高精度形状测量仪关键技术研究

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1、分类号中原工学院硕士学位论文论文题目：高精度形状测量仪关键技术研究研究生姓名：李志强研究方向：精密测量技术与仪器专业名称：机械制造及其自动化学科门类：工学导师姓名、职称：赵惠英教授二零一四年四月万方数据授予单位代码学号或申请号密级中原工学院硕士学位论文论文题目：高精度形状测量仪关键技术研究研究生姓名：李志强研究方向：精密测量技术与仪器指导教师：赵惠英教授指导教师单位：中原工学院学科专业名称：机械制造及其自动化申请学位级别：硕士论文提交日期：2014年04月论文答辩日期：2014年6月培养单位:中原工学院

2、学位授予单位:中原工学院答辩委员会主席：万方数据中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所作的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名：年月日中原工学院学位论文知识产权声明书本人完全了解中原工学院有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学

3、位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适合本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据中原工学院硕士学位论文摘要高精度形状测量仪关键技术研究专业：机械制造及其自动化硕士生：李志强指导教师：赵惠英教授摘要随着制造技术的发展，相关领域对零件的加工制造精度的要求不断提高，相

4、应对测量仪器的检测精度要求也不断提高。形状测量仪是圆柱体零件形位误差测量的精密仪器，包括测量圆柱体零件的形状误差（如圆柱度、圆度、轴线和素线直线度等）以及部分位置误差（如同轴度、垂直度等）。本文主要针对高精度形状测量仪中包括仪器机械结构的设计、关键零部件的制造、装配工艺，以及测量方法和数据处理方法等关键技术进行研究。根据不同结构形状测量仪的特点和其测量过程的特性，选取了悬臂转台式结构为形状测量仪的总体结构，并采用接触测量和截面法作为形状测量仪的数据采集方法。分析对比了不同结构的导轨副及轴承的结构特点及工

5、作性能，采用多孔质节流气体静压技术的导轨副和回转工作台应用到仪器上，并选用多孔质石墨作为气体静压的节流材料。形状测量仪的核心部件是回转工作台、直线导轨副以及调心调平工作台。针对形状测量仪回转工作台设计了一种轴向止推轴承和径向轴承结合结构的气体静压回转工作台，这种结构的回转工作台能够达到很高的回转精度。使用FLUENT软件对该工作台的止推轴承和径向轴承的静态特性进行了研究，得到了轴承各参数和其性能的关系。采用有限元软件ANSYSWorkbench对直线导轨副的定轨结构进行了分析对比，得出其优化设计方法。气

6、体静压导轨副整体结构为闭式方箱结构，这种导轨副结构具有良好的整体结构对称性，运动精度高。针对本文中研究的形状测量仪体积较小的结构特点，设计了一种能实现微量调整的调心调平工作台，该工作台结构紧凑、调整精度高，适合应用于小型的测量仪器。针对形状测量仪关键零部件的制造过程制定了加工工艺，并叙述了其装配过程。介绍了仪器的误差来源及数据处理方法，对回转工作台的精度检测进行了研究，利用圆柱角尺对气体静压导轨副的运动精度进行了检测。关键词：形状测量仪；测量方法；多孔质节流；气体静压；误差分析；精度检测I万方数据中原工

7、学院硕士学位论文摘要ResearchonkeyTechniquesofHighPrecisionFormMeasuringInstrumentMajor:MechanicalmanufacturingandAutomationName:LiZhiqiangSupervisor:ProfessorZhaoHuiyingAbstractWiththedevelopmentofthemanufacturingtechnology,therequirementofthemechanicalindustryfor

8、themanufacturingprecisionincreasegradually,aswhiletherequirementfortheprecisionofthemeasuringinstrumentishigher.Theformmeasuringinstrumentisakindofprecisioninstrumentformeasuringtheformerror(suchascylindricity,roundness,ax