大半径小弧角类工件的测量方法探讨

唐倩++吴燕

摘 要：在日常工作中，由于大半径、小弧度类工件自身的特点，导致在测量它的半径和圆心位置时，如果采用一般的方法，则可能会出现较大的偏差。但在现实中又不得不面对很多这样大半径、小弧度零件的测量工作。下面简要介绍一种测量方法，以解决这类零件在测量中出现偏差较大的问题。

关键词：大半径；小弧角；零件；极径测量法

中图分类号：TB921 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0047-01

1 研究背景

大半径、小弧角类工件，因为留存下的实体相对较少，导致可实测数据也相对较少，使得直接测量工件的半径和圆心位置尺寸十分困难，无论用什么测量方法，都必须在被测的短圆弧上取点。由于各种因素，测量结果往往会产生取点误差。对于每一个点的微小取点误差，都会产生圆心位置及圆弧半径的测量偏差，因而成为了三坐标测量的一道难题。而在机械零件的检测中，这类工件或产品却大量存在，如何得出准确而又符合实际使用状况的测量数据，成了检测人员眼前比较棘手的难题。

在多年的实际工作中，我们接触到的大半径小弧角类工件基本上可以分为两类情况：①是对半径和圆心位置尺寸都有较高的公差要求——既要保证半径合格，又要保证圆心位置的正确性。②只对半径尺寸有严格的公差要求，而对其圆心没有严格的位置度要求，或者是对圆心位置不作要求却对圆弧某一处的最高点有严格的尺寸要求。也就是说在实际使用中真正发生作用的只是以实体形式存在的短圆弧段。因此采用创建圆心位置为坐标原点的极径测量能比较准确地得到所需检测参数的实测值。

2 极径测量法

极径测量法适用于大半径小弧角类零件中对圆弧半径尺寸和圆心位置尺寸都有公差要求的产品半径和圆心位置尺寸的测量。这类零件应用的是部分圆弧轮廓，对圆弧半径公差要求，从实际使用上可看作是对使用的圆弧段的轮廓度的要求。但为了使测量项目与图纸标注的半径和圆心位置尺寸相符，不能直接去评定实体圆弧的轮廓度，只能测量出半径值和圆心位置尺寸。极径测量法的基本步骤如下：①按零件图纸技术要求，建立好零件坐标系，如图1所示。②将零件坐标系原点移至所需测量圆弧的理想圆心，建立子坐标系，如图2所示。③在所需测量的圆弧上采集测量点，得到在此子坐标系内各测量点的极径，如图3所示。④按照各点极径的实测数值可知此状态下圆心偏离理想位置的方向。首先要

考虑的是圆弧两端及中间三个部位的极径值。如果圆弧两端的极径值不相等，即R1≠R2，则说明圆心位置对于圆弧两端不对称。这时，圆心位置坐标点的调整方向主要是垂直圆弧中间极径的方向，即垂直于R0方向，需调整至两端极径相等。⑤在保证圆心位置与圆弧两端的对称性的前提下，再看两端极径与中间极径是否相等。如果不等，就在中间极径的方向上再次调整，直至圆弧两端和中间三个部位的极径值相等，即：R1=R2=R0，此时的极径值即为所需测量的圆弧的半径值。⑥返回零件主坐标系，这时圆心的坐标值（X，Y）即为所需测量的圆心位置尺寸，如图4所示。

图1 零件坐标系 图2 以理想圆心建立子坐标系

图3 子坐标内各测量点径 图4 圆心位置尺寸

在圆弧测量中，圆弧圆心和半径测量误差的传递因数会随着中心角的减小而增大。短圆弧的功能特性和加工工艺往往将圆心作为固定值。所以，我们在测量时应将圆心的理论值作为预定原点，然后再逐渐向实际值逼近，以得到比较准确的测量结果。

参考文献

[1]梁国明.长度计量人员实用手册[M].北京：国防工业出版社，2000.

〔编辑：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