韩素超，高雪芹，李红菊，王涛，刘立杰

(河北太行计量检测有限公司，河北石家庄050000)

0 引言

专用分度头用于加工炮筒的十字刻线，为我厂自制的关键工序设备。其技术要求为90°间隔旋转，装夹采用三爪卡盘加尾座顶尖的方式，因此采用锥尾轴杆装配正多面棱体的传统方法无法实现校准。

为了准确、方便地实现对专用分度头的校准，设计并加工专用分度头检具，运用正弦原理，通过测量工作面的两端差值，计算出专用分度头在每一工作面的角度分度误差。

1 专用分度头检具

根据专用分度头特殊的装夹及角度旋转方式，借鉴正弦规的工作形式，运用正弦原理，制作了专门用于分度头角度校准的专用检具，通过对专用分度头检具的结构及技术性能的描述，确立了专用分度头校准在理论层面的技术支撑。

1.1 专用检具的结构

根据专用分度头的装夹及旋转方式，将检具设计为在芯轴的一端为与其同心的四方体结构，并且要求四方体的两两工作面互为基准且垂直［3］，以此实现专用分度头的校准。如图1所示［4］，图中数值单位为mm。

图1 专用分度头检具

1.2 专用检具的技术要求

1)四方体四个工作面平面度不大于4 μm。

2)左右两工作面与上工作面垂直，垂直度不大于5 μm;下与上工作面平行，平行度不大于5 μm。

3)轴的直线度不大于2 μm;轴的圆度不大于4 μm。

4)专用检具角度误差不大于1＇。

2 角度校准原理

运用任意两两工作面垂直的特性，将其中的任一工作面与机床的导轨平行，旋转分度头90°，用指示表测量另一工作面两端的差值，利用正弦原理计算每一工作面角度的偏差值［2］。其计算公式为

式中:Δai为某面的示值误差，(″);ΔLi为某面两端测量差值，mm;L为专用检具的边长，mm。

3 校准方法

使专用分度头定位在0°，将专用检具固定在专用分度头上，利用车床窄导轨安装杠杆千分表并通过杠杆千分表将专用检具的任意工作面找正(与机床窄导轨平行);将分度头旋转90°，取杠杆千分表在专用检具另一工作面两端的差值，测量三次取平均值ΔLi;同理，同方向旋转分度头90°测量另两个面的ΔLi值，由公式(1)计算各个面的Δαi，取Δαi中最大值作为最终测量结果。

4 专用分度头分度误差测量结果不确定度的评定

4.1 测量重复性引入的标准不确定度

在重复性条件下，利用杠杆千分表对专用分度头检具工作面两端的差值进行测量，测量重复性引入的标准不确定度可采用A类方法进行评定。连续测量10次得到测量列为0.030，0.025，0.030，0.035，0.030，0.035，0.035，0.025，0.030，0.030 mm。

单次实验标准偏差为

实际测量时，在重复性条件下连续测量三次，以三次测量的算术平均值作为测量结果，可得标准不确定度为

4.2 杠杆千分表最大允许误差引入的不确定度

1级杠杆千分表最大允许误差±4 μm，服从均匀分布，则由最大允许误差引入的不确定度

4.3 专用检具的角度误差引入的不确定度

专用检具的角度不超过±1＇(角度转化为长度偏离量为21.8μm)，服从均匀分布，则由角度误差引入的不确定度为

4.4 合成标准不确定度

引入各标准不确定度分量的因素不相关，因此

4.5 扩展不确定度

取包含概率p=95%，则k=2，有

专用分度头的分度误差±4＇，经分析评定得出的测量结果的不确定度为1.2＇，小于分度误差的1/3，符合误差传递原则。

5 结论

通过对测量结果不确定度的分析表明，用自制的专用分度头检具作为标准器配以杠杆千分表对专用分度头分度误差测量具有可操作性，能够满足专用分度头的技术要求。

［1］国家质量技术监督局.JJG 57-1999光学、数显分度头检定规程［S］.北京:中国计量出版社，1999.

［2］国家质量监督检验检疫总局.JJG 37-2005正弦规检定规程［S］.北京:中国计量出版社，2005.

［3］国家质量监督检验检疫总局.JJG 283-2007正多面棱体检定规程［S］.北京:中国计量出版社，2007.

［4］国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.GB/T 1958-2004产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定［S］.北京:中国标准出版社，2004.

［5］国家质量监督检验检疫总局.JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示［S］.北京:中国质检出版社，2012.