圆弧球径在加工过程中的检测方法

　　压环是汽车与工程机械中的常用零件，如何快捷、准确地在生产现场检测压环上的弧形球径，一直是一个难题。对于弧形球径，较常采用的过程检测方法是圆弧样板对比的方法，而这种测量方法很难准确知道加工出的零件是否符合图纸要求，在改进过程中，利用测量轴承滚道的检测仪来测量压环球径，效果很好，下面分别对这两种测量方法进行误差分析并给出用检测仪测量球径方法。

　　1 用圆弧样板比较测量球径

　　1.1 测量误差分析

　　采用圆弧样板比对，就是用标准圆弧放在被测圆弧上，观察圆弧两边或中间的透光情况，当被测圆弧大于样板圆弧时，圆弧两边有光隙，如图1所示。

　　而被测圆弧小于样板圆弧时，圆弧中间有光隙，如图2所示。

　　从图1、图2可以看出，光隙最大值就是弧高的变动量。

　　用“弦高法”公式[1]:

　　在(2)式中，由于玄长L在测量中不变，对(2)式微分得[1]：

　　从(3)式可看出，H越小，既圆弧越短，光隙估读误差对直径误差的影响就越大。

　　1.2 实例分析

　　以一种压环产品为例，如图3所示。

　　由于压环的圆弧是环形的，能用于比较的圆弧较短，从图中知：压环球径D=114mm，半径R=D/2=57mm,量出圆弧的玄长L=24mm，代入(1)，可计算出弦高H=1.277mm代入(3)得

　　从上式中我们看到，用圆弧样板比对来测量这种压环直径，由于判断光隙的误差而造成圆弧直径的测量误差被放大87.3倍。

　　在表面粗糙度很好的平面用刀口尺可看到0.001mm 的光隙[1]，在实际生产中，由于零件表面及圆弧样板的粗糙度及清洁度不足，球形零件不能垂直观察光隙，而且最大处的光隙只在中间或两边边缘，加上圆弧样板本身的制造公差，所以采用这种方法能判断的圆弧样板最大光隙的误差为±0.01mm，即dH=±0.01mm，代入(4)得：dD≈-87.3，dH≈±0.873mm，即采用圆弧样板比较的方法来检测压环的球径，其测量极限误差约为±0.873mm，而产品的球径公差为0.1mm，测量误差远大于产品公差，采用该方法不可能保证产品球径符合图纸要求。

　　采用圆弧样板测量还受到加工者目测差异的影响，实际上的误差更大，通过采用高精度的三坐标来测量用圆弧样板比较加工出的产品也证实这点，抽检的压环直径有的超过公差1或2mm，不可能满足产品要求。

　　2 采用轴承滚道检测仪测量压环直径

　　2.1 检具结构

　　检具结构如图4所示，检具在高度H方向固定，在玄长L方向上一端是固定测头，另一端与量表连接，以压环的端面定位，用1件符合图纸要求的产品作为标样，标样经高精度测量仪(如三坐标测量机)测出的实际球径。