形位误差测量装置的研制

张荣

摘要：针对形状和位置误差测量项目较多，且受零件结构与精度要求等多种因素的限制，其测量方法也千差万别。本文论述了一个形位误差的测量装置，根据其结构特点可以进行多种形位误差项目的测量。

关键词：形位误差 测量 箱体 装置 研制

1 形位误差在生产中的重要意义

零件的形状和位置误差，对机器、仪器、量具和刀具等，各种产品的工作精度，连接强度，密封性，运动平稳性，耐磨性以及寿命，噪音等都会产生很大影响。特别对于高速、高温、高压、重载荷条件下工作的精密机器和仪器更为重要。因此，形位公差是保证零件实现互换性，满足使用性能所提出的一项重要技术要求，是评定产品质量的一项重要指标。

2 形位误差测量装置的测量原理

本装置用于形位误差的检测与分析，检测对象是箱体零件，该零件具备结构典型，拥有多个被检测部位的特点，如图1。通过分析箱体零件的结构特点确定检测方案，测量过程中将箱体零件放在测量平台上，以平台或芯轴来模拟测量基准，调整百分表的高度，让测头接触被测位置，然后进行测量，通过对检测结果进行数据处理后，可以根据给定的公差数值，进行误差分析，判断误差产生原因，从而让学生体会出理论教学中形位公差的要求，在实际检测时采取的具体方式，从而锻炼学生综合运用知识能力及实践操作技能。同时该装置具有结构典型、易于操作、经济实用等特点。3 测量器具及测量内容

3.1 測量器具 测量器具主要有：平台、芯轴、杠杆百分表、表架、垫铁、同轴度量规等。

3.2 测量内容

3.2.1 平行度误差的测量。表示孔轴线相对于底面的平行度公差值为t1。测量时，用平板模拟基准平面，用标准心轴模拟被测轴线。在标准心轴的最高素线上测量两点，根据两点的读数差、两点的轴向距离差以及被测孔的轴向长度，即可计算出被测孔轴线对基准平面的平行度误差，如图2。

3.2.2 垂直度误差的测量。表示左视图上箱体两侧面对底面的垂直度公差值为t4。测量时，用平板模拟基准平面，将侧面和平板组成的角度与直角尺进行比较，确定垂直度误差，如图3。

3.2.3 对称度误差的测量。表示槽的中心平面相对于箱体的中心平面的对称度公差值为t5。测量时，可分别测出左槽面到左槽面和右槽面到右槽面的距离，并取对应的两个距离之差为对称度误差。取绝对值大的数值，作为对称度误差，如图4。3.2.5 径向全跳动误差的测量。表示大孔内表面相对于小孔轴线的径向全跳动公差值为t3。测量时，将一标准心轴插入小孔中，并以此模拟基准轴中心线。在大孔的圆柱面上，沿某条螺旋线测量误差，如图6。3.2.6 同轴度误差的测量。表示两孔的实际轴线对其公共轴线的同轴度公差值为t3，这项公差要求最适宜用同轴度综合量规检验，如图7。

4 结束语

本装置的设计方案合理可行，能够运用于《公差配合与测量技术》课程实训教学中，通过使用本测量装置可以熟悉箱体零件的基本技术要求，了解形位误差的测量原理及方法，加深对各项位置公差概念的理解，进一步熟悉通用测量器具的使用方法。达到强化形位公差的选用与测量能力，提高学生实践操作技能的目的。

参考文献：

[1]郑鹏.形位误差计算机评定系统的研究[D].郑州大学，2003.

[2]祝贺.形位误差综合测量实验设备的研制[D].华中科技大学，2012.

[3]何改云.形位误差的逼近原理及算法研究[D].天津大学，2006.