三针圆度测量附件的研究与应用

　　三针作为螺纹塞规测量的标准器具， 随着核主泵、军品等重要产品的陆续投产，对其检测准确度要求也越来越高，其中圆度测量按照以往的测量方法根本达不到准确度要求(二点法)。 为适应生产需要，提高测量准确度，笔者经过研究，设计制作出一专用附件，以实现三针圆度的测量。

　　一、三针简介

　　三针是由测量部位为相同直径D的3根量针(小直径圆柱)组成1组的钢质量具，主要用于测量外螺纹单一中径， 也可作为标准直径尺寸用于其他精密尺寸或形位公差的测量，其测量范围为Φ(0.118～3.468)mm。

　　二、三针圆度测量附件的设计

　　利用立式光学计所配备的一个具有固定小轴的专用工作台，配上特制的空心测帽。 然后将V形角为60°的菱形插头(螺纹千分尺的插头)插入空心测帽孔内，测量装置如图1所示。

　　三、测量方法

　　将该装置安装在立式光学计的工作台上，在光学计的测杆上装一个窄平面测帽，并使其长边与菱形插头的凹槽垂直。将三针放入菱形插头与窄平面测帽之间，并使三针的中部与测帽接触，调整仪器，使光学计的示值位于零位或其附近某一示值。将三针转动1周，按光学计读数， 其最大示值与最小示值之差的1/3为三针的圆度(三点法)。

　　四、三针圆度测量结果的不确定度分析

　　1.数学模型

　　f=L+δ

　　式中：f———三针的圆度;L———三针中截面上最大值与最小值之差的1/3;δ———f的误差。

　　2.输入量L的标准不确定度评定

　　(1)测量重复性引入的标准不确定度u(L1)

　　选择直径为0.866mm的三针，在重复性条件下连续测量10次圆度，得到测量列(单位：μm)分别为0.2、0.3、0.1、0.2、0.2、0.3、0.2、0.1、0.2、0.1，则Lp=1/n∑Li=0.19μm，平均值的标准差：sp=0.07/=0.02μm

　　(2)立式光学计最大允许示值误差引入的标准不确定度u(L2)

　　因立式光学计最大允许示值误差为0.2μm，视其为均匀分布，故标准不确定度为u(L2)=a/k=0.2/=0.12μm

　　3.合成标准不确定度

　　4.扩展不确定度

　　取k=2，则U=kuc(L)=2×0.12=0.24μm

　　五、检定三针圆度插头尺寸的选择(见表1)

　　六、测量准确度验证

　　用二点法测量圆度，实际上测的是同一截面上各点的直径差，当被测件表面轮廓呈奇数多菱形时便测不出误差值。 用二点法在光学计上测量时，若放置不稳，将产生测量误差，而用本装置(即三点法)测量三针圆度，是两点定位、一点测量，其测值稳定，准确度高。 通过对直径为0.866mm的三针进行的测量实践得到了论证。