同軸度

同軸度簡介

同軸度：[tóngzhóudù]

同軸度公差：是用來控制理論上應(yīng)同軸的被測軸線與基準(zhǔn)軸線的不同軸程度。

同軸度誤差：被測軸線相對(duì)基準(zhǔn)軸線位置的變化量。

簡單理解就是：零件上要求在同一直線上的兩根軸線，它們之間發(fā)生了多大程度的偏離，兩軸的偏離通常是三種情況(基準(zhǔn)軸線為理想的直線)的綜合——被測軸線彎曲、被測軸線傾斜和被測軸線偏移。

同軸度誤差是反映在橫截面上的圓心的不同心。

同軸度測量的一定是回轉(zhuǎn)體零件, 比如一個(gè)底座上的螺栓孔和沉頭孔, 由于底座不是回轉(zhuǎn)零件, 所以其上的螺栓孔和沉頭孔不能應(yīng)用同軸度。

同軸度用途

1、軸類零件圓度、同心度、圓周跳動(dòng)、斷面差的精密測量

2、軸類零件外圓及內(nèi)圓參數(shù)的同時(shí)精密測量；

3、軸類零件多點(diǎn)參數(shù)的同時(shí)精密測量；

4、快速測量、斷差面、內(nèi)圓及外圓可同時(shí)測量。

同軸度所用儀器

同軸度比較難測，我們用同軸度校準(zhǔn)儀來測量。

同軸度測量方法

同軸度檢測是我們在測量工作中經(jīng)常遇到的問題，用三坐標(biāo)進(jìn)行同軸度的檢測不僅直觀且又方便，其測量結(jié)果精度高，并且重復(fù)性好。遼寧某汽車集團(tuán)零部件公司主要生產(chǎn)汽車零部件，有很多產(chǎn)品需要進(jìn)行嚴(yán)格的同軸度檢查，特別是出口產(chǎn)品的檢查更加嚴(yán)密，如EATON差速器殼、AAM撥叉、主減速器殼等。因此能否準(zhǔn)確地測量出此類零件的同軸度對(duì)以后的裝配有著一定的影響。

1、用三坐標(biāo)測量同軸度的方法

對(duì)于基準(zhǔn)圓柱與被測圓柱（較短）距離較遠(yuǎn)時(shí)不能用測量軟件直接求得，通常用公共軸線法、直線度法、求距法求得。

2.1公共軸線法

在被測元素和基準(zhǔn)元素上測量多個(gè)橫截面的圓，再將這些圓的圓心構(gòu)造一條3D直線，作為公共軸線，每個(gè)圓的直徑可以不一致，然后分別計(jì)算基準(zhǔn)圓柱和被測圓柱對(duì)公共軸線的同軸度，取其最大值作為該零件的同軸度。這條公共軸線近似于一個(gè)模擬心軸，因此這種方法接近零件的實(shí)際裝配過程。

2.2直線度法

在被測元素和基準(zhǔn)元素上測量多個(gè)橫截面的圓，然后選擇這幾個(gè)圓構(gòu)造一條3D直線，同軸度近似為直線度的兩倍。被收集的圓在測量時(shí)最好測量其整圓，如果是在一個(gè)扇形上測量，則測量軟件計(jì)算出來的偏差可能很大。

2.3求距法

同軸度為被測元素和基準(zhǔn)元素軸線間最大距離的兩倍。即用關(guān)系計(jì)算出被測元素和基準(zhǔn)元素的最大距離后，將其乘以2即可。求距法在計(jì)算最大距離時(shí)要將其投影到一個(gè)平面上來計(jì)算，因此這個(gè)平面與用作基準(zhǔn)的軸的垂直度要好。這種情況比較適合測量同心度。

2、打表測量法

用兩個(gè)相同的刃口狀 V 形塊支承基準(zhǔn)部位 ，然后用打表法測量被測部位 。

2.1測量器具準(zhǔn)備

百分表 、表座 、表架 、刃口狀 V 形塊 、平板 、被測件 、全棉布數(shù)塊 、防銹油等 。

2.2測量步驟

1）將準(zhǔn)備好的刃口狀 V 形塊放置在平板上 ，并調(diào)整水平 。

2）將被測零件基準(zhǔn)輪廓要素的中截面（兩端圓柱的中間位置）放置在兩個(gè)等高的刃口狀 V 形塊上 ，基準(zhǔn)軸線由 V 形塊模擬 ，如下圖《打表法測量同軸度示意圖》所示 。

3）安裝好百分表 、表座 、表架 ，調(diào)節(jié)百分表 ，使測頭與工件被測外表面接觸 ，并有1～ 2圈的壓縮量 。

4）緩慢而均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)工件一周 ，并觀察百分表指針的波動(dòng) ，取最大讀數(shù) Mmax 與最小讀數(shù) Mmin 的差值，作為該截面的同軸度誤差 。

5）轉(zhuǎn)動(dòng)被測零件 ，按上述方法測量四個(gè)不同截面（截面 A 、B、C、D） ，取各截面測得的最大讀數(shù) Mimax 與最小讀數(shù) Mimin 差值中的最大值（絕對(duì)值）作為該零件的同軸度誤差 。

6）完成檢測報(bào)告 ，整理實(shí)驗(yàn)器具 。

2.3數(shù)據(jù)處理

1）先計(jì)算出單個(gè)測量截面上的同軸度誤差值 ，即 Δ =Mmax － Mmin

2）取各截面上測得的同軸度誤差值中的最大值 ，作為該零件的同軸度誤差 。

2.4檢測報(bào)告

按步驟完成測量并將被測件的相關(guān)信息及測量結(jié)果填入檢測報(bào)告單中,并

檢驗(yàn)零件的行為誤差是否合格。

3、利用數(shù)據(jù)采集儀連接百分表法

測量儀器：偏擺儀、百分表、 數(shù)據(jù)采集儀。

測量原理：數(shù)據(jù)采集儀會(huì)從百分表中自動(dòng)讀取測量數(shù)據(jù)的最大值跟最小值，然后由數(shù)據(jù)采集儀軟件里的計(jì)算軟件自動(dòng)計(jì)算出所測產(chǎn)品的圓度誤差，最后數(shù)據(jù)采集儀會(huì)自動(dòng)判斷所測零件的同軸度誤差是否在同軸度范圍內(nèi)，如果所測同軸度誤差大于同軸度公差值，采集儀會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警功能，提醒相關(guān)操作人員該產(chǎn)品不合格。測量效果示意圖《利用數(shù)據(jù)采集儀連接百分表測量同軸度法》：

優(yōu)勢：

1）無需人工用肉眼去讀數(shù)，可以減少由于人工讀數(shù)產(chǎn)生的誤差；

2）無需人工去處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算出同軸度誤差值。

3）測量結(jié)果報(bào)警，一旦測量結(jié)果不在同軸度公差帶時(shí)，數(shù)據(jù)采集儀就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

同軸度影響同軸度的因素

在國標(biāo)中同軸度公差帶的定義是指直徑公差為值t，且與基準(zhǔn)軸線同軸的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。它有以下三種控制要素：①軸線與軸線；②軸線與公共軸線；③圓心與圓心。

因此影響同軸度的主要因素有被測元素與基準(zhǔn)元素的圓心位置和軸線方向，特別是軸線方向。如在基準(zhǔn)圓柱上測量兩個(gè)截面圓，用其連線作基準(zhǔn)軸。在被測圓柱上也測量兩個(gè)截面圓，構(gòu)造一條直線，然后計(jì)算同軸度。假設(shè)基準(zhǔn)上兩個(gè)截面的距離為10mm，基準(zhǔn)第一截面與被測圓柱的第一截面的距離為100mm，如果基準(zhǔn)的第二截面圓的圓心位置與第一截面圓圓心有5μm的測量誤差，那么基準(zhǔn)軸線延伸到被測圓柱第一截面時(shí)已偏離50μm，此時(shí)，即使被測圓柱與基準(zhǔn)完全同軸，其結(jié)果也會(huì)有100μm的誤差（同軸度公差值為直徑，50μm是半徑）。

現(xiàn)以EATON差速器殼為例：據(jù)圖紙要求差速器殼兩端軸承內(nèi)孔同軸度為φ0.05mm，如果兩端孔的同軸度不好，則會(huì)影響半軸和齒輪的裝配，導(dǎo)致齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)不暢，因此需要準(zhǔn)確的測量出差速器殼的同軸度。如果直接用單個(gè)孔做基準(zhǔn)軸，評(píng)價(jià)的結(jié)果大大超出圖紙要求，用公共軸線法和直線度方法評(píng)價(jià)出來的結(jié)果比較全面的反映出所測范圍內(nèi)的情況。

在實(shí)際測量中，同軸度的測量受到多方面的影響。操作者的自身素質(zhì)和對(duì)圖紙工藝要求的理解不同；測量機(jī)的探測誤差，探頭本身的誤差；工件的加工狀態(tài)，表面粗糙度；檢測方法的選擇，工件的安放、探針的組合；外部環(huán)境等，例如檢測間的溫度、濕度等都會(huì)給測量帶來一定的誤差。所以在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)多從以上幾個(gè)因素考慮。

1、單一基準(zhǔn)要素同軸度公差要求 是指基準(zhǔn)要素為單一軸線要素，中間齒輪座用于支承中間齒輪，為保證安裝在其上的中間齒輪與齒輪系相關(guān)齒輪間正確嚙合，必須使其安裝位置正確。該零件上φ30mm圓柱面作為安裝定位面，而φ25mm圓柱面是中間齒輪回轉(zhuǎn)中心面，因而必須保持兩軸線間同軸，才能保證其正確的嚙合位置，故給出同軸度公差。

標(biāo)注時(shí)，首先與基準(zhǔn)要素尺寸線對(duì)齊注出基準(zhǔn)符號(hào)，以確定基準(zhǔn)軸線，并在公差框格內(nèi)注出相應(yīng)的基準(zhǔn)字母代號(hào)，同時(shí)在公差值前加注“φ”，然后將框格指引線箭頭與被測要素尺寸線φ25mm對(duì)齊，注明被測軸線。

2、帶有輔助基準(zhǔn)的同軸度公差要求 是指當(dāng)基準(zhǔn)軸線長度很小，難以確定其軸向方位時(shí)，采用第二基準(zhǔn)作為輔助基準(zhǔn)，以確定基準(zhǔn)軸線的方位。中間齒輪軸度的功能要求與上述完全相同，但其結(jié)構(gòu)上不同。主要區(qū)別是φ30mm定位圓柱面長度很小，只能起到中心點(diǎn)位置定位作用，而軸向方向難以確定。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過中間法蘭固定，且以法蘭左側(cè)面定位。因而定位軸頸的方向即由該定位面確定。為此，在給出同軸度公差時(shí)，可選定該定位面作為第二基準(zhǔn)，以確定基準(zhǔn)軸線的方位。

標(biāo)注時(shí)，仍按照上述方法進(jìn)行標(biāo)注，只是增加第二基準(zhǔn)要素曰。要求：以φ30mm圓柱面軸線作為中心定位，與基準(zhǔn)平面曰垂直的線作為基準(zhǔn)軸線。

所用儀器:同軸度比較難測，我們用同軸度校準(zhǔn)儀來測量。

測量方法:同軸度檢測是我們在測量工作中經(jīng)常遇到的問題，用三坐標(biāo)進(jìn)行同軸度的檢測不僅直觀且又方便，其測量結(jié)果精度高，并且重復(fù)性好。遼寧某汽車集團(tuán)零部件公司主要生產(chǎn)汽車零部件，有很多產(chǎn)品需要進(jìn)行嚴(yán)格的同軸度檢查，特別是出口產(chǎn)品的檢查更加嚴(yán)密，如EATON差速器殼、AAM撥叉、主減速器殼等。因此能否準(zhǔn)確地測量出此類零件的同軸度對(duì)以后的裝配有著一定的影響。

1、用三坐標(biāo)測量同軸度的方法

對(duì)于基準(zhǔn)圓柱與被測圓柱（較短）距離較遠(yuǎn)時(shí)不能用測量軟件直接求得，通常用公共軸線法、直線度法、求距法求得。

(1).公共軸線法

在被測元素和基準(zhǔn)元素上測量多個(gè)橫截面的圓，再將這些圓的圓心構(gòu)造一條3D直線，作為公共軸線，每個(gè)圓的直徑可以不一致，然后分別計(jì)算基準(zhǔn)圓柱和被測圓柱對(duì)公共軸線的同軸度，取其最大值作為該零件的同軸度。這條公共軸線近似于一個(gè)模擬心軸，因此這種方法接近零件的實(shí)際裝配過程。

(2).直線度法

在被測元素和基準(zhǔn)元素上測量多個(gè)橫截面的圓，然后選擇這幾個(gè)圓構(gòu)造一條3D直線，同軸度近似為直線度的兩倍。被收集的圓在測量時(shí)最好測量其整圓，如果是在一個(gè)扇形上測量，則測量軟件計(jì)算出來的偏差可能很大。

(3).求距法

同軸度為被測元素和基準(zhǔn)元素軸線間最大距離的兩倍。即用關(guān)系計(jì)算出被測元素和基準(zhǔn)元素的最大距離后，將其乘以2即可。求距法在計(jì)算最大距離時(shí)要將其投影到一個(gè)平面上來計(jì)算，因此這個(gè)平面與用作基準(zhǔn)的軸的垂直度要好。這種情況比較適合測量同心度。

2、打表測量法

用兩個(gè)相同的刃口狀 V 形塊支承基準(zhǔn)部位 ，然后用打表法測量被測部位。

2.1測量器具準(zhǔn)備:百分表、表座、表架、刃口狀 V 形塊、平板 、被測件、全棉布數(shù)塊、防銹油等。

2.2測量步驟

1）將準(zhǔn)備好的刃口狀 V 形塊放置在平板上，并調(diào)整水平。

2）將被測零件基準(zhǔn)輪廓要素的中截面（兩端圓柱的中間位置）放置在兩個(gè)等高的刃口狀 V 形塊上，基準(zhǔn)軸線由 V 形塊模擬。

3）安裝好百分表、表座、表架，調(diào)節(jié)百分表，使測頭與工件被測外表面接觸，并有1～ 2圈的壓縮量。

4）緩慢而均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)工件一周，并觀察百分表指針的波動(dòng)，取最大讀數(shù)Mmax與最小讀數(shù)Mmin的差值之半，作為該截面的同軸度誤差。

5）轉(zhuǎn)動(dòng)被測零件，按上述方法測量四個(gè)不同截面（截面 A 、B、C、D） ，取各截面測得的最大讀數(shù)Mimax與最小讀數(shù)Mimin差值之半中的最大值（絕對(duì)值）作為該零件的同軸度誤差 。

6）完成檢測報(bào)告，整理實(shí)驗(yàn)器具。

2.3數(shù)據(jù)處理

1）先計(jì)算出單個(gè)測量截面上的同軸度誤差值，即Δ=Mmax－Mmin。

2）取各截面上測得的同軸度誤差值中的最大值，作為該零件的同軸度誤差。

2.4檢測報(bào)告

按步驟完成測量并將被測件的相關(guān)信息及測量結(jié)果填入檢測報(bào)告單中，并檢驗(yàn)零件的行為誤差是否合格。

3、利用數(shù)據(jù)采集儀連接百分表法

測量儀器：偏擺儀、百分表、 數(shù)據(jù)采集儀。

測量原理：數(shù)據(jù)采集儀會(huì)從百分表中自動(dòng)讀取測量數(shù)據(jù)的最大值跟最小值，然后由數(shù)據(jù)采集儀軟件里的計(jì)算軟件自動(dòng)計(jì)算出所測產(chǎn)品的圓度誤差，最后數(shù)據(jù)采集儀會(huì)自動(dòng)判斷所測零件的同軸度誤差是否在同軸度范圍內(nèi)，如果所測同軸度誤差大于同軸度公差值，采集儀會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警功能，提醒相關(guān)操作人員該產(chǎn)品不合格。

優(yōu)勢：

1）無需人工用肉眼去讀數(shù)，可以減少由于人工讀數(shù)產(chǎn)生的誤差；

2）無需人工去處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算出同軸度誤差值。

3）測量結(jié)果報(bào)警，一旦測量結(jié)果不在同軸度公差帶時(shí)，數(shù)據(jù)采集儀就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

在國標(biāo)中同軸度公差帶的定義是指直徑公差為值t，且與基準(zhǔn)軸線同軸的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。它有以下三種控制要素：

1、軸線與軸線；

2、軸線與公共軸線；

3、圓心與圓心。

因此影響同軸度的主要因素有被測元素與基準(zhǔn)元素的圓心位置和軸線方向，特別是軸線方向。如在基準(zhǔn)圓柱上測量兩個(gè)截面圓，用其連線作基準(zhǔn)軸。在被測圓柱上也測量兩個(gè)截面圓，構(gòu)造一條直線，然后計(jì)算同軸度。假設(shè)基準(zhǔn)上兩個(gè)截面的距離為10mm，基準(zhǔn)第一截面與被測圓柱的第一截面的距離為100mm，如果基準(zhǔn)的第二截面圓的圓心位置與第一截面圓圓心有5μm的測量誤差，那么基準(zhǔn)軸線延伸到被測圓柱第一截面時(shí)已偏離50μm，此時(shí)，即使被測圓柱與基準(zhǔn)完全同軸，其結(jié)果也會(huì)有100μm的誤差（同軸度公差值為直徑，50μm是半徑） 。