短弧长小曲率之圆弧半径测量

　　工业技术不断地发展,带圆孤的零件日益增多,且精度也不断提高.短弧长小曲率即是圆弧短曲率半径大的工件.该类零件因其弧短、圆周已知信息较少,故其半径测量难且误差较大.下面介绍一种测量方法,该方法所采用的测量仪器是万能工具显微镜或卧式万能测长仪配合小孔测量头使用.

　　1　测量原理

　　如图1所示,利用小孔测量头测出N及M数值后,由下列公式计算圆孤半径[1].对内圆孤半径R,据图1a)有:

　　(N———横向两读数之差　M———纵向两读数之差　d———小孔测头直径)

　　2　测量方法与步骤(以万能工具显微镜上测量为例)

　　(1)将小孔测头(即光学杠杆)装入万能工具显微镜筒上,调整双刻线;使之与已对好零度的网状“+”字中一条线平行;

　　(2)将已清洗好的被测圆孤零件固定于玻璃工作台上,并使圆弧朝向测头的运动方向,如图2所示,

　　(3)在测N和M尺寸时,测头的运动方向不变,在目镜中看到双刻线仍处于“+”字中的同一刻线的两边,如图3所示.

　　测M值所对应的圆心角a不应大于900.从图4所示之测力分析,当在90°范围测量时,测头所受最大力之方向是与测头运动方向一致的,而测头所受侧向力为最小.这种情况正适台于小曲率短圆弧半径之测量.

　　(4)将测得的N和M值以及测头实际直径d一起代入相应的公式(1)或(2)中,即可求得圆弧半径R值.

　　3　测量误差

　　对式(1)或(2)求偏导有:

　　用万能工具显微镜或万能测长仪进行测量时,小孔测头及仪器本身在横向和纵向所引起的误差据数学分析[2]分别为:

△M

　　据误差理论之随机误差合成方法可得,测量半径R的误差为:

　　因仪器上玻璃刻度尺的误差是可修正的,而据N.A.戈里果耶夫“小孔测量”一书,所给小孔测量头之安装误差δ=0·0008 mm,故测量半径之综合误差

　　为证实此测量方法的可靠性,用一个标准环规R=24·9994(即Φ49·9988 mm),进行了多次测量,并使其超过了规定的测量范围(圆心角a大于90°),测量结果仍是稳定的.测量数据列表如表1所示.

　　综上所述,这种测量方法,其测量精度是比较高的,且工作效率也高.

　　4　注意事项

　　(1)当测量数值不稳定时,检查小孔测头是否有轴向间隙,如果有轴向间隙,必须调整螺钉(图2)来消除它.

　　(2)必须进行两次以上测量,取它们的平均值作为最后测量结果.

　　参　考　文　献

　　[1]　戴庆法.工具显微镜的实例及其应用[M].国防工业出版社, 1979.