一种新的同轴度误差评定方法及其误差分析

　　1 引言

　　机械零件的轴线直线度和同轴度误差对机械产品的质量有很大影响。但是,传统的测量方法只能得到轴线直线度和同轴度误差的近似值,均不能令人满意。为了得到轴线直线度和同轴度误差的准确值,必须建立符合这两项误差定义的数学模型并开发相应的计算机数据处理软件。因此本文建立的数学模型对保证与提高机械产品的质量具有重要意义。

　　根据GB/T1182-1996中同轴度误差的定义,同轴度足指被测圆柱面轴线对基准线不共轴的程度。根据定义最小包容区的概念,用与基准轴线同轴的圆柱面来包容被测圆柱面(孔)的实际轴线,在被测长度内,最小包容圆柱面的直径f就是同轴度误差。其公差带为与基准线同轴的直径等于f的圆柱体。目前同轴度误差检测的方法有回转轴线法、准直线法、坐标法、顶尖法、V型架法、模拟法、量规检验法等。

　　2 同轴度测量的方法[1]

　　2.1 回转轴线法

　　采用高回转精度的检测仪器(如圆度仪、圆柱度仪等),适用于对中、小规格的轴或孔类零件进行同轴度测量。

　　测量步骤如下:

　　(1)调整被测零件,使其轴线与仪器主轴的回转线同轴;

　　(2)在被测零件的实际基准要素和实际被测要素上测量,记录数据或记录轮廓图形;

　　(3)根据测量数据记录或记录的轮廓图形,按同轴度误差判别准则及数据处理方法确定被测要素的同轴度误差;

　　2.2 准直线法(瞄靶法)

　　采用准直望远镜或激光准直仪等检测仪器,适用于对大、中规格孔类零件进行同轴度误差测量。测量步骤如下:

　　(1)根据被测孔的直径,应用不同的支撑器具,使靶的中心与被测孔的中心重合;

　　(2)以仪器准直光轴为测量参考来调整测量仪器的位置,使被测件两靶心连线与光轴同轴;

　　(3)在基准孔中进行步骤(1),并通过光学准直系统测量实际基准轴线上的各点的X、Y坐标值;

　　(4)在被测孔中进行步骤(1),并通过光学准直系统测量实际基准轴线上的各点的X、Y坐标值;

　　(5)根据测得的实际基准轴线及实际被测轴线上的X、Y坐标值,通过数据处理确定被测要素的同轴度误差。

　　2.3 坐标法

　　采用具有确定坐标系的检测仪器(如各类三坐标测量机、万能测量显微镜等)适用于对各种规格的零件进行同轴度误差测量。测量步骤:

　　(1)将被测零件放置在工作台上;

　　(2)对被测零件的基准要素和被测要素进行测量;

　　(3)根据测得数据计算出基准轴线的位置及被测要素各正截面轮廓中心点的坐标,再通过数据处理确定被测件的同轴度误差。