同轴度测量法在壳体加工中的应用

　　同轴度检测是在测量工作中经常遇到的问题。用三坐标测量软件进行同轴度检测，直观又方便，其测量结果精度高，并且重复性好。但是实际工作中，由于测量方法不当，有时会出现测量结果误差大，重复性差的现象。

　　假设基准上两个截面的距离为10mm，基准第一截面与被测圆柱的第一截面的距离为100mm，如果基准的第二截面圆的圆心位置与第一截面圆圆心有5μm的测量误差，那么基准轴线延伸到被测圆柱第一截面时已偏离50μm(5μm×100÷10)，此时，即使被测圆柱与基准完全同轴，其结果也会有100μm的误差(同轴度公差值为直径，50μm是半径)，测量原理图如图1所示。

　　1. 同轴度的测量方法

　　在同轴度的测量过程中，一般采用三坐标测量，但对于基准圆柱与被测圆柱(较短)距离较远时不能用测量软件直接求得，通常用公共轴线法、直线度法、求距法求得。

　　(1) 公共轴线法 在被测元素和基准元素上测量多个横截面的圆，再将这些圆的圆心构造一条3D直线，作为公共轴线，每个圆的直径可以不一致，然后分别计算基准圆柱和被测圆柱对公共轴线的同轴度，取其最大值作为该零件的同轴度。这条公共轴线近似于一个模拟心轴，因此这种方法接近零件的实际装配过程。

　　(2) 直线度法 在被测元素和基准元素上测量多个横截面的圆，然后选择这几个圆构造一条3D直线，同轴度近似为直线度的两倍。被收集的圆在测量时最好测量其整圆，如果是在一个扇形上测量，则测量软件计算出来的偏差可能很大。

　　(3) 求距法 同轴度为被测元素和基准元素轴线间最大距离的两倍。即用关系计算出被测元素和基准元素的最大距离后，将其乘以2即可。求距法在计算最大距离时要将其投影到一个平面上来计算，因此这个平面与用作基准的轴的垂直度要好。这种情况比较适合测量同轴度。

　　2. 同轴度测量的结果评价

　　同轴度测量时，遇到最多的问题是被测圆柱与基准圆柱在轴线方向的距离较大(远远大于两圆柱轴线本身的长度)时，评价基准如何选择的问题。

　　如果选择其中的一个圆柱做基准，由于误差放大的原因，测量结果会产生很大的误差，可能将合格的零件误判为不合格。图2是误差放大的示意图。

　　另一种选择基准的方法，也是很多测量者经常使用也愿意使用的方法，就是在基准圆柱和被测圆柱上各测量一截面圆，采用两圆心的连线作为公共轴线，然后以公共轴线作为基准来评价被测圆柱的同轴度。其实，这种方法也是不恰当的，其风险在于，缩小了实际可能比较大的误差(见图3)，将不合格的零件误判为合格。