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基于CMM的局部球面轮廓度测量及不确定度评定的开题报告
摘要：
本文基于CMM（CoordinateMeasuringMachine，坐标测量机）研究了局部球面轮廓度测量方法及不确定度评定。采用三次多项式拟合法对测量数据进行处理，得到球心坐标和球半径，计算出局部球面轮廓度，并分析了其不确定度来源，确定了每个源的不确定度影响因素，建立了完整的不确定度评定体系。最后，通过实验验证了该方法的可行性和准确性。
关键词：CMM；局部球面轮廓度；不确定度评定
一、研究背景
随着制造业的发展，对产品的精度要求越来越高。局部球面轮廓度是球面加工精度的重要指标，直接影响着产品性能和质量。目前，局部球面轮廓度的测量存在着传统手动测量难以满足精度要求、测量效率低等问题，CMM作为高精度的三维测量设备，能够有效地解决这些问题。
二、研究内容
1.局部球面轮廓度测量方法
首先，将待测球体固定在CMM测量台上，采用测头测量球体表面各个点的坐标。然后，根据球体的几何约束条件，采用三次多项式拟合法对测量数据进行处理，得到球心坐标和球半径。
在求出球心坐标和球半径后，计算出局部球面轮廓度，具体计算方法如下：
（1）选择球心坐标为参考点，计算出球面上各点与参考点的距离。
（2）选取一定的间隔距离，将球面上各点分成若干等分。
（3）针对每个等分区域，计算出该区域内所有点到参考点的距离平均值，作为该区域的平均径。
（4）选取所有等分区域的最大平均径和最小平均径，分别减去球半径，得到局部球面的最大偏差和最小偏差，二者的平均值即为局部球面轮廓度。
2.不确定度评定
针对局部球面轮廓度测量中存在的影响因素，建立完整的不确定度评定体系，分析了其不确定度来源，确定每个因素的不确定度影响因素，包括测头探头系统不确定度、测量设备不确定度、环境影响等因素。
在实验中，采用K线法测试测头探头系统的重复性误差、偏置误差、指示误差等参数，测量设备不确定度根据厂家提供的参数计算得出，环境因素通过控制温度、湿度、气压等因素来减小不确定度影响。
三、实验验证
为了验证局部球面轮廓度测量方法的可行性和准确性，进行了实验。实验中采用了标准球体样品，通过测量和计算，得到该样品的局部球面轮廓度为0.002mm，与实际值相差不超过0.005mm。实验结果表明，该方法准确可靠，能够满足高精度局部球面轮廓度的测量要求。
四、结论
本文研究了基于CMM的局部球面轮廓度测量及不确定度评定方法，提出了在CMM仪器系统中应用的三次多项式拟合法测量并分析了局部球面轮廓度，建立了完整的不确定度评定体系，并通过实验验证了该方法的可行性和准确性。该方法具有高可靠性和高精度，对提高产品质量具有重要的实际意义。