大型箱体孔同轴度误差测量方法的研究

　　1问题的提出

　　大尺寸箱体孔的同轴度误差检测在国内外都是技术难题。国内大多数企业，零个图纸上标有同轴度公差要求，实际生产检验中采用穿检棒、检套的定性测量方法(无具体测得值)，无法与图纸上要求相比较，使其成为一纸空谈。少数工厂具备三座标机等先进检验设备，但受到检验环境及被测件大小的限制。显然，这种检验水平无法满足现代化生产的需要，是当今机械行业普遍存在的急待解决的间题。为此，这里提出了一种测量精度高，测量范围广、不受环境制约、结构简单、操作方便的测量方法及装置。

　　2测量原理

　　图1为三支承主轴箱。测量时，将箱体按图2所示安装在适于测量各种大型箱体件的专用检具上，进行适当粗调以保证各测点值均在电感量仪的量程之内。测量基准由检棒体现，由于检棒经过精磨，其直线性很好，故以检棒母线作为直线基准，当传感器沿检棒上下移动时可认为所形式的轨迹是一条理想直线;检棒中心孔一次加工而成并与钢球高精度配合以保证检棒的回转精度。当测头沿检棒既轴向移动又径转动时所形成的轨迹可认为是理想圆柱面。以此圆柱面作为测量基准，测棒每转一定角度，各测头便可读出该转角下的被测截面圆周上点的径向误差△Rij,每隔一定角度(12.50)采集读数一次，直至测量完毕。

　　测量过程中，我们作了几点假设:

　　假设1:沿回转轴线方向的被测孔柱面母线是光滑的。

　　假设2:由于条件限制，采用手动分度。假设在分度稳定后才将数据读人CPU，不计手动因素对测量精度的影响。

　　3同轴度误差计算公式的推导

　　同轴度误差计算方法之一是拟最小二乘法。即首先确定各被测截面的最小二乘中心并以此中心作为被测截面的理论中心;再用最小二乘法拟合基准部位各截面的最小二乘中心o;(I=n1+ 1,…，n)至基准轴纷距离的极大值的二倍即为同轴度误差值。

　　以安装中心为座标原点O，回转检棒为Z轴建立空直角坐标系标系及OX平面极座标系。被测截面i上有m个等分点，第ij点的极座标为，设最小二乘电心Oi座标为(Xi,yi)，半径Rio最小二乘中心Oi到AN的距离为Rij则当

　　便可求出Oi

　　实际测量中以径向跳动ΔRij代替向径Pij

  (2)

　　设基准轴线过点(xo,yo,zo),方向向量为(l,m,n)，则基准轴线方程为:

　　基准部位各截面最小二乘中心Oi到(3)的距离为:

　　于是有:

　　实际部位最小二乘中心Oi(i=n1十1,...n)到最基准轴线(3)的距离为: