精确地评定出平面度误差的大小。所以，在选择平面度误差评定智能算法时应以满足评定精度要求为前提，选择简便经济的方法。

关键词：平面度 误差评定 最小区域 智能算法 

The research on error assessment methods of flatness tolerance

Abstract

As one of the basic geometric elements, plane is often used as the basic elements of positioning, processing and assembly of various mechanical parts. Therefore, the subsequent processing, assembly and other operations of parts will be affected by the flatness error, and its impact is more obvious in the processing and assembly of precision instruments and equipment. Therefore, this paper mainly studies and analyzes the error assessment of flatness tolerance.

This paper first describes and analyzes the status quo of flatness error evaluation at home and abroad, then the general measurement and evaluation process of flatness error is introduced. Four kinds of traditional flatness error evaluation methods including least square method, diagonal method, three-point method and the minimum zone method are discussed, found that it has certain limitation. The first three methods have low accuracy and complicated calculation process when they are used to evaluate the plane with more sampling points, so they are only suitable for the plane with low requirement on the accuracy of evaluation and few sampling points. However, the minimum zone method can accurately evaluate the error of flatness, so many scholars have studied the intelligent optimization algorithm of flatness error evaluation based on this method. In this paper, improved genetic algorithm and improved bee colony algorithm are selected to elaborate and study. And through the study of the literature, the least square method is compared with them. The performance of these two intelligent evaluation algorithms is not the same, However, the flatness error can be accurately evaluated. Therefore, a simple and economical method should be chosen to satisfy the accuracy requirement when selecting the intelligent algorithm for flatness error evaluation.

Key Words: Flatness; Error evaluating; Minimum zone; Intelligent algorithms

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 平面度误差评定的国内外研究现状 2

1.3 论文主要研究内容和方法 6

第2章 平面度误差评定的基础理论 7

2.1 平面度误差的测量与评定 7

2.2 平面度误差的传统评定方法 9

2.2.1 三远点评定法 9

2.2.2 对角线法 9

2.2.3 最小二乘法 10

2.2.4 最小包容区域法 11

2.3 本章小结 13

第3章 平面度误差的智能算法评定 14

3.1 平面度误差的改进遗传算法 14

3.1.1 改进遗传算法的原理 14

3.1.2 改进遗传算法的评定步骤 15

3.2 平面度误差的改进人工蜂群算法 16

3.2.1 改进人工蜂群算法的原理 16

3.2.2 改进人工蜂群算法的评定步骤 16

3.3 本章小结 18

第4章 平面度误差评定方法的对比分析 19

第5章 经济性与环保性分析 20

总结与展望 21

参考文献 22

致谢 25

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

《中国制造2025》^[1]计划中指出，建立高端制造业完备体系能够大幅增强我国在国际上的竞争力和影响力。随着我国制造业的快速发展，产业结构体系日渐成熟，在实现工业现代化、智能化的道路上日益加快。但是相较于技术先进的国家，我国在制造业上仍有很多待改进的地方，没有完整的产业链以及缺乏一定的自主创新精神等。所以，要想持续有效地发展制造业，就必须进行转型升级，朝着智能、绿色、服务型制造方向发展，其中建设智能工厂成为了制造业企业转型升级的重要途径之一，而智能工厂的建设需要与大数据、先进的传感检测技术及互联网等技术深度融合，所以其需要各方面技术的协同发展 。

目前，国防军事工业、航空航天工业等现代制造工程发展迅速，在机械加工技术和加工精度方面有了进一步的需求，所以更需要深入发展先进制造技术^[2]。在零件加工过程中肯定会出现一定的加工误差，其大小会对零部件的互换性和装配过程产生影响，甚至破坏产品性能，所以几何误差评定技术的发展对产品质量检测的影响尤为重要。换言之，没有先进的误差测量技术和评定方法，精度高，质量好的产品就很难被制造出来。那么，研究准确测量和评定机械零件的几何误差就被赋予了一定的实际价值。

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