径向跳动测量中测量基准对实际基准的误差修正法

    一、引言

    在测量径向圆跳动、径向全跳动时,无论是以顶尖支承回转还是以V形支承回转的仪器,或者是转台测量仪器,均存在测量基准(仪器的回转轴线)与实际基准(设计基准)不重合的问题,这种不重合误差是影响此类误差项目测量准确度的一个重要因素。

    为了使径向跳动的测量达到较高准确度,通常在设计制造仪器时,尽量提高仪器的回转准确度(比如,加工圆度准确度较高的顶尖)和提高测头移动方向与仪器回转轴线的平行度,但这些方法并不能替代测量基准对实际基准的误差修正法。在径向跳动的测量中根据被测工件基准的误差状况和被测轮廓对基准位置状况的不同,测量结果可偏大或偏小,从而导致合格件的误废和报废件的误收。随着计算机技术的日益普及,我们有必要也有条件来研究测量基准对实际基准的误差修正法来提高径向跳动的测量准确度,从而降低零件的误废和误收率,提高生产效率和经济效益。

    二 、测量基准对实际基准误差修正法的原理和方法

    测量基准对实际基准误差修正法的原理如图1所示,以径向全跳动(基准为组合基准,单基准只取基准A或B,公差值为m)为例,数据处理采用最小二乘法,对两基准和被测圆柱面分别进行布面布点测量采集数据,按最小二乘法先求两基准圆柱面公共最小二乘轴线(实际基准),再求出该最小二乘轴线与各被测面的交点坐标Oci〔xB(i),yB(i),zB(i)〕,然后各被测截面的测量数据(相对于旋转中心Oi(xi,yi,zi))修正转化为相对于Oci〔xB(i),yB(i),zB(i)〕的数据,最后把各被测面修正后的数据按径向跳动的要求进行评定。测量基准对实际基准误差修正法的步骤为:

    1.在测量有关项目误差数据前,先对基准和被测圆柱面进行合理布面,确定每一截面的z坐标zi(坐标系如图1b所示)。

    2.用测头分别采集左、右基准和被测圆柱面上各截面的数据$r左(i,j)、$r右(i,j)、$R(i,j)(i为截面序号;j为每截面上的测量点数;左、右基准截面序号要连续,被测截面序号要单独标记)。

    3.求左、右基准每个截面的中心坐标Oji(xi,yi,zi),由这些中心点求出左、右基准圆柱面的最小二乘轴线(实际基准)。

    4.求最小二乘轴线与各被测截面的交点坐标Oci〔xB(i),yB(i),zB(i)〕。

    5.将各被测截面相对于测量基准(旋转中心).的原始测量数据$R(i,j)修正转化为相对于实际基准(设计基准)的数据$Rc(i,j)。以任一个被测截面为例如图1c所示,由于测头上读出的数据$R(i,j)实际是某截面上某一点A的旋转半径OiA或旋转半径差,应将OiA($R(i,j)修正转化为OciA〔$Rc(i,j)〕,A点对应的坐标为