轴孔类零件同轴度的检测与误差分析
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轴孔类零件同轴度的检测与误差分析摘要:同轴度的检测直接影响着相关工业产品的质量和互换性。
本文针对轴孔类零件,主要探讨了其同轴度误差的检测方法,给出了检测的改进方法,并分析了引起测量误差的主要原因,为检测人员的检测操作提供指导。
关键词:轴孔类零件;同轴度;检测;误差分析引言现代工业大批量和高效率的生产对产品质量以及互换性要求越来越高。
轴孔类零件作为工业产品中最为常见的一类,其形位公差检测的主要内容就是同轴度的检测,在已有检测方法的基础上加以改进,保证测量结果的真实和准确性,才能反应产品的真实状态从而保证产品的质量。
1.相关概念(1)同轴度:控制轴孔类零件的被测轴线相对于基准轴线的同轴度误差大小。
(2)同轴度误差:被测轴线位置相对于基准轴线位置的变化量。
如图1.1所示,φd就是同轴度误差。
图1.1 同轴度误差(3)同轴度公差:控制理论上本应该同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。
如图1.2所示,φf就是同轴度公差。
图1.2 同轴度公差2.同轴度误差的检测依照形位误差的界定,运用一定精度的测量仪和合适的测试方法来测量零件实际要素,从而获取数据的过程就是同轴度的检测。
轴孔类零件在实际生产中具有不同的结构形式,同轴度的要求在不同的使用场合也各有不同,所以相应的同轴度误差的检测方法也就不同。
2.1 轴类零件的同轴度误差检测对于轴类零件,测量时调整基准轴线和仪器的旋转轴线同轴,使仪器的旋转轴成为参考基准,这时测量所得被测轴线相对于参考基准的误差值就是该轴类零件的同轴度。
轴类零件同轴度的检测方法通常有:三坐标测量机测量法、圆度仪测量法、打表法(对径差法)测量。
下面主要介绍对径差法测量。
如图2.1所示装置,在测量以公共轴线为基准的同轴度误差时,平板面作为测量基准,由V形块模拟体现公共基准轴线。
首先放置被测零件要素的中截面在两个同等高度的V形块上,安装指示表,保证两个指示表和被测轮廓要素轴线铅垂界面内的上下母线分别接触,一端调零后平行于基准线在平板上拉动测量架,使测量架从被测元素轮廓一端测到另一端,同时记录记录表读数M a和M b,那么这两个截面上的同轴度误差就是两记录表数值差值的绝对值f=|M a-M b|,即,再转动被测零件,按上述方法测量若干对截面上的同轴度误差值,选取其中最大的值作为最终该被测零件的同轴度误差。
收稿日期:2006年6月用三坐标测量机正确测量同轴度误差叶宗茂神龙汽车有限公司襄樊总厂 同轴度是机械产品检测中常见的一种形位公差项目。
对于规则轴类零件,一般可采用V型支架、钢球加杠杆百分表或偏摆仪等专用检具及组合辅具来检测同轴度;对于箱体孔类零件,一般可采用芯轴加杠杆百分表或利用圆度仪来检测同轴度。
但对于一些大型零部件(如机床主轴等)或不规则轴类零件以及箱体零件的不规则内孔,采用常规方法测量同轴度则很难实现或非常麻烦。
此时,用三坐标测量机(C M M)来测量同轴度是一种不错的选择。
与专用同轴度测量仪相比,C M M测量同轴度的最大特点是无须转动工件,无须专用芯轴或专用支架,无须机械找正,只需用测头探针对工件取点采样,即可快速输出测量结果。
但用C M M测量同轴度时,由于对基准轴线理解的差异,或对被测要素轴线测量方法不同,或对同轴度评价方法不同,以及C M M采点误差的影响等原因,有时会出现测量结果误差较大、重复性较差的现象,即测量结果不能真实反映零件真实的同轴度误差。
针对这种情况,本文将探讨如何在C M M上正确测量零件的真实同轴度误差。
1 C M M测量同轴度的误差原因分析(1)同轴度公差带的定义在国家标准中,同轴度公差带的定义是指直径为公差值t,且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域,它有三种控制要素:轴线对轴线,轴线对公共轴线,圆心对圆心。
(2)C M M测量同轴度误差放大的原因分析根据同轴度的定义,用C M M测量同轴度时,可从三个方面考察其测量误差:①基准轴线的采集与建立;②被测元素轴线的采集与建立;③基准轴线与被测元素轴线之间位置关系的评价。
从测量原理上说,C M M直接测得的是被测工件上一些特征点的坐标位置,为了获得被测参数值,需要通过测量软件的数据处理和运算。
因此,被测参数的测量精度主要与C M M的系统误差、测头系统误差、工件形状误差、算法误差、环境误差、采样策略和敏感系数等因素有关。
同轴度误差检测报告1. 引言同轴度是工程中常用的一个参数,用于描述组件或装置的轴线与参考轴线之间的偏移情况。
同轴度误差检测是一项重要的工作,可以帮助我们评估装置的精度和性能。
本报告旨在介绍同轴度误差检测的方法和步骤,以及实际应用中需要注意的问题。
2. 检测方法同轴度误差检测可以通过多种方法来实现,下面将介绍一种常用的方法。
2.1 准备工作在开始同轴度误差检测之前,我们首先需要准备一些工具和设备。
常用的工具包括电子测量仪器、标尺、测量夹具等。
此外,还需要选择合适的工作环境,确保测量结果的准确性。
2.2 测量步骤下面将介绍同轴度误差检测的具体步骤。
2.2.1 安装被测装置将被测装置按照设计要求安装在测量夹具上,并固定好。
确保装置的轴线与参考轴线之间没有明显的偏移。
2.2.2 设置测量仪器将电子测量仪器连接到被测装置上,并校准仪器的零点。
2.2.3 测量同轴度误差在测量过程中,我们需要分别在被测装置的不同位置进行测量。
具体的测量方法可以根据实际情况进行选择,常用的方法包括旋转法、反射法等。
2.2.4 记录测量结果将每次测量得到的数据记录下来,并进行整理和分析。
可以使用表格、图表等方式展示数据,以便于后续的分析和比较。
3. 误差分析在进行同轴度误差检测时,我们需要对测量结果进行分析,以评估装置的精度和性能。
3.1 数据处理将记录下来的测量数据进行处理和计算,得到同轴度误差的具体数值。
可以使用统计学方法对数据进行分析,计算均值、标准差等统计量。
3.2 误差来源分析同轴度误差的产生可能涉及多个因素,包括装置本身的结构设计、加工精度、安装精度等。
在误差分析中,我们需要根据实际情况对这些因素进行分析和评估,找出误差的主要来源。
3.3 误差限制根据同轴度误差的实际应用需求,我们可以确定误差的限制范围。
在实际应用中,同轴度误差通常需要控制在一定的范围内,以确保装置的正常运行和性能。
4. 结论与建议同轴度误差检测是一项重要的工作,可以帮助我们评估装置的精度和性能。
A. 同轴度测量误差分析从同轴度的定义分析不难看出, 影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向, 特别是轴线方向。
例如我们在基准圆柱上测量两个截面圆, 其连线作基准轴。
如图2 所示。
在被测圆柱上也测量两个截面圆, 构造一条直线, 然后计算同轴度。
假设基准上两个截面圆的距离为10mm , 基准第一截面圆与被测圆柱上第一个截面圆之间的距离为100mm , 如果基准圆柱第二截面圆的圆心位置有5μm 的测量误差, 这样, 测量轴线到达被测圆柱第一个截面圆时已偏离50μm , 此时, 即使被测轴线与基准完全同轴, 其计算结果也会有100μm 的误差。
很显然, 这种测量误差是人为的, 造成误差的原因是基准轴本身出现的偏离。
B. 处理方法这种测量误差是人为的, 造成误差的原因是基准轴本身出现了偏离。
为此, 我们采用以下方法来减小或避免测量误差, 实践证明这些方法是行之有效的。
1. 改测同轴度为测直线度当被检工件较短时, 可以改测同轴度为测直线度。
因为这种情况下轴的倾斜对装配影响较小, 而轴心偏移对装配影响较小, 轴心偏移的测量实际就是测量轴心连线的直线度。
具体方法是: 分别在两个小圆柱上测几个截面圆, 然后选择这几个圆, 利用这几个圆圆心建立一条直线, 在计算这条直线的直线度。
可用该零件直线度公差值当作同轴度的公差值, 来判断零件是否合格。
这种方法工作截面越短, 效果越好。
2. 尽量增加基准截面间的距离当被检工件基准轴(孔) 相对较长时, 在测量基准元素时, 尽量加大第一截面和第二截面的距离,误差干扰比例将成正比减小。
因此, 测量时要有意识地拉开截面间的距离, 由此减小由于基准轴线偏离引起的测量误差, 若基准足够长, 同时基准与被检截面较近, 人为误差就自然消失了。
3. 建立公共轴线当基准圆柱与被测圆柱较短且距离较远时, 可以采取建立公共轴线的方法。
在基准圆柱和被测圆柱上测中截面, 其中截面连线作为公共轴线,然后分别计算基准圆柱和被测圆柱对公共轴线的同轴度, 取其最大值作为该零件的同轴度误差。
三坐标测量机检测同轴度的方法研究三坐标测量机是一种精密的测量设备,能够对工件进行高精度的三维测量。
同轴度是工程中常用的一种尺寸和形位公差,通常用于描述轴线、孔、孔座、轴孔之间对于一个公共轴线的偏差。
在工程制造中,同轴度的精度要求越来越高,因此如何有效地利用三坐标测量机来检测同轴度成为了一个重要的研究课题。
本文将就三坐标测量机检测同轴度的方法进行研究和探讨。
一、理论基础1. 同轴度的定义同轴度是指两个或两个以上圆柱面的轴线在相互平行的状态下,这些轴线与一个公共轴线之间的偏差量。
同轴度一般用最大偏差值表示。
2. 三坐标测量机原理三坐标测量机是一种利用触发式或非触发式方式,通过测头和加工工件之间的相对运动来获得工件表面上特定点的三维坐标数据的测量设备。
通过在三个坐标轴方向上的测量,可以确定工件的三维空间位置。
二、同轴度检测方法1. 测量前的准备工作首先需要确定需要测量的工件的特征,包括测量的位置、尺寸和形状,以及所需的测量方式。
然后需要根据工件的特征选择合适的夹具和装夹方式,确保工件的稳定性和测量的准确性。
2. 测量过程在确定好测量位置和夹具后,需要将工件放置在三坐标测量机的测量台上,并进行基准标定。
然后根据工件的特征和测量要求设置测头的参数,包括测量速度、步进值等。
接着利用三坐标测量机对工件进行测量,获取工件表面上特定点的三维坐标数据。
最后根据测量数据计算同轴度的偏差值,并对结果进行分析和验证。
3. 数据处理与分析在测量完成后,需要对获取的测量数据进行处理和分析。
首先需要对数据进行滤波处理,剔除异常值和误差点,然后根据测量数据计算同轴度的偏差值。
最后将计算结果与设计要求进行对比,评估工件的同轴度是否符合要求。
三、方法优劣比较三坐标测量机检测同轴度的方法具有以下优势:1. 高精度:三坐标测量机具有非常高的测量精度,能够对工件进行高精度的三维测量,确保测量结果的准确性。
2. 自动化:三坐标测量机具有自动化测量功能,能够实现对工件的快速、高效测量,提高工作效率。
同轴度量规的设计及误差分析同轴度量规的设计包括结构设计和制造工艺设计两个方面。
结构设计主要包括外形结构、测量系统和显示系统的设计。
外形结构设计应考虑便于握持和使用,尺寸合适。
测量系统设计需要选择合适的传感器或转换装置,用以将被测量的物理量转换为电信号。
显示系统设计要求可以清晰、准确地显示测量结果。
制造工艺设计则需要考虑材料的选择、加工工艺、装配工艺等,以确保测量规的精度和使用寿命。
首先是示值误差,指的是同轴度量规的测量结果与真实值之间的偏差。
示值误差可由两部分组成,即固有误差和随机误差。
固有误差是由于材料的不均匀性、加工误差等因素引起的,在制造过程中可以通过调整设计、优化加工工艺等方式来减小。
随机误差是由于测量条件、人为因素等原因引起的,其大小和分布不规律,可以通过多次测量取平均值的方法来减小。
其次是线性度误差,指的是同轴度量规在整个测量范围内输出值与被测量物理量真实值之间的偏差。
线性度误差可由两部分组成,即零点误差和满度误差。
零点误差是指在零位测量时的偏差,可以通过调整测量系统来校正。
满度误差是指在满度测量时的偏差,可以通过增加校正装置或调整显示系统来校正。
最后是重复性误差,指的是同轴度量规在多次测量同一物理量时,重复测量结果之间的差异。
重复性误差可能由于测量系统的稳定性、操作人员的技术水平等原因引起。
通过对同一物理量进行多次测量,并取平均值来减小重复性误差。
为了减小同轴度量规的误差,可以采取以下方法:1.优化设计,采用高精度的测量系统和显示系统,使得同轴度量规的示值误差尽可能小。
2.优化制造工艺,确保同轴度量规的结构精度和尺寸精度,减小固有误差。
3.加强质量控制,对同轴度量规进行严格的质量检测和校准,确保其满足要求的精度指标。
4.提高操作技术,减小测量过程中的人为误差,提高测量结果的准确性。
5.定期进行校准和维修,保持同轴度量规的精度和稳定性。
综上所述,同轴度量规是一种常用的测量工具,其设计和制造需要考虑外形结构、测量系统和显示系统等方面。
坐标测量机同轴度测量问题分析前言坐标测量机是采用坐标测量原理测量同轴度的,这样的方法能够严格按照定义计算评定同轴度的具体结果.然而在机械加工过程中往往采用打表的办法测量同轴度,由于实际所选用基准的差异,就会造成两种方法所得结果的差异,尤其当基准要素的长度相对被测要素离开基准要素的轴向距离较短时两种结果可能大相径庭.许多坐标测量机操作人员经常为此所困扰,本文从实用的角度出发,对坐标测量机测量同轴度的方法进行分析探讨.一、同轴度的公差带与误差值的计算1. 定义:同轴度公差带是直径为公差值且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域.2. 误差值的计算根据同轴度及其公差带的定义,同轴度误差的计算是非常简单的,即被测轴线到基准轴线(包含其延长线)的最大距离(空间距离)值的两倍.二、造成问题的原因由于同轴度的定义和计算都非常简单,所以坐标测量软件均不会出现计算评定方法上的错误,之所以在许多实际情况下会与打表测量的结果或人们的直觉出入很大,绝大多数都是由于基准的选择不同造成的.坐标测量软件会严格的依据操作者所选定的基准进行评定,只要基准不出问题,结果也不会出现问题;而打表时实际起基准作用的究竟是那个要素,对许多操作者来说往往是没有清晰概念的.例如在图一中,要求的基准应该是左侧直径为30mm,长度为40mm的一段圆柱轴线即A,打表时应根据这一段圆柱将工件找正(为避免母线直线度误差的影响,最好用在两端打跳动的办法找正),但实际情况是许多操作者会选择在整个工件上左端A和右端B打表的办法进行找正,从而使得实际的基准变成了A-B .图二显示被测轴线的偏离量一定时,选用两种不同基准计算结果的差异.当基准选为A即直径为30mm,长度为40mm的一段圆柱轴线时,右端直径为36m,长度为40mm的一段圆柱轴线的最大偏离量若为5,同轴度为10;当基准选为A-B即左右两端轴的共同轴线时, 右端直径为36m,长度为40mm的一段圆柱轴线的最大偏离量为1.67,同轴度为3.34.在图三所示的情形中,基准选用的差异造成的同轴度评定结果差异更大:左右两端圆柱的轴线不但有偏离,而且不平行.当基准选为A即直径为30mm,长度为40mm的一段圆柱轴线时,右端一段圆柱轴线的最大偏离量若为7,同轴度为14;当基准选为A-B即左右两端轴的共同轴线时, 右端圆柱轴线的最大偏离量为0.33,同轴度为0.66.由以上二例可见基准选择对同轴度计算的影响之大.三、问题的解决既然问题主要是由于基准地选择导致的,那么问题的解决也应由合理选择基准要素着手.机械零件在其形成的过程中一般会有四种性质不同的基准:设计基准、使用基准、加工基准、测量基准.测量师一般会选用设计基准作为测量基准,但是在某些特殊情况下可能需要选用其他的基准,例如设计基准仅存在于设计图纸上,零件上无法找到,或者设计基准要求不合理.就需要选用使用基准或加工基准作为测量基准.为保证零件功能地实现,一般应优先选用使用基准.如图四,当Ф16的轴孔为有一定配合长度的过盈配合而且轴肩处没有约束时, 轴或孔能起到定向及定位作用,充当了实际基准;而当轴孔配合长度短或配合性质为间隙配合时, 轴或孔起不到定向作用,也不能充当实际基准.在此情况下,如果轴肩处有约束(即有配合要求)则轴肩实际起到定向作用;如果轴肩处没有约束,则可能是实际配合的两处轴孔(Ф16和Ф12)共同起到定向及定位作用,成为实际上的基准.(如图五)综上所述,使用基准需要根据零部件的结构特点及相互之间的配合关系综合分析确定,在有些情况下设计图纸上相互关联的尺寸配合及位置公差要求可能会自相矛盾,这时需要与相关人员进行沟通解决.图六是一个实际图纸上出现的不合理的同轴度要求的例子:凭直觉看,右端圆孔的同轴度公差为0.1mm,无论是加工还是测量都不会存在什么难度,但分析的结果却与直觉全然不同.左端作为基准的圆柱长度只有3mm,用坐标测量机测量时若测针球径为1.5mm,球顶到工件侧面留0.1mm的间隙,左端面留0.15mm 的缩进量,则有效的可测量长度也只能到2mm.此圆柱测量时若第二截面中心相对于第一截面中心的位置测量误差为1μm,则由这两个测得的截面中心计算出的圆柱轴线延伸到零件最右端时距真实的圆柱轴线就有583/2=291.5μm的偏离(如图七所示),这意味着右端圆柱轴线的同轴度误差为583μm即0.583mm.对大多数坐标测量机而言1μm的位置测量误差并不为过,然而由此造成同轴度测量评定的误差却是不可接受的.即使时当今世界最高精度的坐标测量机其标称的精度也不过是0.5μm,我们假定其测量这样两个圆截面时相对的位置误差为0.3μm,那么仍将造成0.1749mm的误差.显然,不是坐标测量机都出了问题,而只能是设计要求本身出了问题.事实上,无论该零件在装配时怎样与其他零件连接,左端3mm长的外圆柱都不可能起到为整个零件定向的作用.如果是通过左端的靠肩面连接,则应以此面为第一基准(限制基准的方向)以A为第二基准(限制基准的位置),对右端内孔的位置度进行控制; 如果左端的靠肩面不连接,则应以左端外圆和右端内孔的共同轴线为基准对右端内孔的同轴度进行控制.在这样的要求下,一般的坐标测量机对0.01-0.02mm 的公差通常能应对有余;而高精度的坐标测量机则能满足0.003-0.005mm公差的测量需求.同轴度同轴度:[tóngzhóudù]properalignment同轴度:是定位公差,理论正确位置即为基准轴线.由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现,故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体,公差值为该圆柱体的直径,在公差值前总加注符号“φ”.同轴度公差:是用来控制理论上应同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。
同轴度的检测方法和标准1. 使用同轴量规进行测量,并确保量具的放置位置垂直于被测物体的表面。
2. 使用同轴卡尺进行测量,并确保卡尺的接触面与被测物体的表面垂直。
3. 使用同轴仪进行测量,并确保仪器的探头与被测物体的表面正交。
4. 使用激光扫描仪进行同轴度测量,并确保仪器与被测物体之间的距离和角度符合要求。
5. 使用三坐标测量机进行同轴度测量,并确保仪器的探针与被测物体的表面正交。
6. 通过比较不同测量方法的结果,确定同轴度的测量精度。
7. 根据同轴度的要求,设定测量结果的接受标准。
8. 使用误差分析方法,确定同轴度的测量精度和误差范围。
9. 对同轴度的测量结果进行统计,并计算平均值、标准差等统计参数。
10. 采用试验比较法,将被测物体与标准物体进行比较,以确定同轴度的合格性。
11. 通过光学显微镜观察被测物体的表面形貌,评估同轴度的符合程度。
12. 使用计算机辅助设计软件进行同轴度的仿真分析,得出预测结果。
13. 采用相干干涉仪进行同轴度测量,并根据干涉图案来评估同轴度的合格性。
14. 使用电容传感器进行同轴度测量,并根据测量结果来评估同轴度的符合程度。
15. 采用等厚条法进行同轴度测量,并根据测量结果来评估同轴度的合格性。
16. 通过改进工艺流程,减少同轴度误差的产生。
17. 对测量仪器进行定期校准,以确保同轴度测量的准确性。
18. 在同轴度测量过程中,避免外部干扰,以提高测量结果的可靠性。
19. 使用高精度材料制造被测物体,以提高同轴度测量的准确性。
20. 建立同轴度测量的标准作业程序,以确保测量结果的一致性。
21. 对同轴度测量结果进行数据分析,以确定其符合程度。
22. 根据同轴度测量结果,对被测物体进行修正或调整,以提高其同轴度。
23. 使用光学影像测量仪进行同轴度测量,以得出精确的测量结果。
24. 使用远心光束干涉仪进行同轴度测量,以评估被测物体的同轴度合格性。
25. 通过变焦显微镜观察被测物体的微观结构,以评估同轴度的符合程度。
任务六同轴度、径向圆跳动误差和端面圆跳动误差的测量【课题名称】轴类零件的同轴度误差、径向圆跳动误差和端面圆跳动误差的测量【教学目标与要求】一、知识目标熟悉常用轴类零件技术测量的内容、步骤和注意事项。
二、能力目标能够正确使用常用的测量工具准确测量工件的形状和位置误差,判断工件是否合格。
三、素质目标培养学生严谨、认真、实事求是的工作作风,公正、准确、客观地测量工件。
四、教学要求1.正确读懂图样中形位公差标注符号的含义。
2.能够正确地使用各种量具,并能准确读数。
【教学重点】正确使用量值,准确地读数。
【难点分析】1. 读懂图样,特别是形位公差的标注。
2. 正确使用测量工具并准确读数。
【分析学生】1. 学生的识读能力较差,通过练习能比较准确地看懂图样,特别是形位公差标注的含义。
2. 学生使用测量工具需要有个熟悉的过程,开始时可能测量不准,特别是会用力不当,可能是造成测量误差。
【教学设计思路】1. 学生上课前,应事先做好预习,注重看懂图样,熟悉测量步骤和注意事项。
2. 教师作必要的讲解,如测量的要领和安全操作规范。
3. 学生按要求进行测量并做好记录,教师巡视指导并解答问题。
4. 教师总结,表扬成绩并指出存在的问题。
【教学安排】2学时少讲多练,以练为主,在练习中锻炼提高。
【教学过程】一. 复习旧课先检查学生的识图能力,请同学回答图中的结构组成,在外径上有哪些形位误差需要测量。
二、导入新课测量轴的形位公差值需要用哪些量具?如何正确使用千分尺、百分表?三、讲授新课1. 分析零件图2. 同轴度和径向圆跳动误差的测量为了检测,如果是空心轴,需要在工件的两端加工出中心孔作为工艺孔,以检验同心度和径向跳动值,选用百分表作为检测工具。
(1)用两顶尖将工件顶起或者用V形铁支承,然后将百分表固定在磁力座上,把触头垂直压在外圆周上,轻轻旋转表盘,使表盘上的零刻度线对准指针,当慢慢移动百分表时,观察指针的变化,最大值与最小值之差即为同轴度误差值,注意要在同一条直线上移动。
同轴度是机械产品检测中比较常见的一种形位公差项目,其表示零件的有关要素(轴与轴、孔与孔、轴与孔之间)要求同轴,即控制实际轴线与基准轴线的偏离程度。
对于那个规则轴类零件,一般可采用V型支架、钢球加杠杆百分表或偏摆仪等专用检具及组合辅具来检测同轴度;对于箱体孔类零件,一般可采用芯轴加杠杆百分表或利用圆度仪来检测同轴度。
但是对于一些大型零部件(如机床主轴等)或不规则轴类零件以及箱体零件的不规则内孔,采用常规方法测量同轴度则很难实现或非常麻烦。
因此,使用三坐标测量机来测量同轴度是一种不错的选择。
与专用同轴度测量仪相比,CMM测量同轴度的最大特点是无须转动工件,无须专用芯轴或专用支架,无须机械找正,只需用测头探针对工件取点采样,即可快速输出测量结果。
但用CMM测量同轴度时,由于对基准轴线理解的差异,或对被测要素轴线测量方法不同,或对同轴度评价方法不同,以及CMM采点误差的影响等原因,有时会出现测量结果误差较大、重复性较差的现象,即测量结果不能真实反映零件真实的同轴度误差。
根据同轴度的定义,用三坐标测量机测量同轴度时,可从三个方面考察其测量误差:1.基准轴线的采集与建立;2.被测元素轴线的采集与建立;3.基准轴线与被测元素轴线之间位置关系的评价。
而减小三坐标测量机测量同轴度误差的方法主要有如下几个方法:1.增大基准截面之间的距离在测量基准元素时,若增大第一截面与第二截面建的距离,则误差干扰的比例将相应减小。
因此,测量时应尽可能拉大两截面间的距离。
若基准足够长,且基准截面与被检截面相邻,则引起的误差可小到忽略不计。
2.建立公共轴线作为基准轴线当基准圆柱和被测圆柱较短且相聚较远时,可采用建立公共轴线作为基准轴线的方法,即在基准圆柱和被测圆柱上测出中截面,以中截面的连结作为公共轴线,然后分别计算基准圆柱和被测圆柱相对于公共轴线(基准轴线)的同轴度,取其最大值作为工件的同轴度误差。
该方法的评价结果比较结晶实际使用情况。
三坐标测量机检测机械加工零件同轴度误差分析摘要:三坐标测量机在同轴测量不规则加工零件方面具有前所未有的优势。
但是,在某些情况下也可能出现同轴测量误差,因此需要根据情况进行适当的控制,以确保同轴测量的精度概括三坐标测量机的工作方式,分析加工零件同轴测量中的测量误差,并提出相应的操作建议。
关键词:三坐标测量机;同轴度误差测量同轴是机械加工过程中的基本公差项目。
对于不同类型的机械零件,请使用不同的同轴检测方法。
例如用v形架、钢球加杠杆式等检测法向轴零件的同轴度;用芯轴加杠杆百分表法确定箱体孔的同轴度。
不规则轴类的同轴校验比较困难,因为三坐标测量机允许良好的检测。
与传统仪器相比,三坐标测量机不要求工件旋转,通过工件的样品,用探针取点采样快速确定同轴度。
使用三轴测头测量同轴度时,可能会出现同轴测量误差,原因是了解基线、轴测方法、轴测方法和测量点。
因此,必须正确控制误差以确保测量精度。
一、三坐标测量机概述同轴公差区域定义如下:测量的圆柱轴位于一个圆柱内,其公差值等于以圆柱轴为中心的直径。
测量轴由直径测量同轴误差的圆柱体组成。
请参见图1,φt是测量轴的同轴公差区域。
单侧同轴测量如图2所示,其中外圆柱轴A必须具有同轴公差t,圆轴必须具有公差值t,且与基准轴A同轴。
图1同轴度公差带示意图图2单侧轴线同轴度测量在简单讨论制造零件间同轴关系的概念之前,让我们分析一下用三轴测量仪测量同轴误差的方法。
主要的步骤是先建立一个坐标系。
机械零件的同轴测量应在指定的坐标系下进行。
因此,您必须首先生成零件数据,并且位置错误数据满足最低要求。
创建同轴轴基准轴后,根据零件的特殊要求创建基准。
参考通常是孔或外圆柱体的轴线。
该轴基于孔轴坐标系。
首先截取两个截面的圆上六个点,使用计算机软件创建圆柱轴作为坐标系的第一个轴,然后在基准轴上定义一个点。
接下来,测量测量元件。
在测量元件表面上,需要在测量元件表面上均匀分布一系列点。
如果采样点没有复盖组件的整个表面,只能测量局部位置,则必须设计一个满足实际情况的尺寸图。
轴孔类零件同轴度误差的检测方法及数据处理
辛玉欣;赵立普
【期刊名称】《设备管理与维修》
【年(卷),期】2017(000)015
【摘要】轴孔类零件多用于回转的工作场合,其几何公差项目往往是同轴度,检测同轴度时首先要确定基准要素.常用的轴孔类同轴度误差检测的方法有坐标测量法、与理想要素相比较法、测量特征参数法、用径向跳动代替同轴度、控制理想边界法等.
【总页数】2页(P105-106)
【作者】辛玉欣;赵立普
【作者单位】硅湖职业技术学院,江苏昆山215335;硅湖职业技术学院,江苏昆山215335
【正文语种】中文
【中图分类】TG806
【相关文献】
1.轴孔类零件同轴度误差的检测探讨
2.轴孔类零件测量的实验设计及数据处理
3.大型轴类零件同轴度误差数据采集与数据处理系统的研究
4.箱体类零件孔的同轴度误差检测方法初探
5.基于CCD的滑动轴承套类零件同轴度误差实时检测系统
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轴孔类零件同轴度的检测与误差分析
同轴度的检测直接影响着相关工业产品的质量和互换性。
针对轴孔类零件,主要探讨了其同轴度误差的检测方法,给出了检测的改进方法,并分析了引起测量误差的主要原因,为检测人员的检测操作提供指导。
标签:轴孔类零件;同轴度;检测;误差分析
引言
现代工业大批量和高效率的生产对产品质量以及互换性要求越来越高。
轴孔类零件作为工业产品中最为常见的一类,其形位公差检测的主要内容就是同轴度的检测,在已有检测方法的基础上加以改进,保证测量结果的真实和准确性,才能反应产品的真实状态从而保证产品的质量。
1 同轴度误差的检测
轴孔类零件在实际生产中具有不同的结构形式,同轴度的要求在不同的使用场合也各有不同,所以相应的同轴度误差的检测方法也就不同。
1.1 轴类零件的同轴度误差检测
对于轴类零件,测量时调整基准轴线和仪器的旋转轴线同轴,使仪器的旋转轴成为参考基准,这时测量所得被测轴线相对于参考基准的误差值就是该轴类零件的同轴度。
轴类零件同轴度的检测方法通常有:三坐标测量机测量法、圆度仪测量法、打表法(对径差法)测量。
下面主要介绍对径差法测量。
如图1所示装置,在测量以公共轴线为基准的同轴度误差时,平板面作为测量基准,由V形块模拟体现公共基准轴线。
首先放置被测零件要素的中截面在两个同等高度的V形块上,安装指示表,保证两个指示表和被测轮廓要素轴线铅垂面内的上下母线分别接触,一端调零后平行于基准线在平板上拉动测量架,使测量架从被测元素轮廓一端测到另一端,同时记录记录表读数Ma和Mb,那么这两个截面上的同轴度误差就是两记录表数值差值的绝对值f=|Ma-Mb|,再转动被测零件,按上述方法测量若干对截面上的同轴度误差值,选取其中最大的值作为最终该被测零件的同轴度误差。
1.2 孔类零件同轴度误差的检测
随着科学技术的发展,三坐标测量机在几何量检测领域已经十分普及,与传统的测量方法相比,三坐标测量机测量同轴度的最大优点是利用建立工件坐标系,可以做到无须转动工件,无须专用芯轴或专用的支架,无须机械找准,只需用测头系统的探针对工件取点采样,利用测量软件快速输出测量结果。
如图2所示,以某孔类零件为例,运用三坐标测量机来测量D2相对于D1的同轴度误差。
在图中,Y是理论坐标轴;Y1是以D1为基准建立的随H而延伸的坐标轴;Y2是由相关元素(D1,D2)建立的坐标轴。
以三坐标机测量法,一般方法是根据给定的基准要求测量相关元素,首先建立工件坐标系,然后分别测量被測元素,得到每个元素在工件坐标系下的实际位置,最后测量机依据各元素实际测量得到的数据计算得出被测元素的同轴度误差。
在实际测量中,按照上述方法得到的计算结果会有很大的误差存在,为了减小误差,可以采用下面的改进测量方法。
首先通过测量相关元素(D1,D2)圆孔来确定圆心点的位置,连接所得两个圆心点得到一条基准轴线。
进而以基准轴线为基础确立计算同轴度的坐标系,也就是图中的Y2。
在Y2坐标系上测量D1和D2,在不同的孔分别测量两个或两个以上截面,最后测量机通过计算得到D2相对于D1的同轴度误差。
用该种方法得到的同轴度误差结果比较准确,能更好的反应零件的真实状态,从而保证质量。
孔类零件同轴度误差的检测方法还有对径法、壁厚测量法以及综合量规法等,但是以上这些方法都只适用于被测孔基准孔径较小,距离较近的孔类零件。
对于被测孔基准孔径较大的孔类零件,在同轴度误差检测时一般采用准直望远镜和自准仪进行测量。
测量原理是以测量仪器的光轴作为测量基准,再经过直接或者间接的方法得到被测要素的坐标值,进而计算求得同轴度误差。
2 提高测量准确度的改进方法
使用三坐标测量机测量同轴度时,由于对基准轴线理解的差异,或对被测轴线测量方法不同,以及采点数量、位置等误差影响,有时会出现测量重复性差,测量结果不能真实反映零件同轴度误差。
如何获得正确的测量结果值得我们探讨。
2.1 创建公共轴线法
针对被测基准圆柱和被测圆柱都比较短小且相聚较远的情况可以用创建公共轴线的方法来进行检测。
公共轴线的确定是通过在基准圆柱和被测圆柱上测中截面,将测得的中截面连线作为公共轴线,被测零件的同轴度则是计算出的基准圆柱和被测圆柱分别对公共轴线的同轴度中的最大值。
当然还可以在公共轴线建立后用三坐标测量机测量该轴线与另一基准面,即圆柱端面的垂直度,从而间接的判断公共轴线是否符合要求,如果该垂直度不在要求的公差范围,表明孔或轴与端面不是垂直的,不管同轴度的检测结果如何,该零件都是不合格的产品。
2.2 通过测直线度来间接体现同轴度
当被测零件尺寸较为短小时轴的倾斜对装配质量的影响不是很大,但是轴心偏移则对装配质量影响较大,针对这种情况可以用测直线度来反应同轴度的方法,因为轴心偏移的测量事实上就是轴心连线的直线度的测量。
以给出的同轴度的公差值代替直线度公差值来判断被测零件是否合格,该检测方法在工件工作截面越短的情况下效果越好。
2.3 在允许范围内尽可能增加基准截面间的距离
和上面第二种情况相反,在被检测工件的基准轴或者基准孔较长的情况下,如果要检测基准元素则应该尽量增大第一截面和第二截面之间的距离,缩小因基准轴线偏离引起的测量误差,使相应的误差干扰比例成正比的缩减。
在基准足够长且基准和被测截面相对较近时,人为误差就会大大减小甚至消失。
3 引起测量误差的主要原因
在同轴度误差的检测过程中有很多因素会引起检测结果的准确性,主要原因可以概括为以下几方面。
3.1 检测方法的影响
每种检测方法都有各自的特点和优势,也有其检测的局限性,所以在检测一个零件前针对具体的零件形式、结构、规格等选取合适的检测方法是关键。
不当的检测方法会导致得到不准确的检测数据,从而不能正确的体现基准和被测要素,更不能反映零件的真实状态。
要选取能够正确测量基准的检测方法,应尽量符合基准重合的原则。
3.2 测量器具的影响
在正确选择了测量方法之后,不同的测量装置也会导致不同的测量结果,在实际的产品加工中,要根据被测零件的结构形式和精度要求选择合适的测量装置来检测同轴度的误差。
由于测量装置本身设计制造上的原因,会形成仪器误差和基准件误差,不可能达到绝对的准确,但是选择最适合的测量仪器可以将误差降到最低,保证测量结果的有效性。
3.3 检测人员的操作影响
同样的检测方法和检测装置,不同的检测操作人员可能会得出不同的检测结果,这和检测人员自身的专业素养有关,包括视觉分辨力、技术熟练度以及平时操作时个人的一些固有习惯等。
除了以上几种会对检测结果产生影响的主要因素外,还有一些因素也会对测量结果有影响,包括对检测所得数据的后续处理以及环境的影响等,所以较准确的测量还应该在恒温环境下进行,同时对采集的数据要经过正确的处理。
参考文献
[1]杨卫东.三坐标测量机检测机械加工零件同轴度误差分析[J].机械与电子,2012.
[2]邢杰.轴孔类零件同轴度误差的检测探讨[J].重型汽车,2001.
[3]邱文亮.远距离孔同轴度测量误差探讨[J].检测技术,2002.。