用分度頭測量圓度誤差的數據處理

2011-06-23 03:02:00覃愛梅黎良新

裝備制造技術 2011年11期

關鍵詞：測量區域

覃愛梅，黎良新

（廣西大學機械工程學院，廣西南寧 530004）

圓度公差是14種形狀和位置公差的特征項目之一，無基準，是機械產品檢測中常見的一種形位公差項目，是形狀公差的一種。形狀公差是單一實際要素的形狀所允許的變動全量。圓度公差帶是垂直于軸線的任一正截面上半徑差為公差t的兩同心圓之間的區域。

1 圓度誤差的主要測量方法

1.1 用指示表測量

用指示表測量，如測量孔，為兩點法，是屬于相對測量法，也是接觸量法。因此，在測量之前應該用標準環或用量塊組成一標準尺寸置于量塊夾中，調整儀器（如：百分表）零點。在孔的3個截面兩個方向上，共測6個點，按孔的驗收極限及圓度公差判斷其合格性。其圓度誤差值為同一橫截面位置的兩個方向上測量的實際偏差之差的一半，取各測量位置的最大誤差值作為圓度誤差，其值應小于圓度公差。

1.2 三坐標測量機測量圓度誤差

三坐標測量機測量圓度誤差，有其不可替代的優越性，其不受測量過程中需要裝夾零件所帶來的誤差影響，將被測零件固定放在工作臺上即可，同時可建立與設計基準相同的坐標系，通過測量軟件，采集一定數量的分布點去包含該截面圓，至少測4點，最多測100點，可以準確反映實際對象的形狀特征的點。其測量數據經測量軟件處理，以工程技術報告的形式打印出圓度誤差的結果，圓度誤差小于或等于圓度公差為合格。也就是三坐標測量圓度誤差只需用測頭探針對工件取點采樣，即可快速輸出測量結果，不用我們對數據進行處理。

1.3 用分度頭測量的方法

常用分度頭測外截面圓。把被測零件裝在光學分度頭的兩頂尖間，將指示表引向工件，前后移動指示表，使其測頭接觸于工件的最高點，指示表讀數的轉折點位置，即為正確位置。將分度頭的外表的活動度盤轉到0°，記下指示表上的讀數，也可以將指示表上的讀數度轉于0。轉動分度頭，按要求分度，每分好度數就在相應位置下，記下指示表上的數據。最后還要經過人工數據處理，才能得到該被測零件的圓度誤差值。某直徑為Ф30mm軸類在分度頭上每隔30°分度一次，用千分表讀數，測量數據如表1。

表1 某Ф30mm軸的圓度測量數據

2 數據處理

圓度誤差的評定，主要有4種評定方法：

最小二乘法，最小區域法，最小外接圓法，最大內接圓法。

而最小外接圓法、最大內接圓法評定的圓度誤差，一般均比用最小區域法評定的圓度誤差大。因此，用最小區域法評定的圓度誤差，是圓度合格性的最后仲裁依據。下面以分度頭測截面圓所得表1測量數據做最小區域法的數據處理。最小區域法數據處理有2種方法：

2.1 計算法[1]

在評定圓度誤差的過程中，先大致選符合交叉準則的4點代入計算式，算出同心圓的圓心坐標，后以同心圓的坐標為圓心，作過所選4點兩包容圓，若實際輪廓全部在兩同心圓之間的區域，則計算出的圓度誤差是符合最小條件的圓度誤差；若實際輪廓超出在兩同心圓之間的區域，則應重新選點迭代，直到符合條件為止。

2.2 作圖法

作圖法也有二種方法。

（1）第一種方法。角度序號1也就是角度坐標0°時相對矢徑誤差很小或為0時，在分好度數坐標上作一補助圓，直徑由我們定，這圓使我們作圖方便就行；

（2）第二種方法。直接把測量得到的相對矢徑誤差直接放大作圖，按比例畫在分好度數坐標上，如圖1。然后按最小包容區域法去找同心圓的圓心，同心圓的圓心查找可用透明的同心圓玻璃模板、同心圓的內圓連線平分線與同心圓外圓連線平分線的交點、目測等等。

圖1 作圖法求圓度誤差

由圖1可知，同心圓的內圓上有過4點（90°）和 10點（270°），同心圓的外圓過 2點（30°）和 6點（150°），且符合最小包容區域的條件：用同心圓去包容誤差曲線，內圓至少有2個誤差點落在內圓的上面，其他點在內圓的外面；再以內圓的圓心為圓心畫外圓，外圓也至少在2個誤差點落在外圓上，其他點在這個外圓的里面，且落在外圓的2個誤差點跟落在內圓的二個誤差點是交叉出現的。

代入計算法[1]計算公式