《圆度误差的测量》PPT课件

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1、 5-3 圆 度 误 差 的 测 量 主 要 内 容 ：1、 圆 度 误 差 的 定 义 及 其 几 何 特 性 径 向 性 、 周 期 性2、 测 量 方 法 基 本 方 法 ： 整 周 连 续 的 圆 度 仪 法 近 似 法 ： “ 二 点 法 ” 、 “ 三 点 法 ”3、 圆 度 误 差 的 评 定 最 小 包 容 区 域 法 最 小 外 接 圆 法 最 大 内 切 圆 法 最 小 二 乘 圆 法 4、 四 种 评 定 方 法 的 比 较 一、圆度误差的定义及其几何特性1、 定 义 ： v 圆 度 误 差 ： 指 包 容 同 一 正 截 面 实 际 轮 廓 且 半 径 差 为 最 小

2、的 两同 心 圆 间 的 距 离 f圆 ( )。f R R圆 max min 。 圆度误差v 圆 度 公 差 带 ： 在 同 一 正 截 面 上 半 径 差 为 公 差 值 t的 两 同 心 圆 之 间 的 区 域 。 2、 几 何 特 性 ：v 径 向 性 ： 圆 度 的 误 差 值 反 映 在 圆 周 的 半 径 方 向 上 ， 故 其 基 本 的 测 量 方法 应 为 “ 半 径 法 ” （ 依 其 “ 周 期 性 ” ， 应 为 整 周 连 续 测 量 ） 。v 周 期 性 ： 圆 度 误 差 大 小 的 变 化 ， 在 圆 周 方 向 上 周 期 连 续 随 机 变 化 。 故可 将

3、 圆 的 轮 廓 形 状 以 富 氏 级 数 形 式 表 示 ： r c i aii i0 1 sin 式 中 : ( )任 一 角 时 向 量 半 径 ； ro富 氏 级 数 常 量 ； ci,ai富 氏 系 数v 上 式 意 义 ：A 可 以 把 轮 廓 形 状 看 成 是 由 一 个 平 均 半 径 为 r0的 圆 和 若 干 个 按 不 同 周期 变 化 的 形 状 误 差 波 形 的 叠 加 。B 右 端 和 式 中 每 一 表 达 式 代 表 一 个 谐 波 分 量 ， 反 映 一 定 的 几 何 意 义 。 各 次 谐 波 依 次 反 映 各 种 边 数 的 棱 圆 度 误 差

4、可 采 用 “ 两 点 法 ” （ 直 径 法 ） ， “ 三 点 法 ” （ V型 法 ） 测 量 。 二、测量方法v 基 本 测 量 方 法 ： 整 周 连 续 测 量 法 专 用 圆 度 仪 上 测 量 ；v 近 似 法 ： “ 二 点 法 ” 、 “ 三 点 法 ” 用 通 用 量 仪 测 量 。v 其 他 测 量 方 法 :坐 标 法 等 圆 度 仪 法 ：v （ 1） 测 量 原 理 ： 以 高 精 度 的 回 转 中 心 线 为 测 量 基 准 ， 利 用 传 感 器 和 被测 零 件 接 触 ， 采 用 “ 半 径 法 ” 动 态 连 续 测 量 不 同 转 角 位 置上 实

5、际 轮 廓 到 回 转 中 心 的 半 径 变 化 量 ， 并 以 一 定 的 评 定 方法 得 出 被 测 工 件 的 圆 度 误 差 。 v（ 2） 基 本 形 式 ：转 台 式 （ 工 作 台 回 转 式 ） ： 性 能 稳 定 ， 适 用 于 测 量 小 型工 件 零 件 。 图5-29 圆度仪转 轴 式 ： 承 载 能 力 强 ， 回 转 精 度 高 图5-30 测头安装误差（ 3） 测 量 误 差 及 消 除 方 法 主 轴 回 转 误 差 ， 无 法 消 除 。 工 件 安 装 误 差 ：安 装 偏 心 误 差 。 消 除 ： 采 用 偏 心 调 整 结 构 。 滤 波 ： 消

6、除 一 次 谐 波 的 影 响 工 件 安 装 倾 斜 所 引 起 的 误 差 测 头 安 装 误 差 ： 测 头 尽 量 沿 工 件 直 径 方 向 安 装 表 面 粗 糙 度 的 影 响 ： 用 滤 波 的 方 法 消 除 。 机 械滤 波 、 电 路 滤 波 其 他 ： 测 头 半 径 ， 测 力 等 。 v 指 示 表 的 示 值 S和 圆 度 f圆 的 关 系 为 ： f圆 式 中 ： K为 一 系 数 ， 又 称 圆 度 误 差 在 指 示 表 上 的 放 大 倍 数 。 与 棱 圆 数 n 、 V形 块 角 度 值 、 指 示 表 测 量 轴 线 相 对 于 V形 槽 对 称 平

7、 面 倾 斜 角 有 关 。1、 三 点 法 （ V型 块 法 ） 测 量v 假 设 ： 各 种 棱 圆 度 都 是 均 匀 的 。v 方 法 ： 将 工 件 放 在 V形 块 上 ， 旋 转 一 周 ，用 指 示 表 的 最 大 与 最 小 读 数 差 来 确 定 工件 的 圆 度 误 差 值 。 实 际 运 用 中 ， 又 分 ：正 V形 法 、 偏 V形 法 。图5-31 V形块法 （二）简便测量法： 适 应 在 车 间 中 测 量 一 般 精 度的 工 件 圆 度 误 差 n 下 图 为 投 影 光 学 分 度 头 n 下 图 为 光 学 分 度 头 测 量 原 理 图 v 正 V形

8、法 和 偏 V形 法 的 比 较 ：正 V形 法 ： 需 已 知 棱 圆 数 n, n未 知 需 用 多 v法 。偏 V形 法 ： 对 最 常 出 现 的 棱 边 数 n（ 3， 5， 7， 9） 有 相同 K， 故 n未 知 ， 亦 可 测 量 。2、 两 点 法 ： 适 用 于 偶 数 棱 的 圆 度 误 差 的 测 量v 方 法 ： 测 量 时 让 工 件 回 转 一 周 ， 由 指 示 表 读 出 最 大 差 值 ， 取其 一 半 为 圆 度 误 差 。 v 局 限 性 ： 该 方 法 不 能 发 现 奇 数 棱 的 圆 度 误 差 ， 测 得 直 径 值 不直 接 体 现 圆 度 误

9、 差 定 义 。问1:若无圆度仪,能用整周连续测量法吗?问2:利用已学过测量设备,设计一圆度误差的测量方法,并估计测量方法误差? 三、圆度误差的评定v 实 质 即 理 想 圆 圆 心 位 置 如 何 确 定 ， 实 用 中 有 四 种 评 定 方 法 。v 1 最 小 包 容 区 域 法 （ 或 称 最 小 半 径 差 法 ） ：包 容 实 际 轮 廓 且 半 径 差 为 最 小 的 两 同 心 圆 的 圆 心 ， 即 理 想 圆 的 位 置 ， 它符 合 最 小 条 件 。判 定 ： 由 两 同 心 圆 包 容 被 测 实 际 轮 廓 时 ， 至 少 有 四 个 实 测 点 内 外 相 间

10、地在 两 个 圆 周 上 ， 该 法 亦 称 “ 交 叉 准 则 ” 。v 2 最 小 外 接 圆 法 ：以 包 容 实 际 轮 廓 且 半 径 为 最 小 的 外 接 圆 圆 心 为 理 想 圆 的 圆 心 。 v 3 最 大 内 切 圆 法 ：以 内 切 于 实 际 轮 廓 且 半 径 为 最 大 的 内 切 圆 圆 心 为 理 想 圆 的 圆 心 。v 4 最 小 二 乘 圆 法 ：以 实 际 轮 廓 上 相 应 各 点 至 圆 周 距 离 平 方 和 为 最 小 的 圆 的 圆 心 为 理 想 圆 的圆 心 。 图5-32 圆度误差的评定 四 、 四 种 评 定 方 法 的 比 较v

11、最 小 包 容 区 域 法 ：符 合 国 家 标 准 规 定 ， 评 定 结 果 值 为 最 小 值 ， 数 值 唯 一 ，但 中 心 位 置 不 一 定 唯 一 ， 能 最 大 限 度 的 放 过 合 适 品 。 v 最 小 二 乘 圆 法 ：唯 一 中 心 ， 唯 一 误 差 值 ， 结 果 不 易 受 个 别 点 误 差 的 影 响 。但 通 常 采 用 此 法 时 ， 要 求 满 足 表 面 连 续 的 条 件 。 v 最 小 外 接 圆 法 和 最 大 内 切 圆 法优 点 ： 基 于 光 滑 圆 柱 环 塞 规 检 验 零 件 的 原 理 而 建 立 的 评 定 标准 ， 符 合

12、实 际 工 作 情 况 。 如 被 检 零 件 是 轴 类 零 件 ：v用 最 小 外 接 圆 法 合 理 ， 因 作 为 评 定 基 准 的 最 小 外 接 圆 体 现 了 被 检 轴 所能 通 过 的 最 小 配 合 孔 （ “ 最 小 环 规 ” ） ， 其 评 定 结 果 就 是 被 检 轴 与 此“ 最 小 环 规 ” 之 间 的 最 大 间 隙 。 如 果 被 检 零 件 是 孔 类 零 件 :v最 大 内 切 圆 法 ， 最 大 塞 规v这 最 大 间 隙 反 映 了 被 测 零 件 配 合 的 不 稳 定 性 。 缺 点 ： 个 别 误 差点 影 响 大 ， 误 差 值较 大 ， 对 同 样 轮 廓截 面 内 接 、 外 切 圆 心 不 同 ， 结 果 差 异大 。