河北省廊坊市文安縣計量監督檢定所　方平

　　同軸度檢測是機械加工測量中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。通常，檢測零件的同軸度是很困難的，零件的準確度只有靠設備和加工者的經(jīng)驗保障。利用坐標測量機進(jìn)行同軸度檢測，既直觀(guān)又方便，測量結果準確度高，免去了常規方法檢測用檢具的設計與制造所需的時(shí)間和費用，生產(chǎn)成本大幅降低，生產(chǎn)周期縮短。但在實(shí)際測量工作中，由于測量方法不當，可能會(huì )出現測量結果誤差大等問(wèn)題。對此，我們進(jìn)行了分析研究，并提出了相應的檢測方法。    

　　一、同軸度誤差的基本含義

　　根據GB/T1182-1996中同軸度誤差的定義，同軸度是指被測圓柱面軸線(xiàn)對基準線(xiàn)不共軸的程度(如圖1所示)。    

    圖1  同軸度公差帶

　　根據定位最小包容區的概念，用與基準軸線(xiàn)同軸的圓柱面來(lái)包容被測圓柱面(孔)的實(shí)際軸線(xiàn)，在被測長(cháng)度內，最小包容圓柱面的直徑就是同軸度誤差。其公差帶為與基準線(xiàn)同軸的直徑等于的圓柱體。    

　　二、同軸度測量誤差分析與處理方法

　　1.同軸度測量誤差分析
　　從同軸度的定義分析不難看出，影響同軸度的主要因素有被測元素與基準元素的圓心位置和軸線(xiàn)方向，特別是軸線(xiàn)方向。例如我們在基準圓柱上測量?jì)蓚€(gè)截面圓，其連線(xiàn)作基準軸(如圖2所示)。在被測圓柱上也測量?jì)蓚€(gè)截面圓，構造一條直線(xiàn)，然后計算同軸度。假設基準上兩個(gè)截面圓的距離為10mm，基準第一個(gè)截面圓與被測圓柱上第一個(gè)截面圓之間的距離為100mm。如果基準圓柱第二截面圓的圓心位置有5μm的測量誤差，這樣，測量軸線(xiàn)到達被測圓柱第一個(gè)截面圓時(shí)已偏離50μm。此時(shí)，即使被測軸線(xiàn)與基準完全同軸，其計算結果也會(huì )有100μm的誤差。很顯然，這種測量誤差是人為的，造成誤差的原因是基準軸本身出現了偏離。    

    圖2  同軸度測量分析

　　2.處理方法
　　我們試驗用以下方法減少或避免測量誤差，實(shí)踐證明這些方法是行之有效的。

　　(1)改測同軸度為測直線(xiàn)度
　　當被檢工件基準(孔)較短時(shí)，可以改測同軸度為測直線(xiàn)度。因為這種情況下軸的傾斜對裝配影響較小，而軸心偏移時(shí)對裝配影響較小，軸心偏移的測量實(shí)際上就是測量軸心連線(xiàn)的直線(xiàn)度。具體方法:分別在兩個(gè)小圓柱上測幾個(gè)截面圓，然后選擇并利用這幾個(gè)圓的圓心建立一條直線(xiàn)，在坐標測量機上測量這條直線(xiàn)的直線(xiàn)度?？蓪⒃摿慵S度的公差值當作直線(xiàn)度公差值，來(lái)判斷零件是否合格。這種方法工作截面越短，效果越好。

　　(2)盡量增加基準截面間的距離
　　當被檢工件基準軸(孔)相對較長(cháng)時(shí)，在測量基準截面時(shí)，盡量加大第一截面和第二截面的距離，誤差干擾比例將成正比減小。因比，測量時(shí)要有意識地拉開(kāi)截面間的距離，由此減小由于基準軸線(xiàn)偏離引起的測量誤差。若基準足夠長(cháng)，同時(shí)基準與被檢截面較近，人為誤差就自然消失了。

　　(3)建立公共軸線(xiàn)
　　當基準圓柱與被測圓柱較短且距離較遠時(shí)，我們可以采取建立公共軸線(xiàn)的方法。在基準圓柱和被測圓柱上測中截面，其中截面連線(xiàn)作為公共軸線(xiàn)，然后分別計算基準圓柱和被測圓柱對公共軸線(xiàn)的同軸度，取其量大值作為該零件的同軸度誤差。

　　公共軸線(xiàn)建立后，可以在坐標測量機上測量該軸線(xiàn)與基準圓柱端面(端面為另一基準面)的垂直度，間接地判斷公共軸線(xiàn)是否正確，如果超出公差范圍，說(shuō)明孔或軸與端面不垂直。即使同軸度測量合格，也屬于不合格零件，可能由于機床的準確度達不到要求或零件裝夾不正以及加工時(shí)切削參數不合理造成。    

　　三、測量實(shí)例

　　圖3為被檢測零件簡(jiǎn)圖。根據零件的特征分析，被測的兩孔深只有20mm，并且相距較遠，達200mm。

　　采用傳統的測量方法，即在B端建立基準軸，然后在坐標測量機上求出C端圓柱對基準軸線(xiàn)的同軸度為0.18mm，屬于超差零件。
    

    圖3　 測量的零件簡(jiǎn)圖

　　采取建立公共軸線(xiàn)的方法。在基準圓柱B和被測圓柱C上分別測中截面圓，將兩截面圓心連線(xiàn)作為公共軸線(xiàn)，然后計算該零件的同軸度誤差為0.045mm，屬于合格零件。

　　前者測量誤差較大的原因是:B端基準孔深只有20mm，在建立基準軸線(xiàn)時(shí)，由于切削加工后的孔的內表面會(huì )留下溝槽，以及孔本身存在著(zhù)圓度誤差。這樣，坐標測量機的測頭在其表面打點(diǎn)測截面圓時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生一定的誤差，用測量的截面圓建立的基準軸線(xiàn)也同樣產(chǎn)生一定的誤差，由于B、C兩端相距較遠，基準軸線(xiàn)處長(cháng)180mm后就會(huì )產(chǎn)生較大的誤差。因此，其測量結果也是不正確的。應該采用建立公共軸線(xiàn)的測量方法。測量結論是:加工誤差在公差之內，屬于合格零件。    

　　四、結論

　　可見(jiàn)在同軸度測量時(shí)，要根據零件的具體特征，選擇不同的測量方法。這三種方法在實(shí)際工作中靈活應用，將會(huì )提高測量結果的準確性和可靠性。利用以上測量方法，我們已檢測了沖頭、箱體、沖盤(pán)等零件，均能達到滿(mǎn)意的測量效果，解決了生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，得到了用戶(hù)的認可。