零件圆度与圆柱度误差测量曲线图的 分析及质量控制

一、圆柱度测量仪的工作原理

为了获得零件的圆度与圆柱度误差，目前常用的仪器是圆柱度测量仪。仪器结构采用高精度回转主轴，通过同步电机带动旋转，使安装在主轴下端的传感器测头与被测零件作匀速相对旋转运动，形成接近于真圆的轨迹。我们使用的为70B-710型圆柱度测量仪。它是一种转轴式圆柱度测量仪，传感器和主轴承一起回转，形成标准运动，被测零件放置在可微动的精确定心工作台111上，利用X、Y方向调整手柄112、113，与主轴轴线相对找正。测头与被测零件相接触，通过R轴103与主轴连接，传感器和主轴承一起回转，形成标准圆周运动，测头的径向移动量通过传感器信号放大传至计算机中，计算机屏幕中的圆形*坐标记录纸与主轴同步旋转，计算机按所选择的放大倍率把被测截面的实际轮廓与标准圆的半径差记录下来。通过Z轴102的上下移动，在不同的截面得到不同的轮廓，计算机通过计算将其拟合成圆柱面与理想圆柱面进行比较，从而得到圆柱度误差。LCD上显示出测定时的R轴、Z轴、θ轴的数值。

二、零件圆度、圆柱度测量曲线图的分析

由圆柱度测量仪的*终测量结果不仅能得到圆度与圆柱度误差的具体数值，还能得到零件的实际曲线图。通过曲线图可以看出零件的缺陷所在，并可分析出原因，确定是零件内在缺陷还是外在因素引起的超差，从而正确判断零件是否合格。属于零件内在缺陷的，从加工上找原因、想办法，从而提高零件的圆度，减少圆柱度误差。

1.由于内在缺陷而造成零件圆度、圆柱度超差的4种异常图形

轴、孔在磨削加工中，圆度、圆柱度超差的图形表现形式主要有拉毛锯齿状、山峰状、喇叭状、椭圆桃子状。

(1)拉毛锯齿状:即测量图形呈拉毛、锯齿状。这主要是由于轴、孔的粗糙度很差引起的圆柱度超差。例如测量缸体内孔的圆柱度误差时，圆柱度曲线图周边呈锯齿状。经仔细触摸，如发现此缸体内孔表面很粗糙，网纹清晰可见，由此判断出是缸体内孔粗糙影响了缸体圆度与圆柱度。

解决方法:提高缸体的内孔粗糙度。

(2)山峰状:即测量图形呈山峰、啃咬状。测量曲轴箱的内孔圆柱度时，如出现山峰状图形，这主要是由于在机加工时，孔未镗出或者镗刀使用时间久了。

解决方法:孔未镗出，就将零件加工完善；刀具钝化，就换上新的刀具。

(3)喇叭状:即图形呈现上大下小或下小上大的喇叭口状。测量摇臂的圆柱度时，如出现上下呈喇叭口状图形，这主要是由于加工零件时刀具装夹不紧。

解决方法:检查刀具，将其装夹紧。

(4)椭圆桃子状:即测量图形呈椭圆形、桃子状。这主要是由于机床松动，主轴晃动，刀具转速不均匀。
解决方法:检查机床，将主轴夹紧。

2.由于测量过程中的外在因素而造成圆度、圆柱度超差的4种常见现象

零件在测量过程中由于外在因素而造成的圆度、圆柱度超差的主要原因有杂质、砂孔、油污、装夹。

(1)杂质:由于轴、孔上有碎屑等杂质未擦净引起圆度、圆柱度超差，出现异常图形。

(2)砂孔:由于零件表面有砂孔而引起圆度超差，出现尖锐图形。如在测量箱体内孔圆度时，**次测量的结果为9.7μm，而箱体的圆度误差要求值不大于5.0μm，从测量结果可判定为圆度超差，但是从曲线图的异常尖锐部分看认为零件这个部分有缺陷，仔细察看后发现箱体此处有砂孔，属铸件质量问题。向有关技术主管反映后，认为砂孔比较小，对于箱体的圆度影响不大，可将缺陷部位的数据删除，或另选一截面重新测量。按照技术部门的要求，对箱体进行了第二次测量，测量值为1.7μm，图形中的异常消失，从而得到比较客观公正的测量结果。

(3)油污:为防止零件生锈，通常在零件表面会涂一些防锈油。测量时未将零件表面的油污擦净，就会引起超差，图形出现异常。这是测量缸头内孔的圆柱度时出现的异常超差，测量值为17.6μm，而图纸要求为不大于8.0μm。透过曲线的波浪状异常，仔细察看零件，发现超越离合器内孔中有油污，将油污擦净后，进行第二次测量，测量值为5.7μm，波浪线消失，从而判断此零件圆柱度合格。

(4)装夹:由于测量零件时装夹不垂直，导致圆柱度超差，图形出现异常。这是测量摇臂的圆柱度时出现的异常曲线，测量值为15.9μm，图纸要求圆柱度误差不大于10.0μm；从图形上大小口的异常，结合平时的测量经验，对测量件仔细查看，发现零件在装夹的三爪盘上处于倾斜状态。待重新装夹后进行第二次测量，测量结果为3.0μm，曲线图正常。

三、结论

以上分析不仅是为了得出一个测量结果，更重要的是通过图形分析，确保测量数据的准确性，排除一些操作不当引起的测量误差。在实际加工中，应结合以上分析，找出轴、孔圆度、圆柱度超差的原因并加以改善，以提高零部件的质量，科学地指导生产。