典型零件精測(cè)檢驗(yàn)及分析

王兵華

(第一拖拉機(jī)股份有限公司大拖公司,河南 洛陽 471003)

1 檢測(cè)零件形狀和位置公差的意義

零部件的形狀和位置誤差對(duì)整機(jī)的裝配精度、工作精度、連接強(qiáng)度、密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐磨性、壽命等都有很大影響。例如，圓柱表面的形狀誤差，在間隙配合中會(huì)使間隙大小分布不均，造成局部磨損過快，降低零件使用壽命；在齒輪傳動(dòng)中，兩軸承孔的軸線平行度誤差，會(huì)影響到齒輪的接觸精度等等。因此，在零部件的加工和裝配過程中，正確控制形位誤差，對(duì)保證整機(jī)品質(zhì)具有重要意義。

2 形位公差的特征和符號(hào)

輪廓度公差(2種)—線輪廓度(⌒)和面輪廓度(⌒)。

3 形位公差帶

形位公差帶是指限制實(shí)際形狀要素或?qū)嶋H位置要素的變動(dòng)區(qū)域，它可以是平面區(qū)域或空間區(qū)域，構(gòu)成實(shí)際要素的點(diǎn)、線、面必須在此區(qū)域內(nèi)。形位公差帶由公差帶的大小、形狀、方向和位置4個(gè)要素決定。公差帶的大小由給定的公差值t決定。它可以是一個(gè)寬度，也可以是一個(gè)直徑。若公差值為直徑時(shí)，在公差值t前應(yīng)加注“Φ”，即“Φt”。公差帶的形狀取決于被測(cè)要素的特征和設(shè)計(jì)要求，主要有2平行直線、2等距曲線、2同心圓、1個(gè)圓、1個(gè)球、1個(gè)圓柱體、1個(gè)棱柱、2同軸圓柱面、2平面和2等距曲面等10種。

4 檢測(cè)原則

形位誤差檢測(cè)的具體方法，隨著被檢對(duì)象的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度要求和設(shè)備條件的不同，可以采取多種多樣的方法，而總的要求仍是保證一定測(cè)量精度并滿足經(jīng)濟(jì)性。在國家標(biāo)準(zhǔn)里將各種檢測(cè)方法概括為5種檢測(cè)原則。

4.1 檢測(cè)原則一——與理想要素比較原則

將被測(cè)實(shí)際要素與相應(yīng)的理想要素作比較，在比較過程中獲得數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)用直接法或間接法來評(píng)定形位誤差。如將被測(cè)實(shí)際直線與模擬理想直線的刀口和刀刃相比較，根據(jù)光隙的大小來確定該直線的直線度誤差值。理想要素是幾何學(xué)上的概念，對(duì)于直線、圓、平面、圓柱和面輪廓等理想要素，在檢測(cè)中用模擬法獲得，常用的有刀口尺、平尺、平臺(tái)、平板、精密軸系旋轉(zhuǎn)軌跡以及樣板等。應(yīng)用檢測(cè)原則一的典型示例。如表1所示。

表1 應(yīng)用檢測(cè)原則一

4.2 檢測(cè)原則二 ——測(cè)量坐標(biāo)值原則

該原則是通過測(cè)量被測(cè)要素上各點(diǎn)的坐標(biāo)值來評(píng)定被測(cè)要素的形位誤差。如直角坐標(biāo)值，極坐標(biāo)值等，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理獲得形位誤差值。如利用直角坐標(biāo)系測(cè)量孔中心的縱橫坐標(biāo)以確定其位置誤差值。

應(yīng)用檢測(cè)原則二的典型示例，如表2所示。

表2 應(yīng)用檢測(cè)原則二

4.3 檢測(cè)原則三 ——測(cè)量特征參數(shù)原則

該原則是測(cè)量被測(cè)定實(shí)際要素上具有代表性的參數(shù)(即特征參數(shù))來表示形位誤差值的一種原則。

通過測(cè)量實(shí)際被測(cè)要素上的特征參數(shù)，評(píng)定有關(guān)的形位誤差。特征參數(shù)是指能近似反映有關(guān)形位誤差的參數(shù)。該原則以特征參數(shù)代替被測(cè)要素的全貌。故是一種近似的評(píng)定形位誤差的原則，從概念上來講不夠完善，但它具有檢測(cè)方法簡單，易于在車間條件下實(shí)現(xiàn)，故生產(chǎn)中也應(yīng)用很廣。

應(yīng)用檢測(cè)原則三的典型示例，如表3所示。

表3 應(yīng)用檢測(cè)原則三

4.4 檢測(cè)原則四 ——測(cè)量跳動(dòng)原則

該原則是在被測(cè)實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)過程中，沿給定方向測(cè)量相對(duì)于某參考點(diǎn)或線的變動(dòng)量來表示跳動(dòng)值的一種原則。變動(dòng)量是指指示計(jì)最大與最小讀數(shù)的差。

按照跳動(dòng)的定義進(jìn)行檢測(cè)的原則，主要用于檢測(cè)圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)。例如，測(cè)量實(shí)際被測(cè)要素對(duì)基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)。實(shí)際生產(chǎn)中適用于同軸度測(cè)量，但應(yīng)注意跳動(dòng)包含了被測(cè)表面的形狀誤差，因此跳動(dòng)大同軸度誤差不一定大。此外用端面圓跳動(dòng)來代替垂直度誤差有時(shí)會(huì)反映不出來。

應(yīng)用檢測(cè)原則四的典型示例，如表4所示。

表4 應(yīng)用檢測(cè)原則三

4.5 檢測(cè)原則五 ——控制實(shí)際邊界原則

檢測(cè)被測(cè)實(shí)際要素是否超過實(shí)效邊界，以判斷被測(cè)實(shí)際要素是否合格。該原則用于采用相關(guān)要求的場(chǎng)合，一般用光滑極限量規(guī)或功能量規(guī)來檢驗(yàn)。

綜合量規(guī)是模擬被測(cè)件在裝配極限(實(shí)效邊界或最大實(shí)體邊界)時(shí)的一種標(biāo)準(zhǔn)相配件，當(dāng)被測(cè)要素符合形位公差要求時(shí)，可被綜合量規(guī)通過，表示實(shí)際裝配時(shí)相配件可以與此順利裝配，若被測(cè)要素超越理想邊界，則綜合量規(guī)就不能通過被測(cè)件。

應(yīng)用檢測(cè)原則五的典型示例，如表5所示。

表5 應(yīng)用檢測(cè)原則三

5 在平板測(cè)量中，為了減少測(cè)量誤差，提高測(cè)量準(zhǔn)確度，須注意以下問題：

(1)測(cè)量前，須將工件擦凈，仔細(xì)安置測(cè)量器具和工具。例如，需要保持水平位置時(shí)，一定要用水平儀進(jìn)行調(diào)整，如果測(cè)量時(shí)溫度不穩(wěn)定，須等到溫度穩(wěn)定時(shí)再測(cè)量。檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量減少或避免人為的測(cè)量誤差。

(2)測(cè)量方法和測(cè)量基面的選擇。一個(gè)尺寸的測(cè)量，有著多種方法，應(yīng)該選擇最簡單可靠，精度最高的方法。

(3)進(jìn)行多次測(cè)量以提高測(cè)量準(zhǔn)確度。

(4)使用游標(biāo)卡尺或高度尺測(cè)量時(shí)，有微調(diào)裝置的，須使用微調(diào)裝置，以減少測(cè)量力的影響。