專利名稱：精密筒狀圓柱角尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高精度標(biāo)準(zhǔn)樣件，更具體地說是適用于計量室及其它長度檢測部門使用的一種垂直器，用于檢定直角尺的90度，測量儀器、機(jī)械設(shè)備及零部件的垂直度檢驗。
背景技術(shù)：
目前已有的圓柱角尺為實心圓柱體4，如圖1所示，它的加工環(huán)境往往與使用環(huán)境是不同的，精密圓柱角尺在不同環(huán)境溫度下，產(chǎn)生的熱變形是不同的，這嚴(yán)重影響了它的精度。熱變形研究表明，零件形體任一尺寸的熱變形是與形體其他尺寸直接相關(guān)，并為相關(guān)尺寸的函數(shù)。以此基本理論為出發(fā)點，提出精密零件形體的熱變形存在微觀尺度的非相似性，如直線變?yōu)榉侵本€，平面變?yōu)榉瞧矫?，方體變?yōu)榉欠襟w，漸開面變?yōu)榉菨u開面等。這種在微觀上不按原有形體變化的現(xiàn)象即為非相似性，它對于低精度的精密技術(shù)可以忽略，但對于現(xiàn)代精密技術(shù)則有較大影響。
從零件非相似性熱變形理論出發(fā)，可以發(fā)現(xiàn)實心圓柱體4熱變形后的兩端平面呈現(xiàn)中凸?fàn)钫`差的表面，且圓柱表面呈現(xiàn)鼓狀誤差表面，如圖2所示，這嚴(yán)重影響了圓柱角尺的精度熱變形后，精密圓柱角尺的母線不再是直線，而是一條曲線；上下底面呈現(xiàn)中凸?fàn)畹谋砻妫沟玫酌媾c圓柱面不再垂直，這大大降低了圓柱角尺的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種可以大大降低熱變形誤差的精密筒狀圓柱角尺。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點是設(shè)置中空筒體，筒體的外壁圓柱與內(nèi)壁圓柱為同軸。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、熱變形非相似性規(guī)律的研究表明，熱變形后，中空筒體的母線變化較小，而且由于中部為空心，不再呈現(xiàn)出中凸?fàn)畹牡酌婧晚斆?，顯然，本發(fā)明可以減小圓柱表面鼓形誤差的影響，從而獲得更高的精度。
2、節(jié)省材料將實心圓柱角尺設(shè)計成空心，材料可節(jié)省一半左右，降低制造成本。
3、減輕重量由于材料能節(jié)省一半，則圓柱角尺的重量也大大減輕，使用更加方便。


圖1為已有技術(shù)中圓柱角尺結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為已有技術(shù)中圓柱角尺熱變形示意圖。
圖3(a)為15℃實心與空心圓柱體熱變形對比圖。
圖3(b)為30℃實心與空心圓柱體熱變形對比圖。
圖3(c)為45℃實心與空心圓柱體熱變形對比圖。
圖3(d)為60℃實心與空心圓柱體熱變形對比圖。
圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號1中空筒體、2外壁圓柱、3內(nèi)壁圓柱。
以下通過實施例，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例參見圖4，本實施例設(shè)置中空筒體1，筒體的外壁圓柱2與內(nèi)壁圓柱3為同軸。
分別以同樣的外形尺寸70×150mm、同種金屬材料的實心圓柱體和中空筒體為試樣，中空筒體的內(nèi)壁圓柱3的直徑為50mm，置于三維高精度熱變形實驗裝置中進(jìn)行實驗測試，實驗裝置分別在15℃、30℃、45℃、60℃穩(wěn)定溫度點測量圓柱體母線高度尺寸變化量，均以圓柱體母線左端(即x＝0)為起測點。并定義此點的變形量為零，用電感測頭測量其他各點與此點的相差的變形量，由于圓柱體兩端是對稱的，實驗中測量母線的一半，各測量數(shù)據(jù)擬合后繪制成曲線圖，如圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)和圖3(d)所示。圖中a為實心圓柱體變形曲線，b中空筒體變形曲線，可見在不同的溫度點，實心與空心圓柱體相比，母線上各點的膨脹量不同，實心圓柱體母線上各點熱膨脹量比空心圓柱體的要大。
權(quán)利要求
1.精密筒狀圓柱角尺，其特征是設(shè)置中空筒體(1)，筒體的外壁圓柱(2)，與內(nèi)壁圓柱(3)為同軸。
全文摘要
精密筒狀圓柱角尺，其特征是設(shè)置中空筒體，筒體的外壁圓柱與內(nèi)壁圓柱為同軸。熱變形非相似性規(guī)律的研究表明，熱變形后，中空筒體的母線變化較小，而且由于中部為空心，不再呈現(xiàn)出中凸?fàn)畹牡酌婧晚斆?，本發(fā)明可以有效地減小圓柱表面鼓形誤差的影響，從而獲得更高的精度。
文檔編號G01B5/24GK1862217SQ20061008801
公開日2006年11月15日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者費業(yè)泰, 李光珂, 盛立, 徐婷婷 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)