立式光学计测量圆柱度误差的研究

    引言

    圆柱度是限制实际圆柱面对理想圆柱面变动量的一项指标，其公差带是半径差为公差值的两同轴圆柱面间的区域。圆柱度误差包含了轴剖面和横剖面两个方面的误差，即圆柱度包含圆度、素线直线度、轴线直线度等，因此圆柱度是圆柱体各项形状误差的综合指标。回转体零件的圆柱度误差对机械产品的量和加工精度有较大的影响，因此，我们发现圆柱度经常在零件图上出现，企业在生产上对圆柱度误差的控制成为必要而且重要的工艺。在职教育教学中，圆柱度误差的评定原则与测量方法是教学的重点与难点。与测量实际尺寸，表面粗糙度相比较，圆柱度误差的测量具有更大的难度。另外，多数中职学校目前没有购买圆柱度测量仪等精密测量设备，要想在教学实践课上让学生能够理解圆柱度误差评定原则，能够比较准确地测量圆柱度误差是教学的难点与困惑。同样在一些小企业没有购买圆柱度测量仪等精密测量设备的，圆柱度的测量对他们也是一大难题。因此在生产实践，在教学实践中研究出一种简易、实用、经济，测量精度高的测量方法来测量圆柱度误差就显得尤为必要与重要。

    一、圆柱度误差评定原则与常用的测量方法

    按 GB ／ T1958－1980 标准规定，评定圆柱度误差可以选用三个原则：与理想要素比较原则、测量坐标值原则、测量特征参数原则。按照这三个原则拟定圆柱度误差常用的测量方法有半径测量法、坐标测量法、两点、三点测量法和分解测量法等。

   （一） 与理想要素比较原则。测量相对于一固定轴线的半径变动量，由半径差按最小区域法、最小外接圆柱法、最大内接圆柱法、最小二乘圆柱法中之一评定圆柱度误差，可沿横向截面或螺旋形截面进行测量。目前按该原则来检测圆柱度误差常用的仪器有圆柱度测量仪，圆柱度测量仪结构采用高精度回转主轴，通过同步电机带动旋转，使安装在主轴下端的传感器测头与被测零件作匀速相对旋转运动，形成接近于真圆的轨迹。测头与被测零件形成标准圆周运动，测头的径向移动量通过传感器信号放大传至计算机中；侧头的上下移动，在零件不同的截面得到不同的轮廓，计算机通过计算将其拟合成圆柱面与理想圆柱面进行比较，从而得到圆柱度误差。圆柱度误差检测也有用圆度仪上附加能沿被测圆柱体作轴向运动的精密直线导轨、电子计算机和相应的程序等来测量的。测量时，长度传感器的测头沿精密直线导轨测量被测圆柱体的若干横截面，也可沿被测圆柱面作螺旋运动取样，测得的半径差由电子计算机按最小条件确定圆柱度误差。在配有电子计算机和相应程序的三坐标测量机上利用坐标法也可测量圆柱度。测量时，长度传感器的测头沿被测圆柱体的横截面测出若干（取样）点的坐标值 x、y，并按需要测量若干横截面，然后由电子计算机按最小条件确定圆柱度误差。