典型零件精测检验及分析

王兵华

(第一拖拉机股份有限公司大拖公司,河南 洛阳 471003)

1 检测零件形状和位置公差的意义

零部件的形状和位置误差对整机的装配精度、工作精度、连接强度、密封性、运动平稳性和耐磨性、寿命等都有很大影响。例如，圆柱表面的形状误差，在间隙配合中会使间隙大小分布不均，造成局部磨损过快，降低零件使用寿命；在齿轮传动中，两轴承孔的轴线平行度误差，会影响到齿轮的接触精度等等。因此，在零部件的加工和装配过程中，正确控制形位误差，对保证整机品质具有重要意义。

2 形位公差的特征和符号

轮廓度公差(2种)—线轮廓度(⌒)和面轮廓度(⌒)。

3 形位公差带

形位公差带是指限制实际形状要素或实际位置要素的变动区域，它可以是平面区域或空间区域，构成实际要素的点、线、面必须在此区域内。形位公差带由公差带的大小、形状、方向和位置4个要素决定。公差带的大小由给定的公差值t决定。它可以是一个宽度，也可以是一个直径。若公差值为直径时，在公差值t前应加注“Φ”，即“Φt”。公差带的形状取决于被测要素的特征和设计要求，主要有2平行直线、2等距曲线、2同心圆、1个圆、1个球、1个圆柱体、1个棱柱、2同轴圆柱面、2平面和2等距曲面等10种。

4 检测原则

形位误差检测的具体方法，随着被检对象的结构特点、精度要求和设备条件的不同，可以采取多种多样的方法，而总的要求仍是保证一定测量精度并满足经济性。在国家标准里将各种检测方法概括为5种检测原则。

4.1 检测原则一——与理想要素比较原则

将被测实际要素与相应的理想要素作比较，在比较过程中获得数据，根据这些数据用直接法或间接法来评定形位误差。如将被测实际直线与模拟理想直线的刀口和刀刃相比较，根据光隙的大小来确定该直线的直线度误差值。理想要素是几何学上的概念，对于直线、圆、平面、圆柱和面轮廓等理想要素，在检测中用模拟法获得，常用的有刀口尺、平尺、平台、平板、精密轴系旋转轨迹以及样板等。应用检测原则一的典型示例。如表1所示。

表1 应用检测原则一

4.2 检测原则二 ——测量坐标值原则

该原则是通过测量被测要素上各点的坐标值来评定被测要素的形位误差。如直角坐标值，极坐标值等，并经过数据处理获得形位误差值。如利用直角坐标系测量孔中心的纵横坐标以确定其位置误差值。

应用检测原则二的典型示例，如表2所示。

表2 应用检测原则二

4.3 检测原则三 ——测量特征参数原则

该原则是测量被测定实际要素上具有代表性的参数(即特征参数)来表示形位误差值的一种原则。

通过测量实际被测要素上的特征参数，评定有关的形位误差。特征参数是指能近似反映有关形位误差的参数。该原则以特征参数代替被测要素的全貌。故是一种近似的评定形位误差的原则，从概念上来讲不够完善，但它具有检测方法简单，易于在车间条件下实现，故生产中也应用很广。

应用检测原则三的典型示例，如表3所示。

表3 应用检测原则三

4.4 检测原则四 ——测量跳动原则

该原则是在被测实际要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向测量相对于某参考点或线的变动量来表示跳动值的一种原则。变动量是指指示计最大与最小读数的差。

按照跳动的定义进行检测的原则，主要用于检测圆跳动和全跳动。例如，测量实际被测要素对基准轴线的径向圆跳动。实际生产中适用于同轴度测量，但应注意跳动包含了被测表面的形状误差，因此跳动大同轴度误差不一定大。此外用端面圆跳动来代替垂直度误差有时会反映不出来。

应用检测原则四的典型示例，如表4所示。

表4 应用检测原则三

4.5 检测原则五 ——控制实际边界原则

检测被测实际要素是否超过实效边界，以判断被测实际要素是否合格。该原则用于采用相关要求的场合，一般用光滑极限量规或功能量规来检验。

综合量规是模拟被测件在装配极限(实效边界或最大实体边界)时的一种标准相配件，当被测要素符合形位公差要求时，可被综合量规通过，表示实际装配时相配件可以与此顺利装配，若被测要素超越理想边界，则综合量规就不能通过被测件。

应用检测原则五的典型示例，如表5所示。

表5 应用检测原则三

5 在平板测量中，为了减少测量误差，提高测量准确度，须注意以下问题：

(1)测量前，须将工件擦净，仔细安置测量器具和工具。例如，需要保持水平位置时，一定要用水平仪进行调整，如果测量时温度不稳定，须等到温度稳定时再测量。检验时应尽量减少或避免人为的测量误差。

(2)测量方法和测量基面的选择。一个尺寸的测量，有着多种方法，应该选择最简单可靠，精度最高的方法。

(3)进行多次测量以提高测量准确度。

(4)使用游标卡尺或高度尺测量时，有微调装置的，须使用微调装置，以减少测量力的影响。