軸截面法測(cè)量軸線直線度誤差分析

哈爾濱東安汽車(chē)動(dòng)力股份有限公司（黑龍江 150060）高曉東

軸截面法測(cè)量軸線直線度誤差是計(jì)量中常見(jiàn)的一種方法。其測(cè)量比重在計(jì)量中占很大比例。怎樣才能確切地測(cè)量其真實(shí)值是做計(jì)量的工作方向，也是我們一直追尋的原則。本文根據(jù)這一原則對(duì)軸截面法測(cè)量軸線直線度誤差提出改進(jìn)意見(jiàn)，使測(cè)量結(jié)果在精度上提高了一步，體現(xiàn)較完善的實(shí)用性。

1.測(cè)量原理

測(cè)量軸類(lèi)零件的軸線直線度誤差，軸截面法是常用方法之一，其測(cè)量原理如圖1所示。

圖1

將被測(cè)軸安裝在兩頂尖間，分別測(cè)量被測(cè)軸沿垂直方向上軸截面的兩條素線位置示值變化，在整個(gè)軸為350mm截面上平均取8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，分別記錄兩個(gè)指示表在各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)Ma、Mb。

2.現(xiàn)行處理方法

取各測(cè)點(diǎn)的最大值作為直線度誤差的最大值，作為截面上的軸線直線度誤差值（見(jiàn)圖1），在被測(cè)軸上取8個(gè)測(cè)點(diǎn)，先在0位測(cè)點(diǎn)處將兩表指示值都調(diào)0，移動(dòng)表架依次測(cè)量 0-7點(diǎn)，如附表所示。

計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)差之半Δ=（Ma－ Mb）/2，按此方法測(cè)量軸截面中最大的誤差值，作為該被測(cè)軸的軸線直線度誤差值。

各測(cè)點(diǎn)值一覽表 （單位：μm）

3.存在的問(wèn)題

上述數(shù)據(jù)處理方法，把安裝誤差也帶進(jìn)了直線度誤差，所以使誤差值概念含混了。因?yàn)棣ax不能作為軸線直線度誤差值。由表1所示的Δ實(shí)際上相當(dāng)于在此測(cè)量狀態(tài)下，實(shí)際軸線在每個(gè)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)平面的變動(dòng)量，是軸線實(shí)際狀態(tài)下的局部反映。

將表1中的Δ值在坐標(biāo)圖上描點(diǎn)連線，得到圖2所示折線，這條折線是軸截面上實(shí)際軸線的近似形狀線。從圖2可知，折線最高點(diǎn)在第4點(diǎn)上，其值為31μm，但若以此為該軸截面的直線度誤差值，顯然不符合直線度誤差的定義。

圖2

4.改進(jìn)方法

當(dāng)采用軸截面法測(cè)量軸線直線度誤差時(shí)，實(shí)際上是求在給定平面內(nèi)的直線度誤差，“直線度誤差是指實(shí)際被測(cè)直線對(duì)其理想直線的變動(dòng)量，理想直線應(yīng)符合最小條件?！倍本€度定義是不涉及基準(zhǔn)的。所以，兩頂尖的連線不能作為評(píng)定基準(zhǔn)，而應(yīng)采用符合最小條件的評(píng)定原則，依據(jù)兩端點(diǎn)連線法“以實(shí)際被測(cè)直線的首、末兩點(diǎn)的連線作為評(píng)定基準(zhǔn)，取得各點(diǎn)相對(duì)于該連線的偏差值的最大偏差值與最小偏差值的差值作為直線度誤差值”處理此問(wèn)題。

例如圖2中的折線，可根據(jù)“兩低一高”的準(zhǔn)則，過(guò)O測(cè)點(diǎn)與第7測(cè)點(diǎn)連線得直線L1，過(guò)L1線的最高點(diǎn)（圖2中仍為第4測(cè)點(diǎn)）作L1的平行線L2則L1與L2即為最小包容線。由最小包容線決定的區(qū)域叫最小區(qū)域，其寬度即為該折線的直線度誤差值f－。計(jì)算得該直線度誤差為f－=26μm，顯然符合f－最小值且為唯一值。

現(xiàn)行處理方法，只有當(dāng)首尾測(cè)點(diǎn)讀數(shù)均為0值時(shí)（可能性很?。鳛樘乩挪粫?huì)帶來(lái)偏差，如見(jiàn)圖3所示，此時(shí)若第4點(diǎn)值Δ最大，可取此值為該折線的直線度誤差f－。

圖3

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文提出，當(dāng)用軸截面法測(cè)量軸線直線度誤差時(shí)，其數(shù)據(jù)處理方法應(yīng)改進(jìn)。即在附表的基礎(chǔ)上，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的Δ在坐標(biāo)上給出軸截面上近似軸線（折線），再根據(jù)直線度誤差定義用最小區(qū)域法求得直線度誤差f_，由此得到的誤差值，排除了安裝帶來(lái)的線形誤差，符合直線度定義。按此方法求得幾個(gè)軸截面的軸線直線度誤差，取其最大作為該軸線的直線度誤差，即f=f－max。