【文章內(nèi)容簡介】 c，f，主要是用于測量大直徑的測件。圖a，b，c是測外圓面，圖d，e，f是測內(nèi)圓面。頂式測量法因指示器的安裝位置不同還有對稱式和非對稱式之分，對稱式是指示器的測量方向與兩固定支承面的夾角平分線重合(見圖1214的a，c，d，f)，非對稱式是指示器的測量方向相對兩固定支承面的角平分線偏斜一個角度 (見圖1214中的b，e)。圖1214中的角和角的數(shù)值不宜過小，以免測量操作不便，還應(yīng)使測量時的反映系數(shù)是對不同棱數(shù)的測件不致差別過大，是宜在1～3之間，因此推薦使用以下幾種角度值。對稱安置：為60176。，90176。，120176。，108176。，72176。，共五種。非對稱安置：/為120176。／60176。，60176。／30176。，共兩種。(c) 鞍式對稱安置 (d) 頂點式對稱安置 (e) 頂點式非對稱安置 (f) 鞍式對稱安置圖1214 三點測量法 不論哪種測量方式，測量時都是在三點接觸好的情況下將被測件旋轉(zhuǎn)一周，從指示器上記下最大與最小示值，其差值即為測得的特征參數(shù)F，再除以應(yīng)有的反映系數(shù)是，即得圓度誤差值。支承被測件的支承面的寬度應(yīng)盡可能小，以保證支承點和測頭處于同一截面即測量平面內(nèi)，通常取寬度為被測件直徑的1／5～1／10。二、圓柱度的測量與評定圓柱度是圓度在圓柱形體軸向的擴展，對橫截面和軸截面形狀精確度要求都較高的圓柱形件，如油泵的柱塞、液壓閥的滑動圓柱面、精密機床和量儀的主軸等，都應(yīng)提出圓柱度要求。對與滾動軸承相配合的殼體孔和軸頸，有關(guān)國家標準還規(guī)定了對圓柱度的具體公差要求。(一)圓柱度的測量1．與理想圓柱比較與理想圓柱比較的測量方法也就是半徑測量法，由于圓柱度是三維幾何體，測量儀器除必須具有精密的回轉(zhuǎn)軸系外，還要有精密的平行于回轉(zhuǎn)軸線的直線導軌。理想的測量儀器是帶有平行于回轉(zhuǎn)軸線的精密直線導軌的圓度儀，也可用具有同樣功能的通用儀器，如光學分度臺、分度頭等作能滿足一定精確度要求的測量。由于測量時儀器測頭不能在整個被測圓柱面上作全面的掃描測量，因此就要考慮測量的采樣布線方式，一般的采樣方式有五種。(1)測量圓柱面上若干等距橫截面，如圖1215a所示。(2)測頭從被測圓柱下方開始螺旋上升，如圖1215b所示并測量。(3)沿兩條螺旋線測量。先按(2)測完后，將測頭轉(zhuǎn)過180176。，再從被測圓柱下方重測一次，如圖1215c所示。(4)除按方式(2)測量外，還在被測圓柱上、下方的測量盡頭處各沿橫截面測一周，如圖1215d所示。(5)除按方式(3)測量外，還在被測圓柱上、下方的測量盡頭處各沿橫截面測一周，如圖1215e所示。(a) (b) (c) (d) (e)圖1215 圓柱度誤差測量方法五種方式中，(4)，(5)是較好的方式，(5)獲得的信息量最多，方式(4)，(5)比方式(1)測量效率高，與方式(2)，(3)比較，上、下方各多測一橫截面。但在實際使用中幾乎都是采用方式(1)的，原因是一般零件圓度圓柱度均有測量要求，方法(1)圓度誤差(不同截面的)圓柱度誤差同時測出，測量準確度高，并且測量過程簡單。在測量前的測件定位調(diào)整時，要測上、下方兩個橫截而，以使其兩中心的連線與儀器的旋轉(zhuǎn)軸線平行或重合，故測量可與定位調(diào)整結(jié)合進行。以上五種方式，都可將測得的圓輪廓放大圖形統(tǒng)一描繪在同一記錄紙上，再評定圓柱度誤差。可用同心圓模板(見圖122)與記錄的重疊圖形比較，與圓度誤差評定不同的是：用同心圓模板法評定圓柱度誤差都存在方法誤差，原因是同心圓模板為平面，而四種評定方法均為三維的圓柱。將圓柱度儀測量到的各測點半徑差數(shù)據(jù)，送入計算機，在計算機上可實現(xiàn)四種圓柱度評定方法的精確評定，但計算十分復(fù)雜，新型圓柱度儀一般都帶有四種評定方法的測量評定軟件，可得到精確的圓柱度誤差值。測量被測圓柱表面測點的直角坐標值，可在三坐標測量機上進行，將被測件安置在三坐標機的工作臺上，其軸線平行并接近(甚至重合)于三坐標機的z軸(垂直方向)，被測圓柱的軸線可由調(diào)整上、下兩截面的中心連線來體現(xiàn)。在被測圓柱面上取若干個等距的橫向測量截面，每個截面上又取若干個沿圓周均勻分布的偶數(shù)測點，記下每個測點的三坐標值(x，y，z)，然后再由計算機按一定程序運算處理，最后得出圓柱度誤差值。用測量特征參數(shù)的方法間接測量圓柱度誤差和測量圓度誤差相似，也分兩點法和三點法。(1)兩點法：兩點法是測量被測圓柱面的直徑，圖1216為其測量示意圖。它適用于橫截面為偶數(shù)棱且沿軸向基本一致的被測圓柱面，特征參數(shù)F為所有截面上所有測點的最大直徑和最小直徑之差(和通常不在同一截面上)，反映系數(shù)為2，圓柱度誤差值為： 圖1216 兩點測量法 (2)三點法：圖1217為三點法的測量示意圖。三點法適用于橫截面為奇數(shù)棱且沿軸向基本一致的被測圓柱面。測量時將被測圓柱放在V形塊內(nèi)，指示器測頭調(diào)整到與被測圓柱最高母線垂直接觸，被測圓柱轉(zhuǎn)動一周測量一個截面，記下最大與最小讀數(shù)。沿軸向移動測件，在不同軸向位置測量若干 圖1217 三點測量法個截面，取所有截面上最大與最小讀數(shù)中的兩個極值(最大與最小)之差作為特征參數(shù)F。反映系數(shù)與V形夾角及棱數(shù)n有關(guān)。測量時，可使用＝90176。和＝120176。兩個V形塊分別測量，以所得兩個F值的較大者為特征參數(shù)，取，即圓柱度誤差。這樣評定只對奇數(shù)棱來說，只有當棱數(shù)n為9和15時()不準確。實際測量往往不知被測圓柱的確切棱數(shù)，這時可采用組合測量法，即用兩點法(直徑法)和＝90176。和＝120176。兩種三點法，共測三次，取三個測得的F值中的最大者為特征參數(shù)，反映系數(shù)取為2，即圓柱度誤差，這樣評定只對n＝()和n＝()不準確。用測量特征參數(shù)值的方法測量圓柱度誤差，被測圓柱面軸向形狀變化和反映系數(shù)的取 值正確與否，對測量準確度影響很大，一般不推薦使用，但在沒有配備計算機的精密量儀的情況下，仍不失為二種較為實用的簡便方法。4．分項測量法若一個圓柱面各橫截面的圓度沒有誤差，圓柱素線的直線度和各素線之間的平行度也沒有誤差，那么這個圓柱面肯定沒有誤差。所以圓柱度誤差可由分解后的三個項目來控制，即橫截面的圓度誤差及素線的直線度誤差與平行度誤差。具體計算圓柱度誤差值是取用各橫截面測得的最大圓度誤差，各條素線測得的最大直線 度誤差和最大平行度誤差值，并按下式之一計算：分項測量法一般用于有分項測量設(shè)備無圓柱度評定的軟硬件的情況，這種情況比較少。最后提出，從本章第一節(jié)內(nèi)容可知：徑向圓跳動是圓度和同軸度的綜合，徑向全跳動是圓柱度和同軸度的綜合，因此可通過測量徑向圓跳動和徑向全跳動(見本篇第五節(jié))來分別檢驗圓度和圓柱度是否合格(但不能得出具體誤差值)。如徑向圓跳動和全跳動的測得值分別小于或等于圓度和圓柱度的公差值，則圓度和圓柱度肯定合格；如大于圓度和圓柱度的公差值，則無法判斷，要進一步測量圓度和圓柱度誤差。輪廓度測量，請參閱其他資料。(二)圓柱度誤差的評定方法圓柱度誤差是指被測實際圓柱表面對其符合最小條件的理想圓柱表面的變動量，以形成 最小包容區(qū)域的兩同心圓柱面的半徑差計值。和圓度誤差相似，圓柱度誤差也有四種評定方法。1．最小包容區(qū)法最小包容區(qū)法是以最小區(qū)域圓柱為評定基準圓柱來評定圓柱度誤差， 最小區(qū)域圓柱是包容被測圓柱的輪廓且半徑差為最小的兩同心圓柱，此最小的半徑差即為所評定的圓柱度誤差值。形成最小區(qū)域的特征是兩最小區(qū)域圓柱與所包容的被測實際圓柱至少分別成“三點一三點”、“四點一兩點”或“兩點一四點”接觸。用最小包容區(qū)法評定圓柱度誤差，是符合標準定義且誤差值最小的理想方法，但判斷繁難，需用計算機按一定計算方法運算才能求得。2．最小二乘圓柱法最小二乘圓柱法是以最小二乘圓柱為基準圓柱來評定圓柱度誤差，最小二乘圓柱是被測圓柱輪廓上的各點到該圓柱的距離平方和為最小的圓柱，被測圓柱輪廓上各點到最小二乘圓柱的最大距離與最小距離之差，即為圓柱度誤差值。3．最小外接圓柱法最小外接圓柱是從外部包容被測實際圓柱面時，具有最小半徑的圓柱，以實際圓柱表面至該最小外接圓柱表面的最大距離為圓柱度誤差值，此法用于評定軸類外表面的圓柱度誤差。4．最大內(nèi)切圓柱法最大內(nèi)切圓柱是從內(nèi)部包容被測實際圓柱面時，具有最大半徑的圓柱，以實際圓柱表面至該最大內(nèi)切圓柱表面的最大距離為圓柱度誤差值。此法用于評定孑L類內(nèi)表面的圓柱度誤差。上述后三種評定方法的評定結(jié)果，都大于最小包容區(qū)法，且同樣計算繁瑣，一般都要用計算機完成計算。第三節(jié) 定向位置誤差的測量定向誤差是被測實際要素對其具有確定方向的理想要素的變動量，理想要素的方向由基準確定。理想要素對基準要素保持平行、垂直或某一理論正確角度的方向關(guān)系。定向誤差包括平行度誤差、垂直度誤差和傾斜度誤差。在定向誤差中涉及的都是平面和直線(包括軸線)間的幾何關(guān)系。按被測要素和基準要素的不同，定向誤差可分為四種情況：①被測表面對基準平面(簡稱為面對面)的定向誤差；②被測北線(或軸線)對基準平面(線對面)的定向誤差；③被測表面對基準軸線(面對線)的定向誤差：④被測軸線(或直線)對基準軸線(或直線)的定向誤差(線對線)。評定定向誤差時，如被測要素為中心要素，其理想要素也是位于被測實際要素之中；當被測要素為輪廓要素時，其理想要素位于被測實際要素之外，且與其相接觸。定向誤差值用定向最小包容區(qū)域(簡稱定向最小區(qū)域)的寬度或直徑表示。顯然，采用定向最小區(qū)域的方法來表示整個被測實際要素的定向誤差值，直觀方便，且測量結(jié)果是惟一的(關(guān)于定向誤差的評定清參看有關(guān)資料)。一、平行度誤差的測量平行度誤差是被測實際要素對其平行于基準的理想要素的變動量。在生產(chǎn)中測量平行度誤差常用的方法有打表法(包括直接打表法、雙向打表法及校正打表法)和水平儀法。這些方法都是采用與理想要素比較的檢測原則。打表法測量平行度比較簡單，現(xiàn)主要介紹水平儀法。水平儀法可以測量面對面、面對線和線對線的平行度誤差。圖131所示為測量階梯平行導軌上表面對基準平面A的平行度誤差。由于被測件的被測平面和基準表面都是狹長的平面，因此可忽略寬度方向的形狀公差，將面對面平行度誤差測量簡化為沿長度方向的線對線平行度誤差來測量。(a)被測件 (b)測量示意圖圖131 水平儀法測量平行度測量時，如同測量直線度誤差那樣，用水平儀按步距法分別沿基準實際表面和被測實際平面的全長進行測量，并記錄每步的水平儀讀數(shù)。根據(jù)測得基準實際平面各測點的示值和相應(yīng)示值的累加值，按最小條件確定基準直線。根據(jù)測得被測實際平面各測點的示值和相應(yīng)示值的累加值，求出高極點和低極點至基準直線的距離，兩者之差即為平行度誤差值。 圖131a所示零件，其長度為1200mm，、工作邊長200mm的框式水平儀測量，對基準實際表面和被測實際表面測得的水平儀示值列于表131。下面分別用圖解法和計算法求解平行度誤差值。表131基準實際平面和被測實際平面各測點得數(shù)據(jù)測點序號0123456基準實際平面示 值02+4+22+10累加值02+2+4+2+3+3被測實際平面示 值0+5+20+32+2累加值0+5+7+7+10+8+10(一)用圖解法求解如圖132所示，取直角坐標系中x坐標軸表示基準表面和被測表面的長度，同時作為測量基準，y坐標軸表示各測點相對于測量基準的坐標值。作圖時按表131中的累加值描點。圖中虛線表示實際基準平面，實線表示實際被測平面。按最小條件確定基準直線L。再作平行于L的兩條直線(定向最小區(qū)域)去包容實際被測平面。這兩條平行直線沿) y 圖132 圖解法求解坐標方向的距離即為符合定義的平行度誤差值。由圖可知：沿y坐標方向的定向最小區(qū)域的寬度》y＝6格()。該零件的平行度誤差值為：所以該零件合格。(二)用計算法求解首先求出符合最小條件的基準直線L的方程：本例中過兩個低點(1，2)和(6，3)求出基準直線L的方程：即： 過被測直線上高極點(4，10)和低極點(0，0)分別求出它們沿y坐標軸方向至L的坐標距離：因此，平行度誤差值為：mm結(jié)果與圖解法相同。一般情況下，計算法和圖解法求得的平行度誤差值略有差別，主要因為圖解法包括了作圖誤差在內(nèi)。用水平儀還可測量圖133a所示零件的平行度誤差，即測量機床上平導軌相對于三角形導軌在鉛垂方向的面對線的平行度誤差。圖133b為測量示意圖。被測要素為狹長的平導軌。測量三角形導軌時，將水平儀安放在倒V形的橋板上。測量平導軌時，將水平儀安放在普通的橋板上。測量方法同測量直線度誤差一樣。為便于數(shù)據(jù)處理，兩種橋板的跨距應(yīng)相等。具體求得平行度誤差值的方法參看上例。(a) (b)圖133 水平儀測量平行度二、垂直度誤差的測量垂直度誤差是被測實際要素對其理想要素的變動量，理想要素的方向垂直于基準。常用測量垂直度誤差的方法有光隙法、打表法、水平儀法、準直測量法(瞄靶法)和閉合測量法等。下面簡要介紹這些測量方法。光隙法和打表法比較簡單，請參閱有關(guān)資料，現(xiàn)主要介紹以下三種方法。 (一)水平儀法測量示意圖見圖134。測量時，被測量軸線和基準軸線分別用心軸。l和2模擬體現(xiàn)，測 量基準則是自然水平，因此在測量前必須使框式水平儀3的底面零位和側(cè)面零位調(diào)整正確，否則零位誤差將