用自准直仪测量孔的同轴度

　　1 引言

　　自准直仪通常用于测量平板、机床导轨等大型零件的直线度、垂直度、平面度。但根据对自准直仪工作原理的描述,它可以测量自准直图像在x轴及y轴上的位移,根据公式可以将x轴及y轴上的位移换算为包容被测实际轴线且直径为最小的圆柱面的直径通常进行同轴度检验时,将小型零件固定在方箱上进行翻转测量;孔径较大的零件(但不大于100mm)不便于翻转,可采用穿芯轴的方法进行检验;孔径超过100mm时,芯轴很难穿入且易破坏内孔表面质量,此时可采用三坐标机进行测量。但由于被测孔径的表面质量对三坐标机测量精度有直接影响,同时重型零件也无法采用坐标机进行测量,因此对于大孔径、体积笨重不易挪动的大型零件,可用自准直仪在生产现场进行同轴度的测量。

　　我厂的V8、V12、V16系列柴油机机体上的主轴承孔孔径为Φ160H7。以V16机体为例,机体上有9个主轴承孔,同轴度要求≤Φ0.08mm。由于该机体长2.1米,高0.73米,加工完成后重约2吨,移动不便,因此采用自准直仪在生产现场对机体上的主轴承孔进行同轴度测量。

　　2 测量方法及步骤

　　将自准直仪安装在镗床的动力头上,直接对加工后的机体主轴承孔进行测量。测量步骤为: 

　　①用内径千分表分别在x-x(水平)、y-y(垂直)两个互相垂直的方向上测量孔径值并记录读数;

　　②用自准直仪在x-x、y-y两个方向上分别进行测量并记录读数(见表1、表2中光测读数);

　　③根据步骤①、③所得数据,在y-y方向消除孔径差值的影响(见表后说明)并记录消除孔径差值后的值(分别见表1、表2)。

　　表1、表2中:孔径差值项是以第一个孔的直径为基准、其余各孔与第一个孔进行比较所得到的值;消除孔径差值后的值是将孔径的微小变化考虑进去、由自准直仪光测读数减去孔径差值所得(仅需在一个方向进行,本例在y-y方向进行);累积值:第一点的累积值为其本身,第二点的累积值等于第一点的累积值与第二点的读数值(消除孔径差值后的值)的代数和;第三点的累积值等于第二点累积值与第三点的读数值(消除孔径差值后的值)的代数和。其余以此类推。

　　3 测量数据的处理

　　3.1 测量数据的作图法处理

　　用作图法(两端点连线作图法或包容线作图法)进行测量数据的处理具有简单、直观的优点,可分别得到各孔在水平方向和垂直方向的中心线偏差值Xi、Yi。本文以两端点连线作图法为例,作图步骤如下:

　　①以x轴代表被测各孔,以y轴代表中心线偏移误差值(单位:Lm);

　　②把测得的各点读数值按顺序标注在坐标纸上,由于自准直仪在后序各孔的测量读数是对前一测量孔位而言的,因此标注时应以前一测量位置为基准,标出新的测量位置对前一测量位置升高或降低的误差数值即按累积值进行标注;