大半徑小弧角類工件的測量方法探討

唐倩++吳燕

摘 要：在日常工作中，由于大半徑、小弧度類工件自身的特點，導致在測量它的半徑和圓心位置時，如果采用一般的方法，則可能會出現較大的偏差。但在現實中又不得不面對很多這樣大半徑、小弧度零件的測量工作。下面簡要介紹一種測量方法，以解決這類零件在測量中出現偏差較大的問題。

關鍵詞：大半徑；小弧角；零件；極徑測量法

中圖分類號：TB921 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）05-0047-01

1 研究背景

大半徑、小弧角類工件，因為留存下的實體相對較少，導致可實測數據也相對較少，使得直接測量工件的半徑和圓心位置尺寸十分困難，無論用什么測量方法，都必須在被測的短圓弧上取點。由于各種因素，測量結果往往會產生取點誤差。對于每一個點的微小取點誤差，都會產生圓心位置及圓弧半徑的測量偏差，因而成為了三坐標測量的一道難題。而在機械零件的檢測中，這類工件或產品卻大量存在，如何得出準確而又符合實際使用狀況的測量數據，成了檢測人員眼前比較棘手的難題。

在多年的實際工作中，我們接觸到的大半徑小弧角類工件基本上可以分為兩類情況：①是對半徑和圓心位置尺寸都有較高的公差要求——既要保證半徑合格，又要保證圓心位置的正確性。②只對半徑尺寸有嚴格的公差要求，而對其圓心沒有嚴格的位置度要求，或者是對圓心位置不作要求卻對圓弧某一處的最高點有嚴格的尺寸要求。也就是說在實際使用中真正發生作用的只是以實體形式存在的短圓弧段。因此采用創建圓心位置為坐標原點的極徑測量能比較準確地得到所需檢測參數的實測值。

2 極徑測量法

極徑測量法適用于大半徑小弧角類零件中對圓弧半徑尺寸和圓心位置尺寸都有公差要求的產品半徑和圓心位置尺寸的測量。這類零件應用的是部分圓弧輪廓，對圓弧半徑公差要求，從實際使用上可看作是對使用的圓弧段的輪廓度的要求。但為了使測量項目與圖紙標注的半徑和圓心位置尺寸相符，不能直接去評定實體圓弧的輪廓度，只能測量出半徑值和圓心位置尺寸。極徑測量法的基本步驟如下：①按零件圖紙技術要求，建立好零件坐標系，如圖1所示。②將零件坐標系原點移至所需測量圓弧的理想圓心，建立子坐標系，如圖2所示。③在所需測量的圓弧上采集測量點，得到在此子坐標系內各測量點的極徑，如圖3所示。④按照各點極徑的實測數值可知此狀態下圓心偏離理想位置的方向。首先要

考慮的是圓弧兩端及中間三個部位的極徑值。如果圓弧兩端的極徑值不相等，即R1≠R2，則說明圓心位置對于圓弧兩端不對稱。這時，圓心位置坐標點的調整方向主要是垂直圓弧中間極徑的方向，即垂直于R0方向，需調整至兩端極徑相等。⑤在保證圓心位置與圓弧兩端的對稱性的前提下，再看兩端極徑與中間極徑是否相等。如果不等，就在中間極徑的方向上再次調整，直至圓弧兩端和中間三個部位的極徑值相等，即：R1=R2=R0，此時的極徑值即為所需測量的圓弧的半徑值。⑥返回零件主坐標系，這時圓心的坐標值（X，Y）即為所需測量的圓心位置尺寸，如圖4所示。

圖1 零件坐標系 圖2 以理想圓心建立子坐標系

圖3 子坐標內各測量點徑 圖4 圓心位置尺寸

在圓弧測量中，圓弧圓心和半徑測量誤差的傳遞因數會隨著中心角的減小而增大。短圓弧的功能特性和加工工藝往往將圓心作為固定值。所以，我們在測量時應將圓心的理論值作為預定原點，然后再逐漸向實際值逼近，以得到比較準確的測量結果。

參考文獻

[1]梁國明.長度計量人員實用手冊[M].北京：國防工業出版社，2000.

〔編輯：王霞〕

Explore Methods of Measurement Radius Arc Angle Large Class Artifacts

Tang Qian， Wu Yan

Abstract： In their daily work， due to the large radius， small curvature work pieces own characteristics， resulting in the measurement of its radius and center position， if the general approach may be greater deviation. But in reality they have to face many such large radius， surveying the small curvature of the part. The following briefly describes a measurement method to solve this kind of problem parts large deviations in the measurement.

Key words： large radius； small arc angle； parts； pole diameter measurement method