圆跳动误差测量及浅析

    0 引言

    对于规则轴类或小型零件跳动的测量,一般采用V型支架、钢球加指示表(百分表或千分表)或偏摆仪等专用检具以及适当的组合辅助工具检测;孔类零件一般采用芯轴加指示表的测量方法。但对于大型零件,或不规则轴或孔类零件的跳动,用常规方法很难测量或测量起来很麻烦,可以利用三坐标测量机进行测量。那么,在三坐标测量机上如何进行跳动误差的测量?又如何进行误差的评定?如何保证测量的结果的准确可靠?本文就三坐标测量跳动进行分析研究,为跳动的测量提供参考,并为现有三坐标测量机的测量软件升级提供依据。

    1 测量方案

    依据GB/T1958-2004规定,圆跳动是指被测提取要素绕基准轴线做无轴向移动回转一周时,由位置固定的指示计在给定方向上测得的最大与最小示值之差。全跳动是指被测提取要素绕基准轴线做无轴向移动回转,同时指示计沿给定方向的理想直线连续移动(或被测提取要素每回转一周,指示计沿给定方向的理想直线做间断移动),由指示计在给定方向上测得的最大与最小示值之差[1]。签于此,可以有两种测量方案。第一种方法,被测件在工作台上不动,测头相对于被测件做旋转运动,被测要素上测点到基准的最大距离与最小距离之差即为跳动值。第二种方法,采用回转工作台,带动被测件旋转,测头不动,被测要素上测点到基准的最大距离与最小距离之差即为跳动值。

    对于第一种测量方案,关键问题是测量方向的保证,如果测头相对于工件进行均分角的自动采点测量或扫描测量,那么测量方向将是根据前两点的连线来确定下一点的法矢[2],测量方向不能保证和回转体的轴线垂直,会影响到测量结果的准确性和可靠性。另外,对于长轴(孔)的全跳动的测量,会由于测杆的长度的影响,而不能够在整个结合长度上进行测量,也会影响到测量结果的准确性和可靠性。

    对于第二种测量方案,关键问题是测头或者是工件安全性的保证(对于金属零件,测头的安全是关键的;对于柔软易碎零件,工件的安全是关键的),如果采用接触测量,那么安全是很难保证的,可以考虑非接触测量。文献[3]中,为了提高测量系统工作的可靠性与安全性,配以激光三角法非接触测头,离开工件几十毫米处运动,就可以完成全部测量。

    2 测量实验

    图1为被测件,为一轴类零件,此轴为阶梯轴,由于各段轴与轴承和齿轮相配合,在轴h45m6、h55j6、h66r6的位置,都有相对h55j6两段圆柱的公共轴线的圆跳动要求。以h66r6这段轴为例,分别用常规和三坐标测量机对其圆跳动误差进行测量。先用常规方法对其h55j6两圆柱面的圆跳动误差进行测量,用千分表在偏摆检测仪上进行测量,基准是直径为h55j6的两端圆柱的共同轴线,通过偏摆检测仪的两顶尖实现。对多个圆柱截面圆跳动进行测量,找出最大值,结果为0.026mm,此处是不满足技术要求的。