用球径仪测量球面半径

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1、用环式球径仪测量球面曲率半径一、实验目的1.熟悉环式球径仪的结构原理，掌握该仪器的使用方法。2.拿握利用环式球径仪测虽:球面曲率半径的原理、方法。二、实验原理用环式球径仪测最球面曲率半径的原理是，通过测最某部分球面对应的矢高及弦半径，计算该球面的Illi率半径。这种方法属于I'可接测量法。由图15-1的几何关系得到(15-1)7R=—2xr式中R——球面曲率半径；r部分球而的弦半径;兀尺—对应该部分球面的矢高o若测量厂、Xr,则利用公式(15-1)可计算球而曲率半径为准确地测量弦半径尸值，一般采用一定尺寸的测量环，

2、坏半径广是经过和密测量的，作为已知数据，所以实际测量球面1111率半径时，只要测出矢高兀尺即可。为提高测量精度，在测量环上装冇已知半径为p的三个小钢球。测量时使被测球面与三个小钢球接触,如图15-2所示。由图屮儿何关系可得到计算球面Illi率半径的公式为式中r——三个钢球中心决定的圆半径；心——三个钢球顶点决定的平面到被测球面顶点的距离。式中。前的符号，当被测球面为凹面时取“+”；为凸面时取三、实验仪器设备该方法测最曲率半径用的环式球径仪主要由三个部分组成：1・测量环图15-2球而曲率半径测量原理图a）被测球而为凸

3、而b）被测球而为凹而测量环是被测件的定位元件。环式球径仪一般备有七至九个不同厂值的环，以便测量不同口径的零件时选用。环上分布三个小钢球，半径小的环制成刃边形式。三个小钢球中心决定的圆半径为小钢球半径°是事先精密测最的，并列入仪器的说明书中。2•测量杆测量杆位于测虽:环的中央，并可以在为三个小钢球中心决定的平面垂直的方向移动。测量杆上装有0™30nini的刻尺，作为测虽:无尺值的长度标准器。采用重锤阻尼器使测虽:杆始终受一向上的力，测量时杆的顶端与放在测量环上的被测件相接触。1.读数系统采丿ij读数显微镜读出测量杆上

4、刻尺的刻度，读数显微镜的测微ri镜有：阿基米徳螺旋式。它们的最小格值为0.001mm,用来细分测量杆.上的亥IJ尺。图15-3为用阿基米徳螺放测微口镜的球径仪光路图。图15-3球径仪光路图1•反光镜2■滤光镜3•保护玻璃4•刻尺5•平板玻璃6•显微镜物镜7•棱镜8■螺旋线分划板9■固处分划板10-Kift阿基米德螺线的读数方法如图1所示为读数显微镜视场，旋转螺钉可使圆刻度尺（分为100格）从小到大或由大到小旋转，使在阿基米徳螺线范围内的毫米刻度尺刻度线落在阿基米德双线之间，这时即可读数。图屮所示读数读法如下：毫米刻

5、度尺读数为46mm、1/10毫米分划板上的示值读为0.2mm,分划板的箭头所指［员I刻度盘上的示值读数为0632.0mm,其中最后一位为估读值,所以结果读数为：46.2632111111o因1诃皿七长也厨显微镇视场四、实验内容和步骤（1）调整反射镜使视场屮达到满意的壳度。（2）调整目镜使视场屮的分划清晰。（3）根据被测件口径选择测量环，使其获得尽量人的尢尺值。将选取好的测量环装在仪器上。（4）确定测量零位。首先放松测量杆的锁紧螺钉，将测最杆上移，控制手轮使测最杆头部不超出测量环，将平品放在测虽:环上。测量杆头部轻轻

6、与平品接触。此吋读数并记录。该读数为零位读数，用坷表示。（5）取F平晶，放上被测零件，使测量杆头部与被测球而接触。记录此时读数为无2。五、计算所测半径R1计算矢高兀尺值其计算公式为xR=x2-X]（15-5）2.计算球面曲率半径/?用式（15-5）计算出心值，由仪器说明书查岀所用测量环的八°值，按下式（15-2）计算被测球面的曲率半径。R=-—+—±p（15-2）2xr2式中r——三个钢球中心决定的圆半径；天r——三个钢球顶点决定的平而到被测球而顶点的距离。式屮。为钢球的半径，它前面的符号，当被测球面为凹面时取“+

7、”；为凸面时取仪器各测最环的旷和。值，参见打描件屮的数值。