半球零件的磁力装夹检测装置分析

米军辉，李思达，庞国旺

（北京航天控制仪器研究所，北京 100039）

0 引言

半球零件作为一种电机轴承用半球型偶件［1⁃2］，其表面镀制TiN膜层和TiN+DLC膜层，在航空、航天及其他机械领域得到了广泛的应用。其球面轮廓度（以下简称球度）及尺寸精度直接决定了电机的精度和寿命：球度越高，电机的起停摩擦力矩越小，电机的稳定性和寿命越高；而球度越低，则起停寿命和运行稳定性越差［3］。所以，半球零件球度及尺寸精度的检测方法及效率显得尤为重要。

截至目前，国内外众多机构和个人对半球零件的检测方式及装夹方法进行了研究分析。郝维娜等［4］提出了一种使用泰曼⁃格林光路测量系统的方法，利用光干涉法对面型精度进行求解。林明星等［5］采用Mahr圆度仪对陶瓷轴承球进行了球度检验。Calvo［6］使用三坐标测量系统对最小区域球度算法展开了研究，并进行了三坐标测量系统的误差估计和不确定度分析。袁周［7］则深入研究了在使用坐标测量机测量时的测点布局、异常点去除以及误差辨识。上述测量方法中，对半球零件的装夹方式仍都是人工手动装夹，费时、费力且效率低下。针对上述问题，本文设计了一种磁力装夹检测装置，结合三坐标测量机检测程序中 “一键测量”功能，可以实现批量半球零件的快速检测，极大地提高了检测效率，降低了人工成本。

1 装夹技术分析

电机轴承用半球零件的结构如图1所示。零件具有较大的尺寸和较高的形位精度［8］，表面镀有TiN膜层和TiN+DLC膜层，镀膜后要求零件球度小于1μm，球径尺寸公差为±1μm，表面粗糙度［9］小于Ra0.025μm。……