炮管直线度测量中母线与轴线直线度关系研究

　　火炮身管直线度测量一直是火炮身管生产维修中面临的一大检测难题。找到一种简便高效的火炮身管直线度误差检测手段,对提高火炮身管的制造精度和火炮的射击精度,有着重要的实际意义。

　　火炮身管直线度测量属特深孔直线度测量的范畴。目前深孔直线度测量的方法主要有活塞法、准直望远镜法和激光准直仪法等。活塞法是一种定性测量方法。其原理是根据给定长度尺寸的直线度误差范围,加工制造出相应的活塞(或量规),活塞能通过则工件直线度满足要求,通不过则不满足要求。这种方法简单易行但不能定量给出直线度数值。

　　准直望远镜法(如图1所示),其原理是由测量仪器发出一束光线代表理想直线,被测线上各点与该光线上相应的中心点比较,确定偏差值,通过对偏差值的数据处理求出直线度误差。该方法的缺点是对较长距离上的点测量时象质差、照度低,可靠性低。

　　激光准直仪法是根据激光具有的能量集中、方向性和相干性好的优点,利用激光作为基准线来测量直线度误差的。为了消除激光漂移和光斑大小对直线度测量的影响,近几年发展起来的激光非对称准直方法获得了广泛的应用。激光非对称准直法是以激光为光源,用倒置的望远镜扩束后的激光照明反对称的7r位相板,这样在位相板与接收屏间的各个截面上就会得到一系列衍射形成的黑色十字线,把这些十字线交点的连线定义为准直的基准线,以此基准线为基准,达到测量深孔直线度的目的。

　　准直望远镜法和激光准直法测量的对象均为工件的轴线,其定心的精度直接表现为深孔直线度的测量误差,所以在工程使用上也受到了不同程度的限制。为了弥补这方面的不足,我们目前正进行着采用臂杆法测量深孔直线度方法的研究。臂杆法测量深孔轴线直线度的原理是采用特殊设计的测量装置对深孔的母线直线度进行测量,然后将其转化为轴线的直线度。深孔母线直线度与轴线直线度之间的关系如何?如何利用母线直线度客观真实地反映出轴线的直线度?这是本文要回答的问题。

　　1母线直线度与轴线直线度比较

　　先考虑理想的情形。如图2所示,理想轴线瓦瓦与理想母线不不之间的关系应该是在空间的任意方向为互相平行的两条直线(图2-a)。如果加工中轴线出现弯曲,母线也应该与之一样弯曲(图2-b)。这种情况下,母线直线度完全反映轴线直线度。但在以下2种情况下,母线直线度不反映轴线直线度。

　　1.1孔径波动,孔心不变

　　如图3所示,由于加工误差使得深孔在各截面上的内径不相等而孔心不变,由此造成母线弯曲。在这种情况下,母线的直线度叼砚等于轴线的直线度。