细长小孔孔径精密测量系统的设计及精度分析

随着现代化科学技术和机械、航空航天，军事等工业的迅猛发展，对孔类零件的加工和测量提出越来越高的要求，而孔径的精密测量也一直是在长度测量中较为困难的课题，特别是测量精度高且工件的形状比较复杂的小尺寸孔径测量一直没有有效的方法。本文在研究比较了各种现有的孔径测量方法和原理的基础上，提出了采用数字式气动量仪实现细长小孔类零件孔径的精密自动测量方法，并根据气动量仪的测量特点和孔的结构特点，设计出精密孔径测量系统。 本论文针对精密孔径测量，围绕着提高孔径测量精度的方法与技术展开了深入的研究。论文的主要研究内容包括： 1、比较了现有的孔径测量方法和测量原理，并结合被测孔径的结构特点及在实际测量中的具体要求，探讨出一种简单、有效可行的细长小孔精密孔径测量的方法。 2、基于对细长小孔精密孔径测量中方法和技术的研究，设计了精密孔径自动测量系统。 3、根据测头和被测件的封闭链关系，应用齐次坐标变换法，建立了精密孔径测量系统的测量误差数学模型，根据该模型可以有效地判断出影响测量精度的误差源，这有助于对测量系统进行有效的误差补偿从而提高测量系统的测量精度。 4、对精密孔径自动测量系统进行了精度分析和研究，并提出了提高测量系统测量精度的方法和措施。 本文对影响测量精度的误差源进行了分析，结果表明该测量系统测量精度高，精度可达0.5μm。该测量系统测量方法简单，对定位误差的精度要求较低，对环境的要求不高，极大的提高了现场的测量精度和测量效率，具有很高的实用价值。