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1.2 圆度仪的国内外发展现状
1.3 圆度仪的改进与提高
随着高新技术的发展和科学水平的不断提高,在生产过程中所要求的精度也越来越高,而圆度仪作为精密测量圆度误差的精密量仪,为适应现代化工业生产的需要,必须不断地提高技术水平与效率,具体地说,应从以下几个方面入手：
(l) 提高仪器的精度
提高仪器的精度主要从两方面考虑:一是提高机加工质量,关键件的质量应保证; 二是误差修正。
(2) 研究鉴定仪器和测定关键件的方法和手段
(3) 开发软件
(4) 开发非接触式测头
由于在接触式测量中测头在接触被测表面时都有一个力的作用,而各种材料受力后都会产生压缩变形,这种变形虽然不大,但在精密测量中,尤其是对小尺寸零件就必须予以考虑。另外,仪器的长久使用使测头磨损也会对测量造成影响"非接触式测量是无损测量,采用非接触式测头恰好可以解决这个问题。
(5) 完善外围设备
可以预见,随着电子工业的不断发展,电子器件成本的不断降低, 会有更多新型传感器,电子元件,电子电路应用在仪器上,而且计算机在仪器上的应用将会愈来愈广泛,实现仪器的高效率。
2 圆度误差的测量与评定
2.1 圆度误差的测量方法
圆度误差是指在垂直于回转轴线截面上的轮廓对理想圆的变动量。测量圆度误差的方法有很多种,如:两点三点测量法、坐标测量法、半径测量法等。
2.1.1 圆度误差的两点三点测量法
在生产中,广泛采用两点、三点法测量圆度误差。该法设备简单, 测量方便。尤其是在一些大型零件不能采用圆度仪测量的情况下,更能显示出两点、三点法的优点。
两点法就是生产中普遍使用的游标卡尺、千分尺、光学比较仪等测量孔、轴直径的方法。如图2.1,此法适用于测量内、外旋转表面的偶数棱形状误差。检测时可以转动被测零件,也可以转动量具。例如,用千分尺测外径,内感内径千分尺测内径,若被测零件较大,转动量具比转动零件更为方便。
图2.1 两点法测圆度误差
两点法测出的各直径不一定具有共同的圆心,所以最大直径与最小直径之差和同心圆之半径差间没有换算关系。因此,两点法并不符合圆度定义,仅为一近似测量方法。
三点法测量圆度的检测方法皆为对称安置。有顶点式和鞍式等,三点法适用于测量内、外旋转表面的奇数棱形状误差,适宜测大型零件。由于三点法简单易行,生产中广泛使用。但圆度误差的准确测量还要在圆度仪上进行。
2.1.2 圆度误差的坐标测量法
圆度误差坐标测量法分为直角坐标测量法和极坐标测量法两种。
(l) 直角坐标测量法:运用坐标测量装置,对被测轮廓在直角坐标中采样,测量一定数量采样点的直角坐标值,就能进一步评定圆度误差。
(2) 极坐标测量法:在极坐标系中测量圆度误差,需要有精密回转轴系的分度装置,分度头和分度台等,多被测轮廓规定拟测量的采用点数,用计时器指示半径变化量。这样,被测零件在分度装置上每转过一角度θ，就可以得到相应的半径变化量∆R,故有极坐标值M(θi, ∆Ri)。然后,可以用图解法或计算法求圆度误差,对圆度误差进行评定。
3. 圆度误差的半径测量法
圆度误差半径测量法是运用检测原则与理想要素比较的圆度误差测量方法。测量时,被测工件的横截面内实际轮廓与其理想圆直接进行比较,从而获得被测轮廓的半径变化量,测量中的理想圆是由测头动点的轨迹所体现的。圆度仪是运用半径测量法的圆度误差专用测量仪器。为了能够获得被测量轮廓各采样点的数据,仪器必须有一精度的回转轴系和用来反映半径变动量的高灵敏度指示器。
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