用百分表测量零件偏心距的误差分析

　　前言

　　机械加工中,我们常会遇到偏心零件的加工、测量问题,如在回转零件上加工与回转体转线偏心的孔或回转凸台。为了保证零件的偏心距,在批生产中采用工装加以保证,有条件的单位则可采用数控设备加工;而在单件小批量生产中,则通常采用校表的方法,即通过测量零件某一基准面的跳动量来校正工件,使其处在加工时所需的正确位置,从而加工出偏心尺寸部分。零件的偏心距较小(小于1.00 mm)时,可用杠杆表测量校正,当零件的偏心距大时,则采用百分表进行校正。为了能很好地保证用校表方法加工零件的偏心精度,有必要对此种方法中可能产生的误差加以分析。

　　1　问题的由来

　　我厂为柴油机电总厂配套生产机油泵中的外转子与内转子,其内转子外齿与外转子内齿作啮合传动。内转子轴线与外转子转线偏心距为(2.2±0.01)mm。由于零件为铁基粉末冶金件,在后继烧结及热处理过程中产生了变形。为保证产品质量,专门设计了检具用来检查偏心距是否合格,检具如图1所示。

　　为保证检具的耐磨性,选用了T10材料,经淬火处理至HRC55～60。同时,为保证检具制造精度,采用了适当的加工工艺,加工了两件检具。

　　检具被加工完毕后,置于大型工具显微镜上,用8芯棒精测偏心距时发现,百分表示值分别为4.16和4.20,而不是4.4,出现了很大的误差。其值分别为0.12和0.1,远远超过±0.005的公差,检具报废。

　　2　误差产生原因

　　1)读值误差

　　由于精加工时,所用设备为通用设备,加工偏心内孔时是通过人工校表来确定偏心距的,因此,在人工校表时,必然存在着读数误差并将其传递给零件,但其值应小于0.005(由百分表的测量精度所决定的)。

　　2)系统误差

　　任何一种测量工具都存在着系统误差,百分表也不例外,而生产线上所使用的量具要比计量室所用量具的精度等级低,因此,在生产中,测量所用百分表的系统误差要比计量时所用百分表的系统误差大。

　　3)测量误差

　　加工过程中,校表时使用的是磁性万能表座,因而用表校正偏心距时,表头的测杆轴线不与孔的轴线垂直相交,这将是造成加工中测量误差的主要原因。

　　3　误差分析

　　1)读值误差:由于读值误差其最大值不超过0.005,对测量结果的影响极为微小,可忽略不计。

　　2)系统误差

　　a.百分表内齿中线与测量杆轴线平行度以及测杆与轴套配合间隙所产生的误差△1:

式中:x为齿条中线与测杆轴线平行度最大差值;y1为齿条运动起始位置;y2为齿条运动终止位置;a为齿条压力角。