论文部分内容阅读
[摘 要]机械加工零件测量中，经常会遇到复杂零件的测量问题。机械零件待测项目多，使用的检测量具多，用到的测量方法多。实际测量中，如何分析零件、选择哪些量具、采用什么方法，是检测中技术性较强的综合问题。本文对零件的测量方法做了探讨。
[关键词]机械；加工；零件；测量
中图分类号：G21.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0387-01
1、测前准备
1.1 认真分析图纸和工艺文件
测量人员要仔细看图纸中的尺寸，了解零件的大小，从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析，分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸；分清精加工面、粗加工面和非加工面。检验人员通过对视图的分析，掌握零件的形体结构。先分析主视图，后按顺序分析其它视图。同时，把各视图由哪些表面组成、组成表面的特征，以及它们之间的位置都要看懂记清楚。
测量人员要认真分析工艺文件，按照加工顺序，对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算要认真审阅。同时，了解关键工序的装夹方法，定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求，并选取恰当的量具、确定检测方法。
测量人员要细心清理检测环境，并检查是否满足检测要求，清洗标准器、被测件及辅助工具，对检测器具进行调整使之处于正常工作状态。
1.2 合理选择测量工具
在看清图纸和工艺文件基础上，采用合理的测量方法、选取恰当量具进行套类零件测量，主要是依据被测工件的位置精度、几何形状、尺寸大小、生产批量等进行选用。测量方法的确定除了要遵循一些原则和标准之外，还要借助一些经验来选用；测量工具要根据被测要素来选用，如测量带公差的内孔尺寸时，应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。
2、机械加工零件的测量方法
（1）合理选用测量基准方法。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时，要选用精度高，能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如套类零件测量同轴度、圆跳动、在套类零件内孔上检验心轴，以心轴中心孔为基准；测量垂直度应以大面为基准。
（2）尺寸误差的测量方法。检测尺寸公差，测量时应尽量采用直接测量法，简便直观，无需繁琐的计算，如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量，就需用间接测量方法，比较麻烦，有时需用繁琐的函数计算，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂， 尺寸较多的零件时，测量前应先列一个“对比”清单，对要求的尺寸写在一侧， 实际测量的尺寸写在另一侧。测量结束后， 根据清单汇总的尺寸判断零件是否合格，既不会遗漏尺寸，又能保证检测质量。
2.1 误差的测量方法
2.1.1 小批量生产：中低精度轴径的实际尺寸，常用卡尺、千分尺、专用量表等普通计量器具进行检测。
2.1.2 大批量生产：多用光滑极限量规，综合判断轴的实际尺寸和形状误差是否合格。
2.1.3 高精度轴径：常用机械式测微仪、电动式测微仪或光学仪器进行测量。
2.2 孔径及其误差的常见测量方法
2.2.1 小批量生产：常用卡尺、内径千分尺、内径规、内径摇表、内测卡规等普通量具和通用量仪进行测量。
2.2.2 大批量生产：多用光滑极限量规，综合测量孔的实际尺寸和形状误差是否合格。
2.2.3 高精度孔径及深孔、小孔、细孔：深孔和精密孔等的测量，常用内径百分表（千分表）或卧式测长仪；小孔径用小孔内视镜、反射内视镜等检测；细孔用电子深度卡尺测量。
2.3 长度/厚度误差的检测
2.3.1 长度尺寸：一般用卡尺、千分尺、专用量表、测长仪、比较仪、高度仪、气动量仪等进行测量。
2.3.2 厚度尺寸：一般用塞尺、间隙片结合卡尺、千分尺、高度尺、量规等测量。
2.3.3 壁厚尺寸：用超声波测厚仪或壁厚千分尺来检测管类、薄壁件等的厚度；利用膜厚计、涂层测厚计检测刀片或其他零件涂镀层的厚度。
2.3.4 其他尺寸：用偏心检查器检测偏心距值，用半径规检测圆弧角度半径值，用螺距规检测螺距尺寸值。用孔距卡尺测量孔距尺寸。
2.4 角度误差测量方法
角度测量的内容有矩形零件的直角、锥体的錐角、零部件的定位角、零件结构的分度角以及转角等，通常采用相对测量、绝对测量、间接测量、小角度测量等测量方法进行检验。
3.表面粗糙度误差测量方法
从产品表面的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取决于零件表面层的质量，机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的，产品的性能在很大程度上又取决于零件表面层的质量。如：细长轴、薄壁件要注意变形，冷冲件要注意裂纹，螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。零件 检测完后，都要认真作记录，特别是半成品，对合格品、返修品、报废产品要分清，并作上标记，以免混淆。常用检测方法有：目视检查法、比较法、光切法、干涉法、针描法、印模法、激光测微仪检测法。
4.形状误差的测量方法
按国家标准规定有14 种形位公差项目。对于测量形位公差时， 要注意应按国家标准或企业标准执行，如轴、长方件要测量直线度，键槽要测量其对称度。
4.1 直线度误差的测量方法
可采用光隙法、指示器法、钢丝法、光学仪器法、水平仪法、光学平晶法，检测直线度误差。
4.2 平面度误差的测量方法
可采用指示器检测法、平尺检测法、光学仪器法和研点检测法，测出平面度误差。其中，平尺检测法操作与直线度测量相同，是常用的一种检测方法；而研点检测法多用在机修、平板、平尺检定、平板平尺制造等过程中。
4.3 圆度误差的测量方法 可采用圆度仪法、两点法、三点法、坐标测量法、光学分度测量法，得出圆度或圆柱度的误差。其中，两点法是一种近似测量法，简单经济，一般工件圆度误差测量多采用此方法。
5.位置误差的测量方法
5.1 平行度误差测量可采用指示器法和水平仪法获得数据。
5.2 垂直度误差测量可采用光隙法、坐标转换法、光学仪器与水平仪法、打表法获得数据。
5.3 倾斜度误差测量：一般把被测要素通过标准角度块、正弦尺、倾斜台等转换成与被测量基准平行状态，然后再用测量平行度的方法测量且倾斜度误差。倾斜度误差测量方法类同小角度测量方法。
5.4 同轴度误差测量可采用圆度仪法、三坐标测量法、壁厚差测量法、光轴法、指示器法。此外，还有径向圆跳动替代法、同轴度量规法等测量同轴度误差的方法。
5.5 跳动误差检测可采用径向圆跳动与径向全跳动测量、端面圆跳动与端面全跳动测量、斜面圆跳动测量，可使用頂尖、心轴、套筒、V形块等装置配合千分表进行测量，生产中应用广泛。
5.6 对称度测量可采用打表直接测量法、打表间接检测法、综合量规检测法获得数据。
5.7 位置度测量方法：面位置度测量可采用打表综合检测法，线位置度测量可采用综合量规检测法、心轴坐标检测法或两种综合检测法，点位置度测量则有坐标检测法和综合检测法两种检测方法。
6、测量中的注意事项
检测尺寸公差，测量时应尽量采用直接测量法，简便直观，就需用间接测量方法，如测量中心到端面的距离等。测量时，应选择宽平面作为测量基准，以减少测量 误差。零件上的非配合尺寸，如果测得结果为小数，应圆整为整数标出。测量时应注意零件结构的测量顺序，先测量定形尺寸，再测量定位尺寸对于常规测量工 具和测量方法检测不了的尺寸或不便直接测量的尺寸，可以利用高精密量具和科学的计算方法测量。
7、结语
零件的测量过程是一个综合性、专业性较强的技术，如几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等，在测量中都起着很重要的作用。而且在测量时基准的选择、手劲的强弱、读数的误差等技术上，要认真学习，慢慢积累，只有在工作过程中多分析、多总结，选择正确便捷的测量方法，才能测量的准确出成效，提高检测效率。
参考文献
[1] 霍文维等.关于机械零件加工精度测量与分析的研究[J].研究与设计，2009年9期.
[2] 赵忠玉，测量与机械零件测绘[J].机械工业，2006（02）.
[关键词]机械；加工；零件；测量
中图分类号：G21.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0387-01
1、测前准备
1.1 认真分析图纸和工艺文件
测量人员要仔细看图纸中的尺寸，了解零件的大小，从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析，分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸；分清精加工面、粗加工面和非加工面。检验人员通过对视图的分析，掌握零件的形体结构。先分析主视图，后按顺序分析其它视图。同时，把各视图由哪些表面组成、组成表面的特征，以及它们之间的位置都要看懂记清楚。
测量人员要认真分析工艺文件，按照加工顺序，对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算要认真审阅。同时，了解关键工序的装夹方法，定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求，并选取恰当的量具、确定检测方法。
测量人员要细心清理检测环境，并检查是否满足检测要求，清洗标准器、被测件及辅助工具，对检测器具进行调整使之处于正常工作状态。
1.2 合理选择测量工具
在看清图纸和工艺文件基础上，采用合理的测量方法、选取恰当量具进行套类零件测量，主要是依据被测工件的位置精度、几何形状、尺寸大小、生产批量等进行选用。测量方法的确定除了要遵循一些原则和标准之外，还要借助一些经验来选用；测量工具要根据被测要素来选用，如测量带公差的内孔尺寸时，应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。
2、机械加工零件的测量方法
（1）合理选用测量基准方法。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时，要选用精度高，能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如套类零件测量同轴度、圆跳动、在套类零件内孔上检验心轴，以心轴中心孔为基准；测量垂直度应以大面为基准。
（2）尺寸误差的测量方法。检测尺寸公差，测量时应尽量采用直接测量法，简便直观，无需繁琐的计算，如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量，就需用间接测量方法，比较麻烦，有时需用繁琐的函数计算，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂， 尺寸较多的零件时，测量前应先列一个“对比”清单，对要求的尺寸写在一侧， 实际测量的尺寸写在另一侧。测量结束后， 根据清单汇总的尺寸判断零件是否合格，既不会遗漏尺寸，又能保证检测质量。
2.1 误差的测量方法
2.1.1 小批量生产：中低精度轴径的实际尺寸，常用卡尺、千分尺、专用量表等普通计量器具进行检测。
2.1.2 大批量生产：多用光滑极限量规，综合判断轴的实际尺寸和形状误差是否合格。
2.1.3 高精度轴径：常用机械式测微仪、电动式测微仪或光学仪器进行测量。
2.2 孔径及其误差的常见测量方法
2.2.1 小批量生产：常用卡尺、内径千分尺、内径规、内径摇表、内测卡规等普通量具和通用量仪进行测量。
2.2.2 大批量生产：多用光滑极限量规，综合测量孔的实际尺寸和形状误差是否合格。
2.2.3 高精度孔径及深孔、小孔、细孔：深孔和精密孔等的测量，常用内径百分表（千分表）或卧式测长仪；小孔径用小孔内视镜、反射内视镜等检测；细孔用电子深度卡尺测量。
2.3 长度/厚度误差的检测
2.3.1 长度尺寸：一般用卡尺、千分尺、专用量表、测长仪、比较仪、高度仪、气动量仪等进行测量。
2.3.2 厚度尺寸：一般用塞尺、间隙片结合卡尺、千分尺、高度尺、量规等测量。
2.3.3 壁厚尺寸：用超声波测厚仪或壁厚千分尺来检测管类、薄壁件等的厚度；利用膜厚计、涂层测厚计检测刀片或其他零件涂镀层的厚度。
2.3.4 其他尺寸：用偏心检查器检测偏心距值，用半径规检测圆弧角度半径值，用螺距规检测螺距尺寸值。用孔距卡尺测量孔距尺寸。
2.4 角度误差测量方法
角度测量的内容有矩形零件的直角、锥体的錐角、零部件的定位角、零件结构的分度角以及转角等，通常采用相对测量、绝对测量、间接测量、小角度测量等测量方法进行检验。
3.表面粗糙度误差测量方法
从产品表面的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取决于零件表面层的质量，机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的，产品的性能在很大程度上又取决于零件表面层的质量。如：细长轴、薄壁件要注意变形，冷冲件要注意裂纹，螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。零件 检测完后，都要认真作记录，特别是半成品，对合格品、返修品、报废产品要分清，并作上标记，以免混淆。常用检测方法有：目视检查法、比较法、光切法、干涉法、针描法、印模法、激光测微仪检测法。
4.形状误差的测量方法
按国家标准规定有14 种形位公差项目。对于测量形位公差时， 要注意应按国家标准或企业标准执行，如轴、长方件要测量直线度，键槽要测量其对称度。
4.1 直线度误差的测量方法
可采用光隙法、指示器法、钢丝法、光学仪器法、水平仪法、光学平晶法，检测直线度误差。
4.2 平面度误差的测量方法
可采用指示器检测法、平尺检测法、光学仪器法和研点检测法，测出平面度误差。其中，平尺检测法操作与直线度测量相同，是常用的一种检测方法；而研点检测法多用在机修、平板、平尺检定、平板平尺制造等过程中。
4.3 圆度误差的测量方法 可采用圆度仪法、两点法、三点法、坐标测量法、光学分度测量法，得出圆度或圆柱度的误差。其中，两点法是一种近似测量法，简单经济，一般工件圆度误差测量多采用此方法。
5.位置误差的测量方法
5.1 平行度误差测量可采用指示器法和水平仪法获得数据。
5.2 垂直度误差测量可采用光隙法、坐标转换法、光学仪器与水平仪法、打表法获得数据。
5.3 倾斜度误差测量：一般把被测要素通过标准角度块、正弦尺、倾斜台等转换成与被测量基准平行状态，然后再用测量平行度的方法测量且倾斜度误差。倾斜度误差测量方法类同小角度测量方法。
5.4 同轴度误差测量可采用圆度仪法、三坐标测量法、壁厚差测量法、光轴法、指示器法。此外，还有径向圆跳动替代法、同轴度量规法等测量同轴度误差的方法。
5.5 跳动误差检测可采用径向圆跳动与径向全跳动测量、端面圆跳动与端面全跳动测量、斜面圆跳动测量，可使用頂尖、心轴、套筒、V形块等装置配合千分表进行测量，生产中应用广泛。
5.6 对称度测量可采用打表直接测量法、打表间接检测法、综合量规检测法获得数据。
5.7 位置度测量方法：面位置度测量可采用打表综合检测法，线位置度测量可采用综合量规检测法、心轴坐标检测法或两种综合检测法，点位置度测量则有坐标检测法和综合检测法两种检测方法。
6、测量中的注意事项
检测尺寸公差，测量时应尽量采用直接测量法，简便直观，就需用间接测量方法，如测量中心到端面的距离等。测量时，应选择宽平面作为测量基准，以减少测量 误差。零件上的非配合尺寸，如果测得结果为小数，应圆整为整数标出。测量时应注意零件结构的测量顺序，先测量定形尺寸，再测量定位尺寸对于常规测量工 具和测量方法检测不了的尺寸或不便直接测量的尺寸，可以利用高精密量具和科学的计算方法测量。
7、结语
零件的测量过程是一个综合性、专业性较强的技术，如几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等，在测量中都起着很重要的作用。而且在测量时基准的选择、手劲的强弱、读数的误差等技术上，要认真学习，慢慢积累，只有在工作过程中多分析、多总结，选择正确便捷的测量方法，才能测量的准确出成效，提高检测效率。
参考文献
[1] 霍文维等.关于机械零件加工精度测量与分析的研究[J].研究与设计，2009年9期.
[2] 赵忠玉，测量与机械零件测绘[J].机械工业，2006（02）.