淺談零件跳動誤差的測量

王春紅

機械加工離不開金屬切削機床，其中機床主軸用于安裝刀具或工件，它是刀具或工件的相對位置基礎(chǔ)和運動基礎(chǔ)，機床主軸徑向跳動誤差是直接影響被加工零件加工精度及表面粗糙度的一個非常重要的因素。同樣，軸頸是發(fā)動機的重要零件之一，曲軸的徑向跳動過大，會直接影響發(fā)動機的主機性能，加劇軸頸的磨損，致使軸瓦損壞，影響其使用壽命。根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度的位置精度（通常用徑向圓跳動表示）為0.001～0.005mm，而一般精度位置的精度為0.01～0.03mm，所以對進行跳動誤差的檢測是檢驗軸性能的一個重要手段。

跳動公差是指當被測量繞基準軸線回轉(zhuǎn)一周（同時保證零件與測量儀器間無軸向移動）時或連續(xù)回轉(zhuǎn)時監(jiān)測得到的極限跳動量之差，跳動公差根據(jù)被測量的回轉(zhuǎn)情況分為圓跳動公差和全跳動公差。當被測量繞基準軸線只回轉(zhuǎn)一周時，觀察得到的為圓跳動公差;當被測量繞基準軸線連續(xù)回轉(zhuǎn)時，觀察得到的為全跳動公差。根據(jù)被測量的幾何特征和測量方向的不同，圓跳動公差又有徑向、端面和斜向圓跳動公差之分。跳動公差是以檢測的方法不同定出公差項目的，具有綜合控制形狀和位置誤差的作用，且檢測操作簡便，在生產(chǎn)中使用廣泛。

一、圓跳動的檢測

（一）測量端面圓跳動

端面圓跳動的被測量一般為回轉(zhuǎn)類零件的左右端面或階臺軸類零件的臺階面，該測量面要求與基準軸線垂直，測量的方向要求與給定基準軸線平行。該跳動形成的公差帶是在與給定基準軸線同軸且間距等于公差值t的兩等直徑圓之間的區(qū)域。

一般被測量的是該零件的端面，基準要素是中心軸線，因此當零件繞基準軸線做軸向固定回轉(zhuǎn)時，在與基準同軸的任一直徑的圓柱截面上，軸向的跳動量均不得大于公差值t。

測量時，根據(jù)零件的被測端面大小可以將零件固定在偏擺儀上，也可以用帶壓板的V型鐵固定零件，或者用長導向套筒支撐并軸向固定，將指示表安裝在表架上，使指示表測桿與軸線平行，緩慢移動表架，使測桿和被測端面接觸良好，并預壓0.4mm。然后轉(zhuǎn)動被測件一周，觀察指示表指針的波動，記錄指示表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，該最大值與最小值之差即為該直徑的端面圓跳動誤差，即Δi=Mimax-Mimin。在被測端面上均勻分布的四個直徑處（直徑A、B、C、D）測量，其中測量端面不同直徑上跳動量最大值為該零件的端面圓跳動誤差，即Δ=Δimax。再根據(jù)圖紙所給定的公差值，判定被測零件的端面跳動誤差是否合格，完成實驗報告。

（二）測量徑向圓跳動

測量直徑方向圓跳動時，一般情況下需要繞基準軸線旋轉(zhuǎn)一周，有時也對測量位置加以限制，只對其中的部分截面圓進行測量，注意在測量時的方向要與給定基準軸線垂直。該跳動形成的公差帶均為在與給定基準軸線垂直的任意一個截面圓上，半徑差為公差值t且圓心位于基準軸線上的兩同心圓之間的區(qū)域。

被測要素為公差項目箭頭所指圓柱面，基準要素為公共中心軸線，測量時，將零件擦凈，置于偏擺儀兩頂尖制之間（帶孔零件要裝在心軸上），使零件轉(zhuǎn)動自如，但不允許軸向竄動，然后緊固二頂尖座。當需要卸下零件時，一手扶零件，一手向下按把手，即取下零件。

將千分表裝在表架上，使表架通過零件軸心線，并與軸心線大致垂直，測頭與零件表面接觸，并壓縮約1～2圈后緊固表架;然后轉(zhuǎn)動被測件一周，記下千分表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，按此方法測量四個不同橫截面（截面A、B、C、D），取各截面的最大值與最小值之差為該截面的徑向圓跳動誤差，即Δi=Mimax-Mimin;然后取這些截面中圓跳動誤差的最大值為該零件的徑向圓跳動誤差，即Δ=Δimax。再根據(jù)圖紙所給定的公差值，判定被測零件的徑向跳動誤差是否合格，完成實驗報告。

（三）測量斜向圓跳動

斜向圓跳動的被測量一般為外圓錐表面或其他類型的曲線回轉(zhuǎn)面，除非有特別規(guī)定，其測量方向應為被測量輪廓線的法線方向或與被測量的輪廓垂直。該跳動形成的公差帶為間距為公差值t且與給定基準軸線同軸的任意一個圓錐截面上的兩圓之間的區(qū)域。

測量時，將指示表安裝在表架上，使指示表測桿垂直于被測圓錐素線，緩慢移動表架，使測桿和被測端面接觸良好，并預壓。然后轉(zhuǎn)動被測件一周，觀察指示表指針的波動，記錄指示表示值的最大值Mimax和最小值Mimin，該最大值與最小值之差即為該直徑的圓跳動誤差，即Δi=Mimax-Mimin。在被測錐面上均勻分布的四個直徑處（直徑A、B、C、D）測量，其中測量錐面不同直徑上跳動量最大值為該零件的斜向圓跳動誤差，即Δ=Δimax。再根據(jù)圖紙所給定的公差值，判定被測零件的斜向跳動誤差是否合格，完成實驗報告。

當被測要素為圓柱面，基準鄰近圓柱的中心軸線，同時給出臺階面作為第二基準，以約束被測要素的軸向位置時，可用V型鐵模擬其基準。測量時，將工件擦凈，用帶壓板的V型鐵固定右側(cè)小圓柱，并將中間圓柱的右端面靠平在V型鐵，即可用等同偏擺儀的測量方法進行測量。

二、全跳動的檢測

該跳動公差是指在測量儀與工件之間同時做軸向或徑向的相對移動時，被測量要素繞給定基準軸線旋轉(zhuǎn)若干次，此時指示表示值所變化的最大變動量。該跳動公差按連續(xù)轉(zhuǎn)動時其被測量繞基準軸線旋轉(zhuǎn)，測量儀的運動方向與基準軸線之間的關(guān)系有徑向全和端面全跳動之分。

（一）測量徑向全跳動

該跳動被測量要素一般是圓柱表面，基準要素是給定公共軸線，測量時，要求被測量要素繞給定公共基準軸線進行若干次旋轉(zhuǎn)，并使測量儀器與工件沿給定基準軸線方向在整個被測表面上做相對移動，此時被測量要素上各點間的示值差不得大于給出的公差值t，即該全跳動形成的公差帶是指與基準軸線同軸且半徑差為公差值t的兩圓柱面之間的區(qū)域。

1.用跳動檢查儀測量徑向全跳動

用指示表在跳動檢查儀上測量工件的徑向全跳動。測量時，用跳動檢查儀的兩頂尖來模擬體現(xiàn)公共基準軸線，將工件安裝在兩頂尖間，調(diào)節(jié)指示表，使測頭與工件外圓表面的最高點接觸，將指示表壓縮2～3圈;將被測工件緩慢回轉(zhuǎn)，同時指示表沿軸線方向作直線移動，使指示表測頭在外圓表面的整個表面上劃過，記下表上指針的最大讀數(shù)與最小讀數(shù);取兩讀數(shù)的差值作為測量要素的徑向全跳動誤差。

2.打表法測量徑向全跳動

用指示表測量工件的徑向全跳動。測量時，用V形塊來模擬體現(xiàn)基準軸線，測量圓柱面上各點沿著基準軸線的跳動量，取各點跳動量中的最大值作為徑向全跳動的誤差值。將被測件放在V形塊上，基準軸線由V形塊來模擬，軸向通過圓球支承定位;調(diào)節(jié)指示表，使測頭與工件外圓表面的最高點接觸，將指示表壓縮2～3圈;將被測工件緩慢回轉(zhuǎn)，同時指示表沿軸線方向作直線移動，使指示表測頭在外圓表面的整個表面上劃過，記下表上指針的最大讀數(shù)與最小讀數(shù);取兩讀數(shù)的差值作為測量要素的徑向全跳動誤差。

（二）測量端面全跳動

該全跳動的被測量要素一般為回轉(zhuǎn)類零件的左右端面，基準要素為給定軸線。測量時要保證被測量要素繞給定基準軸線進行若干次旋轉(zhuǎn)，并且測量所用儀器與被測工件沿著基準軸線垂直的方向上有相對徑向移動，此時被測量要素上面各點間的指示表示值差不得大于圖紙給的公差值t。即該跳動的公差帶是與基準軸線垂直且距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。

1.用跳動檢查儀測量端面全跳動

用指示表在跳動檢查儀上測量工件的端面全跳動。測量時，用跳動檢查儀的兩頂尖來模擬體現(xiàn)公共基準軸線，測量端面上各點在垂直于基準軸線的平面上的跳動量的大小，取其中的最大值作為端面全跳動的誤差值。方法同徑向全跳動的檢測。

2.打表法測量端面全跳動

用指示表測量工件的端面全跳動。測量時，用V形塊來模擬體現(xiàn)基準軸線，測量端面上各點在垂直于基準軸線的平面上的跳動量的大小，取其中的最大值作為端面全跳動的誤差值。方法同徑向全跳動的檢測。

（作者單位：南陽技師學院）