六角芯棒角隅的测量方法及精度分析

　　RR(Reflex Reflector)反射器是汽车照明灯具中的重要部件,构成它的最小单元是角隅.在桑塔纳车灯RR反射器的研制过程中,为了能得到一个精度很高的加工模具,首先就碰到镶拼模单元器件六角芯棒的加工研制,由于它体积小,精度要求高,给加工带来了一定的困难.为了保证加工模具的精度,在六角芯棒加工后要进行各种参数的检测,其中包括六角芯棒长度、端面正六边形的各内角、端面正六边形的对边距以及另一端角隅的测量.前三项内容较容易解决,这里主要讨论对角隅的测量,因为它的加工精度直接影响到RR反射器的光学特性.

　　1　角隅六角芯棒的几何形状

　　角隅六角芯棒就是在六角芯棒的一端加工成三个面相互垂直的三棱锥体形状,锥体顶点要处在芯棒的中心线上.由于三个面在端部加工切削时的部位不同,所得到的切面形状也不同,这里以切面是五边形的为例子,给出形状如图1所示.

　　2　测量方法的确定与实施

　　由于RR反射器的光学特性直接受角隅加工精度影响,所以对六角芯棒的测量主要是对角隅的测量.从图1中看出,角隅二面角允许制造误差为±4′,考虑到六角芯棒体积小,精度要求高,以及测量方便等问题,最终选用了万能工具显微镜.

　　因为被测量的角隅是空间两个面的夹角,而用万能工具显微镜直接测量是有困难的,所以考虑用直接测量平面角来代替两面角,当然这要在具备一定条件的情况下才是可行的.

　　由几何学关系可知,两个平面的二面角就是过这两个面相交的棱上任一点作一垂直于棱的平面,这平面与两个平面的交线的夹角就是此两个平面的二面角.从角隅形状可知,三个切削面中每相邻两个平面要求相互垂直,且每个面与另两个面相交的棱垂直,这样就可以通过测量某个面内的平面角来代替另两个面的二面角.如图2所示,若要测量A面与B面之间的夹角,可以通过测量C面内oa棱和od棱夹角θ而得到,依此类推,可以测出另外两个二面角.

　　在测量过程中,将万能工具显微镜的立柱倾斜角度置为0°,使显微镜系统主光轴铅垂,而六角芯棒则固定在作者设计的定位夹具上,并能通过夹具的安装与调节,使六角芯棒角隅的某个面处于水平面.若三个面加工精确,则相应另两个面的相交棱处在铅垂位置.图3给出了角隅测量原理图.　

　　3　精度分析

　　在对角隅的测量过程中,测量误差产生的原因一般可归纳为测量装置误差、环境误差、方法误差和测量人员的影响所带来的误差.在这里,由于环境和测量人员影响所产生的误差较小,又难于定量分析,所以暂不考虑,只就测量装置的系统误差和方法误差作一分析.