浅谈零件跳动误差的测量

王春红

机械加工离不开金属切削机床，其中机床主轴用于安装刀具或工件，它是刀具或工件的相对位置基础和运动基础，机床主轴径向跳动误差是直接影响被加工零件加工精度及表面粗糙度的一个非常重要的因素。同样，轴颈是发动机的重要零件之一，曲轴的径向跳动过大，会直接影响发动机的主机性能，加剧轴颈的磨损，致使轴瓦损坏，影响其使用寿命。根据使用要求，规定高精度的位置精度（通常用径向圆跳动表示）为0.001～0.005mm，而一般精度位置的精度为0.01～0.03mm，所以对进行跳动误差的检测是检验轴性能的一个重要手段。

跳动公差是指当被测量绕基准轴线回转一周（同时保证零件与测量仪器间无轴向移动）时或连续回转时监测得到的极限跳动量之差，跳动公差根据被测量的回转情况分为圆跳动公差和全跳动公差。当被测量绕基准轴线只回转一周时，观察得到的为圆跳动公差;当被测量绕基准轴线连续回转时，观察得到的为全跳动公差。根据被测量的几何特征和测量方向的不同，圆跳动公差又有径向、端面和斜向圆跳动公差之分。跳动公差是以检测的方法不同定出公差项目的，具有综合控制形状和位置误差的作用，且检测操作简便，在生产中使用广泛。

一、圆跳动的检测

（一）测量端面圆跳动

端面圆跳动的被测量一般为回转类零件的左右端面或阶台轴类零件的台阶面，该测量面要求与基准轴线垂直，测量的方向要求与给定基准轴线平行。该跳动形成的公差带是在与给定基准轴线同轴且间距等于公差值t的两等直径圆之间的区域。

一般被测量的是该零件的端面，基准要素是中心轴线，因此当零件绕基准轴线做轴向固定回转时，在与基准同轴的任一直径的圆柱截面上，轴向的跳动量均不得大于公差值t。

测量时，根据零件的被测端面大小可以将零件固定在偏摆仪上，也可以用带压板的V型铁固定零件，或者用长导向套筒支撑并轴向固定，将指示表安装在表架上，使指示表测杆与轴线平行，缓慢移动表架，使测杆和被测端面接触良好，并预压0.4mm。然后转动被测件一周，观察指示表指针的波动，记录指示表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，该最大值与最小值之差即为该直径的端面圆跳动误差，即Δi=Mimax-Mimin。在被測端面上均匀分布的四个直径处（直径A、B、C、D）测量，其中测量端面不同直径上跳动量最大值为该零件的端面圆跳动误差，即Δ=Δimax。再根据图纸所给定的公差值，判定被测零件的端面跳动误差是否合格，完成实验报告。

（二）测量径向圆跳动

测量直径方向圆跳动时，一般情况下需要绕基准轴线旋转一周，有时也对测量位置加以限制，只对其中的部分截面圆进行测量，注意在测量时的方向要与给定基准轴线垂直。该跳动形成的公差带均为在与给定基准轴线垂直的任意一个截面圆上，半径差为公差值t且圆心位于基准轴线上的两同心圆之间的区域。

被测要素为公差项目箭头所指圆柱面，基准要素为公共中心轴线，测量时，将零件擦净，置于偏摆仪两顶尖制之间（带孔零件要装在心轴上），使零件转动自如，但不允许轴向窜动，然后紧固二顶尖座。当需要卸下零件时，一手扶零件，一手向下按把手，即取下零件。

将千分表装在表架上，使表架通过零件轴心线，并与轴心线大致垂直，测头与零件表面接触，并压缩约1～2圈后紧固表架;然后转动被测件一周，记下千分表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，按此方法测量四个不同横截面（截面A、B、C、D），取各截面的最大值与最小值之差为该截面的径向圆跳动误差，即Δi=Mimax-Mimin;然后取这些截面中圆跳动误差的最大值为该零件的径向圆跳动误差，即Δ=Δimax。再根据图纸所给定的公差值，判定被测零件的径向跳动误差是否合格，完成实验报告。

（三）测量斜向圆跳动

斜向圆跳动的被测量一般为外圆锥表面或其他类型的曲线回转面，除非有特别规定，其测量方向应为被测量轮廓线的法线方向或与被测量的轮廓垂直。该跳动形成的公差带为间距为公差值t且与给定基准轴线同轴的任意一个圆锥截面上的两圆之间的区域。

测量时，将指示表安装在表架上，使指示表测杆垂直于被测圆锥素线，缓慢移动表架，使测杆和被测端面接触良好，并预压。然后转动被测件一周，观察指示表指针的波动，记录指示表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，该最大值与最小值之差即为该直径的圆跳动误差，即Δi=Mimax-Mimin。在被测锥面上均匀分布的四个直径处（直径A、B、C、D）测量，其中测量锥面不同直径上跳动量最大值为该零件的斜向圆跳动误差，即Δ=Δimax。再根据图纸所给定的公差值，判定被测零件的斜向跳动误差是否合格，完成实验报告。

当被测要素为圆柱面，基准邻近圆柱的中心轴线，同时给出台阶面作为第二基准，以约束被测要素的轴向位置时，可用V型铁模拟其基准。测量时，将工件擦净，用带压板的V型铁固定右侧小圆柱，并将中间圆柱的右端面靠平在V型铁，即可用等同偏摆仪的测量方法进行测量。

二、全跳动的检测

该跳动公差是指在测量仪与工件之间同时做轴向或径向的相对移动时，被测量要素绕给定基准轴线旋转若干次，此时指示表示值所变化的最大变动量。该跳动公差按连续转动时其被测量绕基准轴线旋转，测量仪的运动方向与基准轴线之间的关系有径向全和端面全跳动之分。

（一）测量径向全跳动

该跳动被测量要素一般是圆柱表面，基准要素是给定公共轴线，测量时，要求被测量要素绕给定公共基准轴线进行若干次旋转，并使测量仪器与工件沿给定基准轴线方向在整个被测表面上做相对移动，此时被测量要素上各点间的示值差不得大于给出的公差值t，即该全跳动形成的公差带是指与基准轴线同轴且半径差为公差值t的两圆柱面之间的区域。

1.用跳动检查仪测量径向全跳动

用指示表在跳动检查仪上测量工件的径向全跳动。测量时，用跳动检查仪的两顶尖来模拟体现公共基准轴线，将工件安装在两顶尖间，调节指示表，使测头与工件外圆表面的最高点接触，将指示表压缩2～3圈;将被测工件缓慢回转，同时指示表沿轴线方向作直线移动，使指示表测头在外圆表面的整个表面上划过，记下表上指针的最大读数与最小读数;取两读数的差值作为测量要素的径向全跳动误差。

2.打表法测量径向全跳动

用指示表测量工件的径向全跳动。测量时，用V形块来模拟体现基准轴线，测量圆柱面上各点沿着基准轴线的跳动量，取各点跳动量中的最大值作为径向全跳动的误差值。将被测件放在V形块上，基准轴线由V形块来模拟，轴向通过圆球支承定位;调节指示表，使测头与工件外圆表面的最高点接触，将指示表压缩2～3圈;将被测工件缓慢回转，同时指示表沿轴线方向作直线移动，使指示表测头在外圆表面的整个表面上划过，记下表上指针的最大读数与最小读数;取两读数的差值作为测量要素的径向全跳动误差。

（二）测量端面全跳动

该全跳动的被测量要素一般为回转类零件的左右端面，基准要素为给定轴线。测量时要保证被测量要素绕给定基准轴线进行若干次旋转，并且测量所用仪器与被测工件沿着基准轴线垂直的方向上有相对径向移动，此时被测量要素上面各点间的指示表示值差不得大于图纸给的公差值t。即该跳动的公差带是与基准轴线垂直且距离为公差值t的两平行平面之间的区域。

1.用跳动检查仪测量端面全跳动

用指示表在跳动检查仪上测量工件的端面全跳动。测量时，用跳动检查仪的两顶尖来模拟体现公共基准轴线，测量端面上各点在垂直于基准轴线的平面上的跳动量的大小，取其中的最大值作为端面全跳动的误差值。方法同径向全跳动的检测。

2.打表法测量端面全跳动

用指示表测量工件的端面全跳动。测量时，用V形块来模拟体现基准轴线，测量端面上各点在垂直于基准轴线的平面上的跳动量的大小，取其中的最大值作为端面全跳动的误差值。方法同径向全跳动的检测。

（作者单位：南阳技师学院）