发动机气缸体缸孔圆柱度三坐标测量方案

浅析三坐标测量机测量圆柱度的方法作者：曾宇来源：《科学与技术》2018年第21期摘要：由于某型号舵机的零部件充气阀壳体在试验过程中频繁出现漏气现象，为测量出充气阀壳体内孔的圆柱度误差是否超出设计图纸要求，精密测量室利用三坐标测量机对其高精度活塞内孔进行圆柱度误差测量；本文阐述了三坐标测量机测量圆柱度的基本原理，通过对该充气阀壳体圆柱度测量方法的研究，提出了一種应用三坐标测量机测量精密零件圆柱度的理想方案，解决了同类精密零件圆柱度的高效测量问题。

关键词：充气阀壳体；三坐标测量机；圆柱度1 引言随着工业科技的发展，越来越多的高精度仪器被应用到了测量当中，三坐标测量机（Coordinate Measuring Maehining，简称CMM）就是其中的一种，在公司型号产品的精密零组件计量中有广泛应用。

某型号充气阀壳体在检验试验过程中出现漏气，设计认为该充气阀壳体内孔圆柱度可能超差，为尽快确认问题原因，决定用三坐标测量机对该壳体进行圆柱度测量，以确认零件圆柱度是否合格，并对加工过程给出适当的建议。

2 三坐标测量机的工作原理三坐标测量机是由三个相互垂直的运动轴X，Y，Z建立起一个直角坐标系，测头的一切运动都在这个坐标系中进行；测头的运动轨迹由测球中心点来表示。

测量时，把被测零件安装放在工作台上，测头与零件表面接触，测头沿着工件的几何型面运动时，就可以得出被测几何型面上各点的坐标值；将这些坐标值传送到计算机，通过相应的软件进行数据处理，就可以精确地计算出被测工件的几何尺寸和形位公差等。

3 圆柱度的概念圆柱度是衡量实际圆柱面相对理想圆柱面在横截面和轴向截面内的形状误差的变动大小，其相对理想圆柱面（理想圆柱面的位置应符合最小条件）变动的量叫做圆柱度误差。

4 三坐标测量机测量圆柱度的误差分析常用的圆柱度的测量方法有：半径变化量测量法，三点测量法，分项测量法和三坐标测量法等，在此我们基于三坐标测量法开展研究，制定相应的测量方案，并对测量结果进行误差分析。

圆柱度的测量方法及其应用作者：杨建霞来源：《科技与创新》2017年第03期摘要：探讨了对轴、孔的圆柱度的测量方法，并对圆柱度测量的2种方法（截圆法和螺旋法）进行了分析，有助于在实际工作中找到正确的测量方法，得到可靠的结果。

另外，还对螺纹孔位置尺寸的测量方法进行了分析和探讨。

关键词：圆柱面；圆柱度；三坐标测量机；螺纹孔中图分类号：TG839 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.03.125在机械制造行业中，有许多轴、孔类零件对横、轴剖面形状精度要求比较高，比如液压柱、汽缸里的阀杆及各种驱动主轴轴颈等，都是以圆柱度误差来控制的。

圆柱度是一项控制圆柱面精度的综合指标，它的定义考虑了某些高精度产品的使用要求，因而用它来控制圆柱面精度是比较理想的。

另外，有些零件，比如大齿轮、缸体、缸盖、变速箱壳体等，其表面布满空间孔系，各孔的位置尺寸、形状公差和位置公差必须得到保证，才能满足装配的互换性。

1 “圆柱度”概念的理解1.1 圆柱度公差带圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域，如图1所示。

圆柱度是形状公差的一个项目。

所谓“形状公差”，是指被测要素对理想要素的变动量。

理想要素要符合最小条件，即被测要素对理想要素的最大变动量为最小。

圆柱度误差是控制圆柱的纵、横剖面及轴心线的圆度、直线度和平行度的综合指标。

圆柱度公差是指包容实际表面，而且半径为最小的两同轴圆柱面的半径差。

1.2 “轴”“孔形状公差”等概念的区别圆度是指圆柱横剖面的单项指标，圆柱母线平行度是圆柱轴剖面的单项指标，圆柱轴心线直线度是指圆柱轴心线在任意方向（空间360°范围内）都要控制轴心线的直线度。

在实际中还会遇到“锥形度”这一概念，它是指圆柱在某一个轴向的直径变化。

根据定义，它们都有严格的区别，量值上也没有换算关系。

圆柱的圆度、母线平行度合格，圆柱度不一定合格。

因为它们都不能控制轴心线的直线度。

发动机气缸测量(一)气缸圆度测量步骤1.使用量缸表在气缸体顶面以下10毫米处测量气缸推力面直径(垂直于曲轴轴线)，并记录测量值。

注意:a.测量时，应使量缸表的指针有1-2毫米的余量。

b.使用量缸表时，应保证量缸表基座紧贴气缸内壁，且沿接杆1方向来回推动摇杆3进行测量。

c.使用选用量缸表时，必须使量缸表与气缸的轴线保持垂直，并前后摇动摇杆进行测量。

2.使用量缸表在气缸体顶面以下10毫米处测量气缸非推力面直径（与曲轴轴线平行)。

计算两个测量值的差值除以2，计算结果就是气缸上端的圆度。

同样按照相同的方法在气缸中部(气缸顶面以下40-50毫米处)和下部(气缸顶面以下100毫米处)测量并计算其圆度。

(二)气缸圆柱度测量步骤1.垂直于曲轴中心线，在气缸顶面以下10mm处测量气缸直径，并记录测量结果。

2.垂直于曲轴中心线在气缸顶面以下100mm处测量气缸直径，并记录测量结果。

3.计算两个测量值的差值除以2，结果就是气缸的圆柱度。

(三) 考核方式及评分标准1.本工位检测气缸体。

2.本试卷由四部分组成:工量具清点和校准、零件测量、数据处理和判断、工位整顿。

3.请按照试卷要求，由前往后完成规定操作，并将操作结果以及测量数据填写在试卷对应位置。

A.工量具清点和校准1.清点操作台上的工量具，将工量具的名称、规格、数量填写到下表。

序号工量具名称规格数量序号工量具名称规格数量1 62 73 84 95 102.将以上需要校零的量具名称记录在以下留白处，并完成量具的校零，记录校零后的误差。

B.零件测量气缸体的测量，为计算气缸体的圆柱度:请根据下表的提示，确定合适的测量位置，选用正确的测量工具完成测量，并将测量数据记录下表。

数据名称测量项目第缸气缸直径测量标准值测量位置气缸上部面气缸中部面气缸下部面位置1 位置2 位置1 位置2 位置1 位置2测量数值第缸的气缸直径C.数据处理和判断请结合上表中所测得的数据，按照以下题目的要求进行数据处理、分析和判断。

《气缸圆度、圆柱度测量》教案齐齐哈尔市第八职业高级中学王学峰《气缸圆度、圆柱度测量》教案课题：气缸圆度、圆柱度测量单位：齐齐哈尔市第八职业高级中学教者：王学峰计划课时：1课时授课时间：xxxx年xx月xx日授课班级：xxxx教学目标：知识目标：掌握气缸圆度、圆柱度的检查方法；熟悉巩固内径百分表（量缸表、内径千分尺）、外径螺旋千分尺等的正确使用；能力目标：培养学生的实际动手操作能力德育目标：培养学生按工艺要求文明操作的良好习惯教学重点：气缸圆度、圆柱度的检查步骤教学难点：内径百分表的正确使用教学方法：演示法、实验法教具：发动机、内径百分表、外径螺旋千分尺、游标卡尺等课型：综合课教学过程及内容：一、复习提问：（3分钟）1、气缸磨损规律；2、圆度、气缸圆度、发动机圆度；3、圆柱度、气缸圆柱度、发动机圆柱度；二、导入新课：（1分钟）气缸圆度、圆柱度是如何测量的呢？我们本节课将具体的来实践操作，首先我对同学们在实习期间做点小小的要求……三、讲授新课：（15分钟）（一）文明操作：（3分钟）1、爱护工具：我们本节使用的量具、工具都是精密仪器，任何操作不当都有可能影响测连精度，甚至损坏工具，所以必须严格按照使用规范操作，严禁粗暴作业。

（素质教育内容：渗透德育素质教育，促进学生对人、事、物的呵护致爱护，使其有一个平和的心态；）2、保持清洁：要养成良好的卫生习惯，我们要随时保持工件的清洁、量具的清洁、场地的清洁，减少垃圾的产生、将垃圾带走，无论是在这里、教室、家里、或以后的工作单位以及其它公共场所我们都应做到这一点，这将是我们终身都要遵守的准则，也是评价一个人素质修养的一个标准。

3、工作有序：用什么，拿什么，使什么；用完及时放回原处，不要怕麻烦，这可以大大减少犯错的机率。

（素质教育内容：巩固学生的审美素质，以整洁干净为美、以有序和理为美，以文明操作为美，多动手、动脑为美）4、理论与实际：动手的同时要动脑，多问几个为什么，和理论学习是否相同，对你看到的，测量的数据理论上能不能解释通？我期待你们的答案。