一种新型实用的内锥锥角测量方法

　　锥度量规的内锥锥角测量以及非标准内锥度的测量在工业测量、科学实验、国防科技等领域有着广泛的应用。 在传统测量中，以正弦规或锥度比较仪测量外锥度，再以外锥着色研合内锥后观察内锥的定性分析方法较为常用。 该方法无法解决内锥锥角的定量测量，而采用万能工具显微镜进行内锥锥角的测量，由于仪器本身的准确度较低，引入的误差较大，因而也难满足更准确的内锥锥角的测量。 本文提出的采用德国HELIOS公司生产的HELIO COM SUPRA500测长仪进行内锥锥角的测量方法，既可以进行内锥锥角的定量测量，又提高了测量准确度。

　　一、内锥锥角测量的数学模型

　　如图1所示，实线为圆台，两端底圆直径分别为D、d，圆台高度为L，对应正圆锥的锥角为α，正圆锥高度为l+L。 锥度k是正圆锥度的底圆直径与锥高之比，即

　　而正圆台的锥度k是两端底圆直径之差与两底圆间距离之比，即

　　由式(3)和式(4)得

　　由式(6)可知，欲定量测量内锥锥角α，需要先测量出正圆台的两底圆直径和两底圆之间的距离。

　　二、新型实用的测量方法

　　1.测量仪器

　　德国HELIOS公司生产的HELIO COM SUPRA500测长仪采用光栅测量系统，万能测量台通过装夹HETA30传感器， 可以测量台面横向的移动距离，HELIO COMSUPRA500测长仪的技术指标如表1所示。

　　2.操作流程

　　操作过程分为3个阶段，共计8个小步骤，如图2所示。

　　调整试件端面与测头的垂直操作很重要，其调整装置示意图如图3所示。 首先使T形测头与试件端面的左边位置1接触，记下该点的读数，然后再使T形测头与试件端面的右边位置2接触， 看位置2的读数与位置1读数相差多少，然后调整工作台的偏角，这样通过反复调整使T形测头在与试件端面位置1和位置2分别接触时读数一致，即调整好试件端面与测头的垂直。

　　在接近底圆的位置测量试件大端及小端直径，测量示意图如图4所示。

　　由以上不难看出，该测量方法有以下优势：

　　(1)HELIO COM SUPRA500测长仪， 最大允许误差一般为 (0.2+L/2000)μm (其中L为测量长度， 单位是mm)，引入的误差较小，可实现高准确度的内锥锥角的测量。

　　(2)整个测量过程仅需要1次装卡，测量方法简单。

　　(3)测量直径时(接近大、小端面位置 )，只需找1次拐点即可。

　　(4)HELIO COM SUPRA500测长仪工作台是连续移动的，可方便实现不同端面之间距离的测量，因而容易实现多截面测量对比。