一种提高非完整小圆弧曲率半径参数评价精度的方法*

罗智孙,吴国新*,何小妹,何学军,朱春梅

(1.北京信息科技大学 现代测控技术教育部重点实验室,北京 100192;2.中国航空工业集团 北京长城计量测试技术研究所,北京 100095)

0 引 言

非完整小圆弧指的是圆弧轮廓对应中心角度小于120°的、曲率半径范围为0～25 mm的弧线或弧面[1]。非完整小圆弧轮廓性能特殊,在国防科技工业和精密制造业中得到了广泛应用,例如:航空发动机叶片的前后缘轮廓对发动机的气动性能和叶片的疲劳性能产生直接影响;数控机床刀具的刀尖部分直接决定其加工精度;一些精密零部件的边缘倒角用于去除加工毛刺,改善零部件应力集中的情况。

曲率半径参数作为小圆弧轮廓的核心参数,其精度对工件的生产制造性能极为重要,存在精确测量及评定的迫切需要[2]。然而,其非完整性和圆弧半径范围小的特点导致测量及评价难度大,因此,对曲率半径参数估计的准确性一直存在着争议。

通过已有文献对非完整小圆弧评价方法的研究,基本确定了影响曲率半径评价结果的主要圆弧参数,以及各参数对评价过程影响的大致趋势[3]。影响评价精度的主要圆弧参数有圆弧的理论半径、圆弧轮廓点集所对中心角,以及圆弧轮廓点集的轮廓度误差[4]。在通常情况下,圆弧的理论半径越小,评价的难度及误差就越大;圆弧轮廓所对中心角度越小,曲率半径评价的准确性也越差;轮廓点集的轮廓度误差越大,评价精度也随之下降[5]。

在上述3个影响因素中,圆弧半径是要求取的目标值,无法对其进行调节。……