三坐标测量机检测机械加工零件同轴度误差分析

    同轴度是机械加工零件检测中常见的一种形位公差项目。利用三坐标测量机进行同轴度检测，既直观又方便，测量结果精度高，免去了常规方法检测用的检具的设计与制造所需的时间和费用，大幅度的降低了生产成本，缩短了生产周期。但是在实际测量工作中，有时会出现测量结果误差大，重复性差的现象，即测量结果不能真实反映零件真实的同轴度误差。对此，我们进行了分析究，并提出了相应的检测方法。

    1 同轴度误差的基本含义

    根据GB/T1182-1996中同轴度误差的定义，同轴度是指被测圆柱面轴线对基准轴线不共轴的程度。如图1所示，Φt即为被测同轴度的公差带。

    根据定位最小包容区的概念用与基准轴线同轴的圆柱面来包容被测圆柱面（孔）的实际轴线，在被测长度内，最小包容圆柱面的直径Φt就是同轴度误差。

    2 同轴度测量误差分析与处理方法

    2．1 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。

    2．2 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，我们试验用以下方法来减小或避测量误差，实践证明这些方法是行之有效的。

    2.2.1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，在三坐标测量机上测量这条直线的直线度。可用该零件同轴度的公差值当作直线度公差值，来判断零件是否合格。这种方法工作截面越短，效果越好。