远距离孔同轴度测量误差探讨
同轴度误差测量方法介绍
同轴度误差测量方法介绍摘要：同轴度属于形位公差中的一种，主要是用来控制理论上应同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。
下面我们将对同轴度进行介绍，主要包括其测量方法等内容。
什么是同轴度？同轴度：用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差。
同轴度公差：是用来控制理论上应同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。
同轴度误差：被测轴线相对基准轴线位置的变化量.简单理解就是：零件上要求在同一直线上的两根轴线，它们之间发生了多大程度的偏离，两轴的偏离通常是三种情况(基准轴线为理想的直线)的综合——被测轴线弯曲、被测轴线倾斜和被测轴线偏移。
同轴度误差是反映在横截面上的圆心的不同心。
同轴度的作用1、轴类零件圆度、同心度、圆周跳动、断面差的精密测量2、轴类零件外圆及内园参数的同时精密测量、3、轴类零件多点参数的同时精密测量；4、快速测量、断差面、内圆及外圆可同时测量。
任务：测量联动轴零件的同轴度误差任务分析：被测项目是被测要素为大圆柱面的轴线，基准要素为两端小圆柱面的公共轴线。
含义：大圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Φt（Φ0.08mm）的圆柱面内，此圆柱面的轴线与公共基准轴线A‐B（即两个小圆柱面的公共轴线）重合。
根据含义可知，我们选择测量方法有两种。
方法一：用两个相同的刃口状 V 形块支承基准部位，然后用打表法测量被测部位。
1、测量器具准备百分表、表座、表架、刃口状 V 形块、平板、被测件、全棉布数块、防锈油等。
2、测量步骤1）将准备好的刃口状 V 形块放置在平板上，并调整水平。
2）将被测零件基准轮廓要素的中截面（两端圆柱的中间位置）放置在两个等高的刃口状 V 形块上，基准轴线由 V 形块模拟，如下图所示。
3）安装好百分表、表座、表架，调节百分表，使测头与工件被测外表面接触，并有1～ 2圈的压缩量。
4）缓慢而均匀地转动工件一周，并观察百分表指针的波动，取最大读数Mmax 与最小读数 Mmin 的差值之半，作为该截面的同轴度误差。
一种新的同轴度测量方法和误差分析
（５）在ｘｏｙ平面内求出题凰心的距离极为同轴 度误差值；
设（搿“，Ｙ¨ｚｄ）为三坐标机所采集的点，其中ｉ 表示所测的截面数，．ｆ秀农一个截匿所溅的点数。 分别在基准部位弱被测部位圆柱上各取２５个截溪， 每个截露均匀取５０个点。建立数学模型。设ｏ’为
根据ＧＢ／Ｔ１１８２—１９９６中同轴度误差的定义，同
牧藕１３麓：２０凹每９月
轴度足指被溅圆柱磷轴线对基准线不共辚秘程度。 根据定义最小包容区的概念，用与基准轴线同轴的圆 柱面来包容被测圆楗丽（孔）的实际轴线，弦被测长度 游，最小包容圆柱面的直径厂就是同轴度浚差。其公 差带为与蕊准线同轴的直径等于厂的圆柱体。目前 同轴度误蒺检测的方法有回转轴线法、凇直线法、坐 标法、顶尖法、矿型架法、模拟法、量规梭验法等。
ｆｏｒ ｂｒｉｎｇｓ ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ．
．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ ｅｒｒｏｒ，ＣＭＭ，ＭＡＴＬＡＢ，Ｌｅａｓｔ－ｓｑｕａｒｅｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ
ｌ 引言
机械零件的轴线直线度和同轴度误差对机械产 晶的质量有穰大影响。餐是，传统的测量方法只麓 得到轴线直线度和同轴魔误差的近似值，均不能令 人满意。为了得到轴线豢线度和网轴度误差的准确 值，必须建立符合这两项误差定义的数学模裂并开 发相应的计算机数据处瑷软件。网此本文建立的数 学模型对保涯与提高机械产品的赝量具有重要意 义。
胁：是目标函数；
ｚＯ：初始解； ｏｐｔｉｏｎｓ：设置优化选项参数；
万方数据
工具技’术
ｆｏａｌ：返回目标函数在最优解ｚ点的函数值； ｅｘｉｔｆｌａｇ：返回算法终止标志； ｏｕｔｐｕｔ：返霞优纯算法僚怠的一个数据结搀； ｇｒａｄ：解ｘ处丘ｎ晒数的梯度值返回到ｇｒａｄ中。 ３．２同轴度误差评定 同轴度公差是用以控制被测轴线与基准轴线的 丽轴要求。同轴度误差值爨泼与基准轴线同轴的理 想轴线为轴线作包客被测实际轴线冀直径为最小的 圆柱灏的直径。目前工业同轴度误差评定是把同轴 度测量在三坐标机上转化为点到直线的距离测量。 建立起同轴度测量理论，即测两个圆柱的同轴度时， 基准圆柱的轴线力公共轴线，把勇一个图柱分解戏 多截覆的圆。求圆心到基准蚋的距离其中最大距离 的２倍即为所求圆柱的同轴度。因为基准轴的确定 本身存在误差，所以这种方法评定的同轴度误差较 大。 率文把同轴度的误差评定转化势圆度误差的评 定，拳Ｊ磊ＭＡＴＬＡＢ强太豹计算熊力建立数学模型详 定同轴度误差。 对三坐标机采集的数据的处理步骤如下： （１）首先把被测零件平放在三坐标机的测量平 面上，使其轴线与：平行，利用坐标梳对基准部位耩 被测部位各截取樱丽数量的平蘧囡； （２）根据对基准部位和被测郄位测得的坐标值， 利用ＭＡＴＬＡＢ最优函数求出各横截面圆的最小二乘 圆圆心坐标１３’； （３）檄据基准部位各横截面圆心坐标值分剐晦 ｘｏｙ平面傲投影，然后求其在ｘｏｙ平嚣的圆度误差， 其求解方法与求鳃任意圆度误差的最小区域值的方． 法相同；得出其圆心坐标；
三坐标测量机对同轴度误差测量方法的探索
三坐标测量机对同轴度误差测量方法的探索王文书【摘要】@@ 同轴度检测是我们在测量工作中经常遇到的问题.实际使用三坐标测量机测量同轴度工作中,由于测量方法不当,有时会出现测量结果误差大,重复性差的现象.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2010(000)011【总页数】4页(P94-97)【作者】王文书【作者单位】海德堡印刷设备(上海)有限公司质量部,上海,201700【正文语种】中文同轴度检测是我们在测量工作中经常遇到的问题。
实际使用三坐标测量机测量同轴度工作中，由于测量方法不当，有时会出现测量结果误差大，重复性差的现象。
1 同轴度的定义在国家标准中，轴线的同轴度公差的定义为“公差带是直径为φ!的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴”。
它有以下3种控制要素：（1）基准轴线的建立；（2）被测物体轴线的建立；（3）考虑实际工作或装配要求作变通处理。
2 建立合适的基准轴线例如有两个短圆柱，其中一个做基准圆柱，另一个做被测圆柱，在基准圆柱上测量两个截面圆，其圆心连线作基准轴线。
被测圆柱上也测量两个截面圆，构造一条直线，然后计算同轴度。
假设基准圆柱上两个测量截面的距离很小（10 mm），基准圆柱第一截面与被检圆柱第一截面的距离很大（100 mm），即此种检测方案同轴度对采点的敏感系数很大，如果基准圆柱第二截面圆的圆心位置有5!m的测量误差，则测量轴线到达被检截面时已偏离了5×100/10=50!m，此时即使被检轴线与基准轴线完全同轴，同轴度误差（等于误差圆柱的直径）的测量结果也会有2×50=100!m的误差，如图1所示。
敏感系数表示测量结果参量受初始测量元素影响的大小，对于同轴度测量，被测要素的测量误差受基准误差的影响较大。
直接评价的结果之所以较大，是因为2个柱体相距比较远，引入了延长误差。
用以下几种方法来减小或避免测量误差。
2.1 增加基准截面间的距离在测量基准元素时，若第一截面与第二截面间的距离加大，误差将成正比减小。
三坐标测量箱体孔同轴度误差探讨
图 ２同 … 轴 …一 度 公 差 … 带 定
。
的延长误差。②两孔相距较远产生的延长误差。
本案例Ａ Ｃ 孔 嗣轴度误差测量巾 ， 基准孔Ａ 和被测孔Ｃ 不相 邻 ，因基 准孔 Ａ 较短 ，在三坐标测量基准孔Ａ 时 可测最的两个 截面问的距离较短 ， 导致 ： 三 三 坐标采点 的敏感系数较大 ， 即使两 个 测 量 截 面 中 心 的 误 差 很小 ， 但由于 被测孔Ｃ和基 准孔Ａ相距较 远，当直接测 摄被测孔Ｃ 并 图４ 同轴 度测 量 延长 误 差说 明 图 输 出 同 轴 度 时会 因基准孔 虚拟 延长产生 不符 合实 际加 工情况 的较 大测擞
形状 ）误差 以及多个孔之 间 的 同轴度误差对设备运转 的 稳定性 、噪酱和使用寿命都 会造成较大的影响 ，在机械 加工巾应 当尽力保证 。但受 加 工方法 、 设备尺寸和精 度、 箱 体大小 （ 箱体孔 的距离 ） 影 响 ，是 比较难 以保证加工
度误差定义可 以看 出产生误差 的原 因主要来 自于被测轴线和 基准轴线的倾 斜和偏移。
０ ． ０ ３ ２ ５ ｍｍ 、 ０ ． ０ ３ ４ １ ｍｍ 、０ ． ０ ３ ２ ８ ｍｍ 、０ ． ０ ３ ３ ５ ｍｍ 、０ ． ０ ３ ４ ０ ｍｍ 。
Ｇ Ｂ／ Ｔ １ ｌ ８ ２ —２ ０ ０ ８指 出，同轴度公差带 为商径等 于公差值 ｔ的圆柱面所限定的区域 ， 该 圆柱 面的轴线与基准轴线 重 合， 它是用 来表达控制理论上应同轴 的被测轴线与基准轴线的不 同轴程度 。如图２
Ⅱ＿ ４ Ｏ１
看 出影响箱体孔同轴度误差的主要 因素有三种情况 ， ①被测对象 孔 的中心线弯曲 （ 说明 被 测对象孔的圆柱度较差 ） ； ⑦被测对象 孔 的中心线相对于基 准孔轴线产生倾斜 ； ③被测对象孔的轴线位 置相对于基准轴线的位置发生偏移。 二、箱体孔三坐标同轴度误差测量分析 如图３ 所示ｌ 均 案例 中， 需要测量的 同轴度误差有两个 ： Ａ Ｂ 孔 同轴度误差 ，长度为２ ５ ｍ ｍ的孔 Ｂ 相对 长度为５ ０ ａｍ的基准孔Ａ的 ｒ 同轴度误差 ０ ． ０ ５ ａｍ。基准孔Ａ长度 远大于被测孔Ｂ ｒ 长，且两孔相 邻 ；Ａ ｃ 孔 同轴度误差 ，长度为７ ０ ａ ｒ ｍ的孔Ｃ 相对于基准孔Ａ的同 轴度误差０ ． ０ ８ ａｍ，两孔不相邻 ，且相距较远有４ ｒ ５ ５ ｍ ｍ。该案例 中基准孔 和被测孔都是精镗出来 的孔 ， 表面质摄较好， 根据阋轴
孔类零件同轴度误差检测技术综述
孔类零件同轴度误差检测技术综述摘要：介绍孔类零件同轴度误差的评定原理、检测方法，并根据同轴度误差的定义，介绍了三种不同的数据处理方法。
针对不同的检测方法，对各类型检测仪器的使用进行了描述，并讨论影响测量误差的相关要素。
关键词：同轴度误差；计算方法；检测方法The Overview of Hole Parts Coaxiality Measurement TechnologyWANG Yan1 HUA Qing-yuan2 ZHAO Zhuan-ping2（1.A VIC Shenyang Aircraaft Corporation, Shenyang 110034, China2.College of Mechanical Electronic & Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China）Abstract:This papge introductions coaxality error evaluation and detection methods about hole parts, and according to the definition of coaxial error, presents three different methods of data processing. In view of the different testing methods, for all types of testing instruments in use are described, and discussed the influence of measurement error related elements.Key words: Coaxial error; Calculation methods; Inspection method1 引言同轴度误差属于定位型几何公差，它指的是被测轴线相对基准轴线位置的变化量。
三坐标测量机检测同轴度的方法研究
三坐标测量机检测同轴度的方法研究三坐标测量机是一种精密的测量设备，能够对工件进行高精度的三维测量。
同轴度是工程中常用的一种尺寸和形位公差，通常用于描述轴线、孔、孔座、轴孔之间对于一个公共轴线的偏差。
在工程制造中，同轴度的精度要求越来越高，因此如何有效地利用三坐标测量机来检测同轴度成为了一个重要的研究课题。
本文将就三坐标测量机检测同轴度的方法进行研究和探讨。
一、理论基础1. 同轴度的定义同轴度是指两个或两个以上圆柱面的轴线在相互平行的状态下，这些轴线与一个公共轴线之间的偏差量。
同轴度一般用最大偏差值表示。
2. 三坐标测量机原理三坐标测量机是一种利用触发式或非触发式方式，通过测头和加工工件之间的相对运动来获得工件表面上特定点的三维坐标数据的测量设备。
通过在三个坐标轴方向上的测量，可以确定工件的三维空间位置。
二、同轴度检测方法1. 测量前的准备工作首先需要确定需要测量的工件的特征，包括测量的位置、尺寸和形状，以及所需的测量方式。
然后需要根据工件的特征选择合适的夹具和装夹方式，确保工件的稳定性和测量的准确性。
2. 测量过程在确定好测量位置和夹具后，需要将工件放置在三坐标测量机的测量台上，并进行基准标定。
然后根据工件的特征和测量要求设置测头的参数，包括测量速度、步进值等。
接着利用三坐标测量机对工件进行测量，获取工件表面上特定点的三维坐标数据。
最后根据测量数据计算同轴度的偏差值，并对结果进行分析和验证。
3. 数据处理与分析在测量完成后，需要对获取的测量数据进行处理和分析。
首先需要对数据进行滤波处理，剔除异常值和误差点，然后根据测量数据计算同轴度的偏差值。
最后将计算结果与设计要求进行对比，评估工件的同轴度是否符合要求。
三、方法优劣比较三坐标测量机检测同轴度的方法具有以下优势：1. 高精度：三坐标测量机具有非常高的测量精度，能够对工件进行高精度的三维测量，确保测量结果的准确性。
2. 自动化：三坐标测量机具有自动化测量功能，能够实现对工件的快速、高效测量，提高工作效率。
同轴度量规的设计及误差分析
同轴度量规的设计及测量误差分析摘要：阐述一种典型的功能量规——同轴度量规的设计步骤，并分析用同轴度量规测量时产生误差的原因及减小误差的方法。
关键词：同轴度量规误差1、前言功能量规是检验零件关联被测要素的实际轮廓是否超越规定边界（最大实体边界或实效边界）的量规。
边界的方向由基准确定，位置由基准的理论正确尺寸确定。
一般情况下，在被测要素和基准要表素的尺寸（如孔和轴的直径、槽和凸台的宽度等）检验合格后，再使用位置量规检验，若位置量规能自由通过，则表示被测的实际轮廓未超越规定边界。
GB/T8069-1998《功能量规》国家标准适用于按GB1182~1184《形状和位置公差》，GB4249《公差原则》所规定的被测要素遵守相关原则（最大实体原则、包容原则）的平行度、垂直度，倾斜度、同轴度、对称度和位置度的量规。
同轴度量规是实际生产中广泛使用的一种位置量规，具有设计加工简单，使用方便，成本低廉等优点。
下面对同轴度量规的设计方法及使用同轴度量规测量时可能产生的误差作简单的阐述与分析。
2、同轴度量规的设计同轴度误差是指被测实际轴线对基准轴线（或公共轴线）同轴度程度的定位误差。
因此，同轴度误差是包容被测实际轴线，且与基准轴线（或公共基准轴线）同轴的定位最小包容区域的直径，即要素的实际轴线对基准轴线的允许变动量。
公差带定义为直径为公差值t，且与基准轴线同轴（重合）的圆柱面内的区域。
如图1所示：（图1）同轴度误差可用圆度仪测量、坐标法测量，打表测量以及综合量规检验。
用综合量规测量时综合量规的直径分别为基准孔的最大实体尺寸和被测孔的实效尺寸。
若综合量规能通过，表示被测零件的同轴度合格。
综合量规的工作部分尺寸则可以按照GB/T8069-1998《功能量规》的设计公式来计算，即：定位部分：（1）基本尺寸d BP＝D1MMC（2）极限尺寸d LP＝D BP0 -TP（3）磨损极限尺寸d WP＝D BP－（TP＋WP）测量部分：（1）基本尺寸d BM＝D2MMC－t（2）极限尺寸d LM＝（D BM＋FM）0 -TP（3）磨损极限尺寸d WM＝（D BM＋FM）－（TM ＋WM）其中TP、WP、TM、WM及FM可以从GB/T8069-1998中查出。
浅析三坐标测量机测量同轴度的误差分析
浅析三坐标测量机测量同轴度的误差分析作者：高陈明来源：《科学与财富》2016年第22期摘要：用三坐标机测量同轴度误差是目前常用，且快速、准确的方法之一。
但在实际测量工作中，对长距离孔的同轴度测量，有时会出现测量结果误差大、不真实并且重复性测量差的现象，即测量结果并不能真实反映零件真实的同轴度误差。
因此，在使用三坐标测量同轴度时要考虑到各种影响因素，使用科学合理的测量方法才能使测量结果更准确。
关键词：三坐标测量；同轴度；方法；测量误差前言三坐标测量机是目前测量空间几何量大尺寸的精密测量仪器，广泛应用于各个领域，是现代机械产品质量控制与检测的重要测量设备。
三坐标测量机检测同轴度具有高效率和高精度的特点，然而，在实际测量中，测量方法是影响测量结果的重要因素之一。
如长距离孔的同轴度误差测量看似简单，但决不可掉以轻心，尤其大尺寸长距离零件多是贵重关键件，决不可因似是而非、不准确的测量而轻率发错结论导致重大质量事故。
在零件实际加工测量中，往往会遇见如机床主轴等大型零件及其他一些特殊内孔，这时就无法采用常规方法测量同轴度了。
在这种情况下，往往要借助三坐标测量机（CMM）来完成同轴度的测量任务。
但在借助CMM 测量同轴度时，也会出现测量误差较大、重复性较差的结果。
导致测量同轴度误差的主要影响因素有：基准轴线理解差异、测量同轴度方法不同、评价同轴度方法不同、CMM 采点误差影响等。
针对这些情况，就要借助三坐标测量机快速有效测量零件的同轴度误差。
1.三坐标测量箱体孔同轴度的影响因素根据同轴度的定义，可以明确同轴度公差带，并可知影响测量箱体孔同轴度误差的因素：①被测对象孔的中心线弯曲；②被测对象孔的中心线相对于基准孔轴线产生倾斜；③被测对象孔的轴线位置相对于基准轴线的位置发生偏移。
根据影响箱体孔同轴度误差的主要因素，用CMM 测量同轴度时，可以从 3 个方面考察其测量误差：（1）基准轴线的采集与建立；（2）被测元素轴线的采集与建立；（3）基准轴线与被测元素轴线之间位置关系的评价。
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青岛是我国沿海重要的工业城市，北京申奥成功，青岛作为合办城市，给青岛带来前所未 有的发展机遇。第１６届中国焊接博览会也是我国人世后的第１个大型全国性焊接展览展示 会。
对两个有同轴度要求的远距离短圆柱孔，设计 人员在进行设计时，往往将某一孔标注为设计基准， 而对另一距它较远的孔标注以同轴度的要求，如图 １（ｂ）所示。在实际测量中，可以不考虑设计的标注 是否合理，采用变通的方法进行测量，改测以某一孔 为基准为测两孔对其公共轴线的同轴度。如图１（ｂ） 所示，因ｊ５３７０ ｍｍ孔及＃７０ ｍｍ孔均为短圆柱孔， 而且其相距较远，从上述误差原因分析可知，如Ｌ 太短，而两孔距离太长，则测量误差将成比例增加， 无疑将严重影响测量的准确性。关于这一点，通过自 制装置在三坐标划线平台上检测该数据时已得到证 实。而改用建立公共轴线，然后比较两孔的同轴度 后，同样抽检了３个批次４只气缸盖，所测数据均在 ０．１０ ｍｍ左右，与用自制装置在三坐标划线平台所 测的结果接近，证明了这种方法的可行性。 ４关于远距离短圆柱孔同轴度设计基准与 测量基准一致性的探讨
（３）对于复杂或加工精度较高的产品，尤其是机 械产品中对形位公差要求较高的情况下，编制产品 工艺时，测量专业人员应共同参与，并及时与产品设 计人员进行沟通，以在保证产品功能的前提下，采用 经济、可靠的加工工艺和测量工艺。
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第１ ６届中国焊接博览会即将在青岛召开
时间：２００２年５月２１—２４日 地点：青岛国际会展中，厶（青岛高科技世纪广场） 大会规模：全国各地及海外２８０余家企业报名参加。展台数：６５０个 主办单位：中国电器工业协会、机械工业部成都电焊机研究所
博览会同期将联合举办“第５届青岛国际锅炉、辅机、压力容器及水处理技术设备展览会” 与“山东国际供热供暖、制冷空调、燃气设备展览会”；还有丰富多彩的配套活动，如：配合山东 科技活动周举办的“优秀焊工表演赛”、“新世纪焊接论坛”、“新技术新产品交流会”等活动，竭 诚为广大企业拓展市场，赢取商机。
欢迎全国各地织友唇时光临。
欠妥，但是，对标注远距离短圆柱孔同轴度而言，一 方面，可从实际情况出发，如图４情况下是否可以标 注为Ａ—Ｂ的轴线对Ｇ面的平行度，或Ａ、Ｂ基准的 直线度等（实际检测可根据等效原则，采用检测直线
３５
检测技术
度的变通方式）；另一方面，有关部门应对远距离短 圆柱孔同轴度标注及计量方法进行规范，以避免产 品检测结果与实际加工状况相差甚远，失去检测指 导生产的意义的现象出现。
５结束语
综上所述，测量工艺是对产品质量进行正确判 定的重要环节，在确定测量工艺时，一定要对测量原 理进行充分认证。当采用某一测量方法进行检测后 得出的测量值重复性较差，各数据误差过大时，可试 着采用其它的测量方法对其进行验证。其二，从传统 理论来说，设计基准、工艺基准、定位基准、测量基准 和装配基准应一致，但在实际生产中，由于多种因 素，往往比较难以做到。所以，建议如下：
３３
检测技术
机车车辆工艺 第２期２００２年４月
的偏差程度）差。
图１ 气缸盖上远距离孔的同轴度
ａ１、口２、口。、盘。，ｂ。、ｂ２、ｂ。、ｂ。，计算其平均值。如此操作，
２．１传统测量方法
共抽检了３个批次的４只气缸盖，同轴度公差均在
为确认误差的来源，做到对加工质量心中有数，
０．１０ ｍｍ以内。该测量方法尽管比较繁琐，但能较
对远距离短圆柱孔同轴度的标注，以滚动抱轴 箱（见图４）为例，其两处轴承挡标注的同轴度为 陋Ｔ瓦面Ｔ刁，虽然两孔深均不超过８０ ｍｍ，但两孔 却相距１ ０２０ ｍｍ。如按图４标注的方式进行测量，
图４滚动抱轴箱不意
可以说很难取得正确的测量结果，相对来说，其测量
柱度标注为阿可可西网，从设计准则来说，可能 值就失去了判定产品加工精度的意义。但如果把圆
中图分类号：ＴＧ８０６
文献标识码：Ｂ
Ａ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｃｏａｘｉａｌｉｔｙ ｏｆ １０ｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｏｒｅｓ
ＱＩＵ Ｗｅｎ—ｌｉａｎｇ （Ｐａｒｔｓ Ｓｕｂ—ｗｏｒｋｓ，Ｑｉｓｈｕｙａｎ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ＆Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｔｏｃｋ Ｗｏｒｋｓ，２１３０１１ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
器孔同轴度的测量，因无法制作相应的测量芯棒，设
计制作了简易测量装置，并利用三坐标划线平台，对 其进行检测（见图２）。首先以测量装置的声３７０ ｍｍ
定位盘作为定位基准，并保证工件，１３７０ ｍｍ孑Ｌ与定
位盘的间隙在０．０１～ｏ．０２ ｍｍ，从而设定定位盘的 中心即为工件庐３７０ ｍｍ座孔的中心。由于声３７０ ｍｍ
展筹处联系电话：０２８—３２５０６９０、３２４９８６１、３２７６６８２；传真：０２８—３２８５７７０
离，即是一４５０／２＋７０／２—２６０ ｍｍ。
Ｉ为基准，对孔Ⅱ进行测量的，如在基准孔Ｉ上测量
为保证检测结果准确，可分别将工件转动（测量 两个截面１、２，将圆心连线作为基准轴，在被测孔Ⅱ
装置不动）０。、９０。、１８０。、２７０。，并分别记录测量数据
上测量一个截面３，然后测量同轴度。假设截面２上
３４
万方数据
１前言
同轴度的检测是机械零件位置公差中较常见 的，而远距离孔的同轴度测量一直是测量工艺上的 难点。常规测量方法是用同轴度测量芯棒穿入孔内 进行检测，这比较符合工件将来的使用（配合）情形， 但该测量工艺只能做出定性判断。在实际应用中，一 方面现场生产需要的是定量数据，以便修正机床参 数或加工程序；另一方面并不是所有的同轴度都能 用芯棒测量的。目前，比较通用的是用三坐标测量机 测量同轴度。三坐标测量机是一种新型的三维测量 仪器，它集光、机、电、计算机于一体，广泛应用于机 械加工的精密测量。实践证明，它可以完成许多用常
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｅｒｒｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａｘｉａｌｉｔｙ ｏｆ ｌｏｎｇ·－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｏｒｅｓ ｏｎ ａ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｏｆ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｕｓｉｎｇ ａ ｔｈｒｅｅ··ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｂｅｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｄａｔｕｍ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｄａｔｕｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；ｃｏａｘｉａｌｉｔｙ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒ； ｄａｔｕｍ
检测技术
文章编号：１００７—６０３４（２００２）０２．００３３—０４
远距离孔同轴度测量误差探讨
邱文亮
（戚墅堰机车车辆厂配件分厂，江苏常州２１３０１１）
摘 要：通过对三坐标测量机检测的机车柴油机气缸盖上远距离孔同轴度的测量工艺和误差分
析，探讨了设计基准与测量基准的一致性及等效性问题。
关键词：三坐标测量机；同轴度；测量误差；基准
艿一２×～／—（ａ－ ｋ）２＋—（ｂ－ ｋ）ｚ 到Ｂ７，如果有偏差，则其同轴度艿的计算公式为： （１）
式中口——Ａ’点到Ａ点的距离； ６——Ｂ’点到Ｂ点的距离；
图２气缸盖≯３７０ ｍｍ座孔与≯７０ ｍｍ喷油器孔 同轴度测量示意
２．２三坐标测量机的测量
足——偏差为０时，Ａ到Ａ’（或Ｂ到Ｂ７）的距
三坐标测量机测量同轴度时（见图３），是以孔
２同轴度测量误差的分析
气缸盖是柴油机的关键零部件，其结构复杂，精 度要求高，其上的远距离孔（如图１所示）的同轴度 是衡量其加工精度的关键指标。该同轴度在三坐标 测量机上测量时，测量人员一般按图纸上的技术要 求，以基准孑Ｌ作为测量基准来测量另一被测孔的同 轴度，这应该说是符合设计要求的，但常因测量方法 不妥造成较大误差，如测出图１（ａ）中，４２６ ｍｍ孔与 ｊ６１００ ｉＴｌｍ孑Ｌ的同轴度为０．１５～０．３０ ｍｍ，图１（ｂ） 中，４３７０ ｍｍ孔与４７０ ｍｍ孔的同轴度为０．３０～ ０．６０ ｒｆｌｌ－ｎ，显然测量值存在较大误差，而且测量数据 的重复性（对同一组孔进行多次测量，其测量数据
定位盘在划线平台上难以测量，因此以与其同心的 声４５０ ｍｍ的外圆为测量基准。首先测量声４５０ ｍｍ外
圆Ｘ方向上的最高点Ａ，然后将量表调整到０位，
移动测量杆，再测量工件声７０ ｍｍ孔在Ｘ方向上的
最低点Ａ’，记录坐标值；同理，测量声４５０ ｍｍ外圆
在ｙ方向上的最高点Ｂ和庐７０ ｍｍ孔在ｙ方向的
最低点Ｂ’，记录坐标值。由图２可见，从Ａ到Ａ’、Ｂ
机车车辆工艺 第２期２００２年４月
（１）设计人员在进行产品设计时，在满足产品功 能的前提下，尽量考虑到目前国内企业的实际生产 情况，以充分保证产品的工艺性。
（２）机制工艺人员及测量工艺人员在对产品的 加工精度及使用功能全面分析及充分理解的情况 下，在等效的原则下，可进行一些变通的处理，以保 证生产的正常进行。
决定首先采用传统测量方法对三坐标测量机的测量 准确地反映实际情况。可见，三坐标测量机对同轴度
结果进行验证。对于图１（ａ）所示的气缸盖阀座孔与
测量存在较大偏差。
导管孔同轴度的测量，设计了专用同轴度测量芯棒，
其测量结果表明，同轴度基本达到技术要求。对于图
１（ｂ）所示的气缸盖声３７０ ｍｍ座孔与声７０ ｍｍ喷油
所谓选取多个截面，就是将测量基准截面增加 到５～１０个，或者更多。这样，由多点（截面圆心）所
万方数据
求得的基准轴线，其方向和坐标具有平均效果，测点 越多，获得的结果越接近真实值，测量误差的干扰也 会随采样数的增加而减小。这对测量较粗糙的基准 孔尤其重要。这点也在气缸盖同轴度的测量中得到 了验证。 ３．３建立公共轴线