軸截面法測量軸線直線度誤差分析

哈爾濱東安汽車動力股份有限公司（黑龍江 150060）高曉東

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

1.測量原理

測量軸類零件的軸線直線度誤差，軸截面法是常用方法之一，其測量原理如圖1所示。

圖1

將被測軸安裝在兩頂尖間，分別測量被測軸沿垂直方向上軸截面的兩條素線位置示值變化，在整個軸為350mm截面上平均取8個測量點，分別記錄兩個指示表在各測點的讀數Ma、Mb。

2.現行處理方法

取各測點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（見圖1），在被測軸上取8個測點，先在0位測點處將兩表指示值都調0，移動表架依次測量 0-7點，如附表所示。

計算各測點的讀數差之半Δ=（Ma－ Mb）/2，按此方法測量軸截面中最大的誤差值，作為該被測軸的軸線直線度誤差值。

各測點值一覽表 （單位：μm）

3.存在的問題

上述數據處理方法，把安裝誤差也帶進了直線度誤差，所以使誤差值概念含混了。因為Δmax不能作為軸線直線度誤差值。由表1所示的Δ實際上相當于在此測量狀態下，實際軸線在每個測點相對于基準平面的變動量，是軸線實際狀態下的局部反映。

將表1中的Δ值在坐標圖上描點連線，得到圖2所示折線，這條折線是軸截面上實際軸線的近似形狀線。從圖2可知，折線最高點在第4點上，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.改進方法

當采用軸截面法測量軸線直線度誤差時，實際上是求在給定平面內的直線度誤差，“直線度誤差是指實際被測直線對其理想直線的變動量，理想直線應符合最小條件。”而直線度定義是不涉及基準的。所以，兩頂尖的連線不能作為評定基準，而應采用符合最小條件的評定原則，依據兩端點連線法“以實際被測直線的首、末兩點的連線作為評定基準，取得各點相對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”處理此問題。

例如圖2中的折線，可根據“兩低一高”的準則，過O測點與第7測點連線得直線L1，過L1線的最高點（圖2中仍為第4測點）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域叫最小區域，其寬度即為該折線的直線度誤差值f－。計算得該直線度誤差為f－=26μm，顯然符合f－最小值且為唯一值。

現行處理方法，只有當首尾測點讀數均為0值時（可能性很小），作為特例才不會帶來偏差，如見圖3所示，此時若第4點值Δ最大，可取此值為該折線的直線度誤差f－。

圖3

5.結語

綜上所述，本文提出，當用軸截面法測量軸線直線度誤差時，其數據處理方法應改進。即在附表的基礎上，根據各測點的Δ在坐標上給出軸截面上近似軸線（折線），再根據直線度誤差定義用最小區域法求得直線度誤差f_，由此得到的誤差值，排除了安裝帶來的線形誤差，符合直線度定義。按此方法求得幾個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。