汽車零部件圓弧半徑測量方法的研究

聶元花

【摘 要】很多汽車零部件都涉及到圓弧半徑（如支架類和管類件），圖紙上要求的半徑或者是直徑如何測量？通常的方法用三坐標測量儀測量，借助平臺，找出基準點，計算出圓弧的半徑。但在批量生產或是分析問題時，三坐標測量儀耗時長，對測量環境要求高。本文介紹的弦長弧高法，測量精度要求不高的產品，用通用量具檢測到圓弧的弓高和弦長，通過計算得到圓弧的半徑R，不需要找基準點，測量方法簡單易懂，操作方便可靠。

【關鍵詞】弓高；弦長；半徑

一、圓弧半徑常用測量方法介紹

通常情況下圓弧半徑的測量方法有以下幾種：

（一）圓弧樣板法

此種方法多用在圓弧在同一個平面上，按測量系統分析，圓弧半徑的制做精度至少是圓弧公差的0.1倍。檢測時，圓弧樣板與被檢圓弧拼合在一起，借助于光，可以看到間隙的大小。小徑圓弧樣板標準樣板叫R規，一般有三個規格1-6.5，7-14.5，15-25。大徑圓弧要制做樣板，并且圓弧樣板法沒有辦法查出是否在公差內，正真判定產品是否合格。

（二）直接測量法

用游標卡尺測量直讀出測量圓弧的直徑，此種方法一般用在圓弧弧度大于180度，但對于小于180度的圓弧是沒有辦法測量的。

（三）圓弧儀

圓弧儀采用投影法，通過電腦編程計算出圓弧半徑，一般測量橡膠件和塑料件。使用環境要求高，測量所需時間較長。

（四）三坐標測量儀

三坐標測量儀對測量尺寸的大小和產品和種類無要求，測量精度高；但無疑成本高，使用條件相苛刻，耗時長。

（五）弓高弦長法

對于大直徑的產品，直接測量法很困難測量出圓弧的直徑，下面重點介紹一種弓高弦長測量法。

二、弓高弦長測量法原理及檢測

弓高弦長測量法原理

弓高弦長測量法的原理是勾股定理。

1、計算公式（參圖1-1）：

R2=（L/2）2+（R-h）2

整理即得，

R=L2/8h+h/2

字母含義

R——表示圓弧半徑；

L——表示弦長；

h——表示弓高。

2、弓高弦長法的檢測

汽車上的很多汽車零部件都涉及到圓弧半徑，下面我就和大家一起分享一下汽車上常用的零部件的圓弧類產品及其用弓高弦長法的測量方法。

（一）支架圓弧類

產品如圖2-1，350L圓油箱托架，如何測量R353，其公差為±3mm。圖2-2尿素箱支架R80，公差為±1mm。

支架類（如圖2-1和2-2）的圓弧測量相對比較簡單，在圓弧面上測量，根據精度的不同選用量具圈尺、鋼板尺或游標卡尺，測量出弓高和弦長。以圖2-1為例測量步驟如下，

圓油托架圓弧半徑的測量可選用兩副鋼直尺，尺寸規格分別為500mm和1000mm。

1） 在圓弧面上任取兩點用規格為1000mm的鋼直尺測量L，讀取數據，并記錄。

2） 保持測圓弧長L量具不動，用規格為500mm的鋼直板尺測量h，測量時注意，應測量弦高最大值，最大值為h，讀取數據，并記錄。

3） 用原理中得到的公式：R=L2/8h+h/2，計算得到R。

4） 根據檢測法則，多組測量，求平均值≈R，可得到接近真值的R，若有一組超差，可直接判定不產品合格。

同理，對于尿素箱支架來說，其公差要求相對來說比油箱托架高，R理論值較小，可采用游標卡尺測量。類似的零部件都可以采用弓高弦長法測量，其測量效率高，可在現場直接得到結果，熟練的檢測員測量用時一般不會超過2分鐘。

（二）管類件（排氣管和進氣管）

管類件彎管的半徑，如圖2-3圓弧半徑R100的測量。目前工廠里面最常用的方法就是三坐標測量法。但一般懷況下排氣管的表面相對來說比較粗糙，而三坐標的精度一般是0.00001mm，測量出來相對誤差較大。

借助于垂直尺將排氣管的圓弧段投影在空白紙上，在紙上描出圓弧的型，結合弓高弦長法，用通用量具測量出弓高h和弦長L，通過計算可得到管類件的圓弧半徑。管類的檢測可在5分鐘內完成。管類件的測量是選用弓高弦長法與投影法的結合，可以很快得到排氣管的彎管半徑。

（三）球型半徑的測量

球面的圓弧內徑與支架類圓弧半徑測量方法相類似。但實心球體的半徑如何測量？

實心球體半徑的測量，需借助平臺，找出基準點，在球面是測量兩點之間的直線距離，即測得L，并劃線，在劃線面的垂直方向測量出最大值即為h。利用弓高弦長法即得R。

三、弦長弧高測量法的延伸

（一）生產線上的延伸

弓高弦長測量法在生產線上延伸，以提高生產現場檢驗過程中的效率。如支架類弓高弦長的測量法，可以制做檢測弧板。得用游標卡尺測量間隙，也可以直接借用間隙尺，檢測是否全格。如圖3-1所示350L圓油箱托架的測量，R值為353mm，可制作R353mm的檢測板，借助間隙尺，在±3mm，可判定產品合格，否則為不合格。

（二）制定表格提高檢查效率

在生產線上，生產節拍快，如何快速的得到結果，對產品的內廢有著直接的影響。常用的參數可以列成表格，如行為弦長，列為弧高，行列交叉即為R。

四、結束語

一套三坐標測量儀和測量平臺少則是幾十萬元人民幣，使用過程中要涉及到環境、人員、維護保養的費用，對于中小型企業而言，成本不言而喻是高昂的。若是產品精度要求不高，不妨試試弦長弧高法檢測圓弧的半徑。但任何一種方法都不是萬能的，需借助于其它的方法，如管類件圓弧的測量需借助于投影法，投影法和弦長弧高法結合起來才能得到我們需要值。

參考文獻：

[1]未GB/T 1804-2000一般公差未注公差線性和角度公差。

[2]幾何量公差與檢測。