球形軸尖球頭圓度的非接觸精密測(cè)量
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球形軸尖是某陀螺中的重要零件，是典型的微小球形零件，其尺寸、形位精度和表面質(zhì)量要求高，直接影響陀螺儀的性能指標(biāo)和使用壽命。
球形軸尖的球頭圓度是其重要特性之一，由于球形軸尖的球頭尺寸微小，只有SR0.25*mm 和 SR0.4*mm，其表面粗糙度值為Ra0.012μm, 用常規(guī)的圓度檢測(cè)方法難以進(jìn)行測(cè)量。因此必須對(duì)球形軸尖球頭部位的圓度的檢測(cè)方法進(jìn)行研究，以確定一種切實(shí)可行的檢測(cè)方法，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
圖 1 球形軸尖的結(jié)構(gòu)圖
球形軸尖的材料為硬質(zhì)合金 YG11，硬度可達(dá) HRA87，加工主要采用磨削、研磨及拋光的工藝。SR0.25 0 -0.008mm 或 SR0.4 0 -0.008mm 和球頸部分以及長(zhǎng)度尺寸 1.6+0.005 -0.005 mm 采用成型磨輪經(jīng)過(guò)粗磨、精磨兩次磨削成型，成型砂輪是用金剛石磨輪制作成的。
圖 2 球形軸尖的實(shí)物照片
圖 3球形軸尖研拋加工的原理示意圖
3.1 檢測(cè)方法的選擇
圓度常用的測(cè)量方法投影比較法，圓度儀法，坐標(biāo)測(cè)量法，兩點(diǎn)三點(diǎn)法。測(cè)量方法的分類，按獲得測(cè)量結(jié)果的方式分為直接測(cè)量和間接測(cè)量，按比較方式分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量，按接觸形式分為接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量。球形軸尖的球頭尺寸微小，只有 SR0.25mm和 SR0.4mm，而且表面粗糙度值為 Ra0.012μm。
由于球形軸尖的尺寸微小、表面質(zhì)量高不能損傷和檢測(cè)精度要求高這幾個(gè)方面的特點(diǎn)，因此球形軸尖圓度的檢測(cè)方法必須滿足的條件是非接觸測(cè)量，檢測(cè)儀器測(cè)量誤差不大于 0.8μm、分辨率 0.1μm；而且由于球頭尺寸微小最好具有放大觀察或顯示功能。
圓度儀法測(cè)量具有高精度和高準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，是圓度測(cè)量的首選，但因?yàn)槭墙佑|測(cè)量因此不能采用；投影比較法必須具有很大的放大倍數(shù)，否則無(wú)法保證 2μm 的檢測(cè)精度，我單位沒(méi)有這樣高放大倍數(shù)的投影儀。
結(jié)合單位目前的實(shí)際，最終選擇加裝光柵尺的萬(wàn)能工具顯微鏡，它是基本符合這幾項(xiàng)要求的測(cè)量?jī)x器。
3.2 圓度檢測(cè)試驗(yàn)
試驗(yàn)采用的兩種型號(hào)的球形軸尖，兩種球形軸尖除球頭直徑不同，其它要求全部相同，球頭圓度要求均為 0.002mm 。
所用檢測(cè)儀器為萬(wàn)能工具顯微鏡，儀器編號(hào)為 2982；如圖 3 所示。該儀器光學(xué)系統(tǒng)的分辨率 1μm，改進(jìn)后加裝的精密光柵尺的分辨率為 0.1μm。
該儀器的測(cè)量方式為將被測(cè)物體放大后進(jìn)行目測(cè)瞄準(zhǔn)，光柵尺讀數(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)采集顯示。
圖 3萬(wàn)能工具顯微鏡實(shí)物圖片
將檢測(cè)的Φd 直徑值中的最大值減去最小值，然后將其差值除以 2 即為半徑差值，這樣所得的數(shù)據(jù)也就為圓度值。
評(píng)論