专利名称：V形圆度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种利用V型块进行圆度测量的仪器，属于精密机械测量仪器。
圆度公差是一项科学的评定零件表面质量的公差要求，现有技术中，圆度的测量有两种方法，一种是用转轴式圆度仪测量，一种是用V形块测量。转轴式圆度仪要求一个高精度的基准轴系作为基准，制造成本很高，因此，转轴式圆度仪价格昂贵，同时，对被测零件的限制较多，许多对圆度公差有较高要求的零件，如大、长轴，不能在转轴式圆度仪上测量。现有技术中的V形块测量法，通常测头设置在V形块的夹角平分线上，然后根据测头的最大、最小读数差来估算出零件的圆度误差。这种测量方法存在着较大的测量误差。
本实用新型目的在于针对上述缺陷，提出一种改变测头位置、减小测量误差的V形块测量圆度的仪器。
本实用新型目的可通过以下方式实现该仪器由V形块、传感测头和数字显示器构成，其特征在于所说V形块的外侧面，以滑动传动付的形式，和支承传感测头的夹固滑块连结在一起。滑动付上刻有非标准游标，V型块和滑动夹块的结构形状必须满足V形块夹角 2α＝180°－ (N1)/(N) ×360° ……(A)测杆偏角 β＝α＋ (N2)/(N) ×360° ……(B)tgθ = (1 + sinαcosβ)/(sinαsinβ) ……(C)
其中α为V形块的半角。
β为传感测头轴线与V形块角平分线之间的夹角。
θ为V形块的外侧面与V形块角平分线之间的夹角。
N为自选测点数，一般50≥N≥20
利用上式将自选测点数N，代入(D)中，可以求出N1，N2。再将已得的N，N1，N2代入(A)，(B)式，则可以解出α，β的值来。根据(C)式，确定θ角。
由于N是在一定范围内自选确定的，可以有多种选法；同时(D)式是有不定解的方程，因此，在满足要求的前提下，可以有多组N，N1，N2值，对于每一组N，N1，N2值，都可以有一组α，β的解。经过计算，2α／β 数据组可推荐使用以下方案2α／β80／110，90／81，90／115，92／80，92／96，99／94.5，105／82.5，105／97.5，108／84，108／99，116／108，120／82.5，120／100，120／105，120／112.5，124／112，126／108，130／95，130／115，80／170，84／168，84／172，90／171，90／172.5，96／174，100／172，105／172.5。
对应于每一组α，β值。从(C)式可以求得对应的θ值。
在上述计算结果中，V型块及传感测头与被测零件的三个接触点的位置，分布在被测零件的1／2圆周内，测杆偏角较大，这样的结构设计，给更换被测零件带来方便，而且，测量灵敏度大为提高。
在V形块的外侧面和夹固滑块的滑动传动付上。刻有非标准游标，即V形块滑动面上刻度值为正常度量值的［cosθ／sinα＋cos(β－θ)］倍。
传感测头将测头的位移量经电缆送入数字显示器，该数字显示器是以单片机为核心元件的数据处理器。它把被测信号运用误差联系法则，换算成圆度误差并在数码器上显示结果。如果需要，还可以接微型打印机，直接打印出计算过程和结果。
本实用新型可以根据量程的大小，制作成系列化产品，如φ8－50mm，φ50－120mm……φ500－1500mm等等。
本实用新型中所用的传感测头，是光棚传感测头，也可以使用电感、电容等其他测头。
下面结合实施例参照附图作进一步描述。
图1是有微型打印机的V型圆度测量仪的示意图。图中(1)是V形块，(2)是传感测头，(3)数字显示器，(4)是微型打印机。
图2是V形块和传感测头部分的结构示意图。图中，(5)是V形块的一个外侧面，(6)是夹固滑块，(7)是非标准游标，(8)是锁紧螺钉，(9)是被测零件。
M－M为V形块夹角的角平分线，P－P为传感测头的轴线，α为V形块半角，2α＝105°β角为M－M与P－P之间的夹角，即测杆偏角，β＝97.5°，θ角为V形块的外侧面(5)与M－M的夹角，θ＝43.22°，V形块滑动面上的下端刻线表示被测零件的最小直径，上端刻线为被测零件的最大直径。当某一量程范围内的零件放在V形块上时，旋松锁紧螺钉(8)，调节夹固滑块(6)，使其零线对准在适当位置，则传感测头(2)必定与零件表面接触，旋紧锁紧螺钉即可进行测量读数。需测量N个测点，可以使零件转动N次，也可以让V形块绕零件旋转。
本实用新型与现有技术相比有(1)测量灵敏度高，误差小，测量结果能较严格地反映零件的圆度；(2)使用范围广，可以测量大直径零件，也可以测量细长杆件；被测零件可以是活动的，也可以是固定的。
(3)制造成本低，与转轴式圆度测量仪或同等测量精度的仪器相比，造价约为其十分之一左右。
(4)体积小，重量轻，使用方便，可以用在实验室、计量室中对零件成品测量，也可以用于生产现场对已装夹在机床上的零件半成品的测量。
权利要求1.一种由V形块、传感测头和数字显示器构成的圆度测量仪，其特征在于所说V形块(1)的外侧面(5)以滑动传动付的形式，和支承传感测头(2)的夹固滑块(6)连结在一起，滑动付上刻有非标准游标(7)，V形块和夹固滑块的结构形状须满足V形块夹角 2α=180°- (N1)/(N) ×360° ……(A)测杆偏角 β=α+ (N2)/(N) ×360°-90° ……(B)tgθ = (1 + sinαcosβ)/(sinαsinβ)其中，α为V形块半角。β为传感测头轴线与V形块夹角平分线之间的夹角。θ为V形块外侧面(5)与V形块夹角平分线之间的夹角。N，N1，N2均为正整数。N为自选测点数，N1，N2为自选参数。须满足
经过计算，理想的数据组(2α/β)有80/110，90/81，90/115，92/80，92/96，99/94.5，105/82.5，105/97.5，108/84，108/99，116/108，120/82.5，120/100，120/105，120/112.5，124/112，126/108，130/95，130/115，80/170，84/168，84/172，90/171，90/172.5，96/174，100/172，105/172.5。所说的数字显示器，其核心部件为单片机。
2.根据权利要求1所述的圆度测量仪，所说滑动付上的非标准游标意为V形块测面上的刻度值是正常度量值的［cosθ／sinα＋cos(β－θ)］倍。
专利摘要本实用新型是一种精密的圆度测量仪器，由V形块，传感测头和数字显示器构成。其特征在于支承传感测头的夹固滑块，以滑动传动副的形式，与V形块的一外侧面连结在一起，滑动副上有非标准游标，根据被测零件的直径大小，调节游标，便可进行测量。测量灵敏度高，使用范围广，体积小，重量轻，使用十分方便。可以用于各种不同直径的零件圆度的测量，尤其是可以方便地对已装夹在机床上的零件进行测量。
文档编号G01B21/20GK2037465SQ8821403
公开日1989年5月10日 申请日期1988年9月15日 优先权日1988年9月15日
发明者邹自强, 王江, 李明媛 申请人:中国科学技术大学