淺談零件跳動(dòng)誤差的測量

王春紅

機(jī)械加工離不開金屬切削機(jī)床，其中機(jī)床主軸用于安裝刀具或工件，它是刀具或工件的相對位置基礎(chǔ)和運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)，機(jī)床主軸徑向跳動(dòng)誤差是直接影響被加工零件加工精度及表面粗糙度的一個(gè)非常重要的因素。同樣，軸頸是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件之一，曲軸的徑向跳動(dòng)過大，會直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的主機(jī)性能，加劇軸頸的磨損，致使軸瓦損壞，影響其使用壽命。根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度的位置精度（通常用徑向圓跳動(dòng)表示）為0.001～0.005mm，而一般精度位置的精度為0.01～0.03mm，所以對進(jìn)行跳動(dòng)誤差的檢測是檢驗(yàn)軸性能的一個(gè)重要手段。

跳動(dòng)公差是指當(dāng)被測量繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周（同時(shí)保證零件與測量儀器間無軸向移動(dòng)）時(shí)或連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)監(jiān)測得到的極限跳動(dòng)量之差，跳動(dòng)公差根據(jù)被測量的回轉(zhuǎn)情況分為圓跳動(dòng)公差和全跳動(dòng)公差。當(dāng)被測量繞基準(zhǔn)軸線只回轉(zhuǎn)一周時(shí)，觀察得到的為圓跳動(dòng)公差;當(dāng)被測量繞基準(zhǔn)軸線連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，觀察得到的為全跳動(dòng)公差。根據(jù)被測量的幾何特征和測量方向的不同，圓跳動(dòng)公差又有徑向、端面和斜向圓跳動(dòng)公差之分。跳動(dòng)公差是以檢測的方法不同定出公差項(xiàng)目的，具有綜合控制形狀和位置誤差的作用，且檢測操作簡便，在生產(chǎn)中使用廣泛。

一、圓跳動(dòng)的檢測

（一）測量端面圓跳動(dòng)

端面圓跳動(dòng)的被測量一般為回轉(zhuǎn)類零件的左右端面或階臺軸類零件的臺階面，該測量面要求與基準(zhǔn)軸線垂直，測量的方向要求與給定基準(zhǔn)軸線平行。該跳動(dòng)形成的公差帶是在與給定基準(zhǔn)軸線同軸且間距等于公差值t的兩等直徑圓之間的區(qū)域。

一般被測量的是該零件的端面，基準(zhǔn)要素是中心軸線，因此當(dāng)零件繞基準(zhǔn)軸線做軸向固定回轉(zhuǎn)時(shí)，在與基準(zhǔn)同軸的任一直徑的圓柱截面上，軸向的跳動(dòng)量均不得大于公差值t。

測量時(shí)，根據(jù)零件的被測端面大小可以將零件固定在偏擺儀上，也可以用帶壓板的V型鐵固定零件，或者用長導(dǎo)向套筒支撐并軸向固定，將指示表安裝在表架上，使指示表測桿與軸線平行，緩慢移動(dòng)表架，使測桿和被測端面接觸良好，并預(yù)壓0.4mm。然后轉(zhuǎn)動(dòng)被測件一周，觀察指示表指針的波動(dòng)，記錄指示表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，該最大值與最小值之差即為該直徑的端面圓跳動(dòng)誤差，即Δi=Mimax-Mimin。在被測端面上均勻分布的四個(gè)直徑處（直徑A、B、C、D）測量，其中測量端面不同直徑上跳動(dòng)量最大值為該零件的端面圓跳動(dòng)誤差，即Δ=Δimax。再根據(jù)圖紙所給定的公差值，判定被測零件的端面跳動(dòng)誤差是否合格，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（二）測量徑向圓跳動(dòng)

測量直徑方向圓跳動(dòng)時(shí)，一般情況下需要繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)一周，有時(shí)也對測量位置加以限制，只對其中的部分截面圓進(jìn)行測量，注意在測量時(shí)的方向要與給定基準(zhǔn)軸線垂直。該跳動(dòng)形成的公差帶均為在與給定基準(zhǔn)軸線垂直的任意一個(gè)截面圓上，半徑差為公差值t且圓心位于基準(zhǔn)軸線上的兩同心圓之間的區(qū)域。

被測要素為公差項(xiàng)目箭頭所指圓柱面，基準(zhǔn)要素為公共中心軸線，測量時(shí)，將零件擦凈，置于偏擺儀兩頂尖制之間（帶孔零件要裝在心軸上），使零件轉(zhuǎn)動(dòng)自如，但不允許軸向竄動(dòng)，然后緊固二頂尖座。當(dāng)需要卸下零件時(shí)，一手扶零件，一手向下按把手，即取下零件。

將千分表裝在表架上，使表架通過零件軸心線，并與軸心線大致垂直，測頭與零件表面接觸，并壓縮約1～2圈后緊固表架;然后轉(zhuǎn)動(dòng)被測件一周，記下千分表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，按此方法測量四個(gè)不同橫截面（截面A、B、C、D），取各截面的最大值與最小值之差為該截面的徑向圓跳動(dòng)誤差，即Δi=Mimax-Mimin;然后取這些截面中圓跳動(dòng)誤差的最大值為該零件的徑向圓跳動(dòng)誤差，即Δ=Δimax。再根據(jù)圖紙所給定的公差值，判定被測零件的徑向跳動(dòng)誤差是否合格，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（三）測量斜向圓跳動(dòng)

斜向圓跳動(dòng)的被測量一般為外圓錐表面或其他類型的曲線回轉(zhuǎn)面，除非有特別規(guī)定，其測量方向應(yīng)為被測量輪廓線的法線方向或與被測量的輪廓垂直。該跳動(dòng)形成的公差帶為間距為公差值t且與給定基準(zhǔn)軸線同軸的任意一個(gè)圓錐截面上的兩圓之間的區(qū)域。

測量時(shí)，將指示表安裝在表架上，使指示表測桿垂直于被測圓錐素線，緩慢移動(dòng)表架，使測桿和被測端面接觸良好，并預(yù)壓。然后轉(zhuǎn)動(dòng)被測件一周，觀察指示表指針的波動(dòng)，記錄指示表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，該最大值與最小值之差即為該直徑的圓跳動(dòng)誤差，即Δi=Mimax-Mimin。在被測錐面上均勻分布的四個(gè)直徑處（直徑A、B、C、D）測量，其中測量錐面不同直徑上跳動(dòng)量最大值為該零件的斜向圓跳動(dòng)誤差，即Δ=Δimax。再根據(jù)圖紙所給定的公差值，判定被測零件的斜向跳動(dòng)誤差是否合格，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

當(dāng)被測要素為圓柱面，基準(zhǔn)鄰近圓柱的中心軸線，同時(shí)給出臺階面作為第二基準(zhǔn)，以約束被測要素的軸向位置時(shí)，可用V型鐵模擬其基準(zhǔn)。測量時(shí)，將工件擦凈，用帶壓板的V型鐵固定右側(cè)小圓柱，并將中間圓柱的右端面靠平在V型鐵，即可用等同偏擺儀的測量方法進(jìn)行測量。

二、全跳動(dòng)的檢測

該跳動(dòng)公差是指在測量儀與工件之間同時(shí)做軸向或徑向的相對移動(dòng)時(shí)，被測量要素繞給定基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)若干次，此時(shí)指示表示值所變化的最大變動(dòng)量。該跳動(dòng)公差按連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其被測量繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)，測量儀的運(yùn)動(dòng)方向與基準(zhǔn)軸線之間的關(guān)系有徑向全和端面全跳動(dòng)之分。

（一）測量徑向全跳動(dòng)

該跳動(dòng)被測量要素一般是圓柱表面，基準(zhǔn)要素是給定公共軸線，測量時(shí)，要求被測量要素繞給定公共基準(zhǔn)軸線進(jìn)行若干次旋轉(zhuǎn)，并使測量儀器與工件沿給定基準(zhǔn)軸線方向在整個(gè)被測表面上做相對移動(dòng)，此時(shí)被測量要素上各點(diǎn)間的示值差不得大于給出的公差值t，即該全跳動(dòng)形成的公差帶是指與基準(zhǔn)軸線同軸且半徑差為公差值t的兩圓柱面之間的區(qū)域。

1.用跳動(dòng)檢查儀測量徑向全跳動(dòng)

用指示表在跳動(dòng)檢查儀上測量工件的徑向全跳動(dòng)。測量時(shí)，用跳動(dòng)檢查儀的兩頂尖來模擬體現(xiàn)公共基準(zhǔn)軸線，將工件安裝在兩頂尖間，調(diào)節(jié)指示表，使測頭與工件外圓表面的最高點(diǎn)接觸，將指示表壓縮2～3圈;將被測工件緩慢回轉(zhuǎn)，同時(shí)指示表沿軸線方向作直線移動(dòng)，使指示表測頭在外圓表面的整個(gè)表面上劃過，記下表上指針的最大讀數(shù)與最小讀數(shù);取兩讀數(shù)的差值作為測量要素的徑向全跳動(dòng)誤差。

2.打表法測量徑向全跳動(dòng)

用指示表測量工件的徑向全跳動(dòng)。測量時(shí)，用V形塊來模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)軸線，測量圓柱面上各點(diǎn)沿著基準(zhǔn)軸線的跳動(dòng)量，取各點(diǎn)跳動(dòng)量中的最大值作為徑向全跳動(dòng)的誤差值。將被測件放在V形塊上，基準(zhǔn)軸線由V形塊來模擬，軸向通過圓球支承定位;調(diào)節(jié)指示表，使測頭與工件外圓表面的最高點(diǎn)接觸，將指示表壓縮2～3圈;將被測工件緩慢回轉(zhuǎn)，同時(shí)指示表沿軸線方向作直線移動(dòng)，使指示表測頭在外圓表面的整個(gè)表面上劃過，記下表上指針的最大讀數(shù)與最小讀數(shù);取兩讀數(shù)的差值作為測量要素的徑向全跳動(dòng)誤差。

（二）測量端面全跳動(dòng)

該全跳動(dòng)的被測量要素一般為回轉(zhuǎn)類零件的左右端面，基準(zhǔn)要素為給定軸線。測量時(shí)要保證被測量要素繞給定基準(zhǔn)軸線進(jìn)行若干次旋轉(zhuǎn)，并且測量所用儀器與被測工件沿著基準(zhǔn)軸線垂直的方向上有相對徑向移動(dòng)，此時(shí)被測量要素上面各點(diǎn)間的指示表示值差不得大于圖紙給的公差值t。即該跳動(dòng)的公差帶是與基準(zhǔn)軸線垂直且距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。

1.用跳動(dòng)檢查儀測量端面全跳動(dòng)

用指示表在跳動(dòng)檢查儀上測量工件的端面全跳動(dòng)。測量時(shí)，用跳動(dòng)檢查儀的兩頂尖來模擬體現(xiàn)公共基準(zhǔn)軸線，測量端面上各點(diǎn)在垂直于基準(zhǔn)軸線的平面上的跳動(dòng)量的大小，取其中的最大值作為端面全跳動(dòng)的誤差值。方法同徑向全跳動(dòng)的檢測。

2.打表法測量端面全跳動(dòng)

用指示表測量工件的端面全跳動(dòng)。測量時(shí)，用V形塊來模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)軸線，測量端面上各點(diǎn)在垂直于基準(zhǔn)軸線的平面上的跳動(dòng)量的大小，取其中的最大值作為端面全跳動(dòng)的誤差值。方法同徑向全跳動(dòng)的檢測。

（作者單位：南陽技師學(xué)院）