减小三坐标测量机测量同轴度误差的方法

在使用三坐标测量机的时候，采用以下科学合理的采样策略 ，可将敏感系数对同轴度测量结果的影响减至较小范围 。

(1)增大基准截面间的距离

在测量基准元素时，若增大第 一截面与第 二截面间的距离，则误差干扰的比例将相应减小。因此， 测量时应尽可能拉大两截面间的距离。若基准足够长，且基准截面与被检截面相邻，则引起的误差可小到忽略不计。

(2)建立公共轴线作为基准轴线

当基准圆柱和被测圆柱较短且相距较远时 ，可采用建立公共轴线作为基准轴线的方法 （见图2)， 即在基准圆柱和被测圆柱上测出中截面，以中截面的连线作为公共轴线，然后分别计算基准圆柱和被 测圆柱相对于公共轴线（基准轴线）的同轴度，取其 较大值作为工件的同轴度误差。该方法的评价结果 比较接近实际使用情况。

(3)变通方法1 —-以直线度近似替代同轴度

在被测工作截面较短的情况下，可用改测直线度以替代同轴度的变通方法。因为这种情况下轴的 倾斜对工件装配影响较小，而轴心偏移对工件装配 影响较大，测量轴心偏移实际上就是测量轴心连线 的直线度。具体实现方法为：分别在两个小圆柱上 测量n个截面圆，然后选取这n个圆的圆心拟合一 条三维直线，该直线的直线度可近似替代同轴度（同 轴度=2 X直线度）。工作截面越短，该方法效果越 好，并且可很方便地制作一个综合量规来验证该方 法的准确性。

(4)变通方法2 ——求距法

同轴度为被测元素与基准元素轴线间较大距离 的2倍。考虑工件的实际功能或装配要求 ，可直接根据几何关系计算出被测元素与基准元素的较大距 离，乘以2即为同轴度。计算较大距离时，应投影到 一个平面上来计算，因此该平面与基准轴的垂直度 应较好。以“长轴短孔”型工件的同轴度测量为例：电机 机座前端和后端止口内圆孔的同轴度要求见图 3，要求以一端内孔轴线为基准，求另一端内孔轴线与 基准轴线的同轴度误差。由于此类工件尺寸较大 ， 采用常规方法无法检测，但用CMM测量时，如按图示基准测量会产生两种相反的测量结果 ，且重复性较差，测量结果不可靠。为使CMM测量结果符合设 计要求，可利用孔的端面作为基准（端面与孔的轴线 有垂直度要求），将两端短圆柱分成若干截面圆进行 测量，然后将截面圆投影到端面上，即可得 到所有截 面圆圆心的坐标位置，通过计算找出较大圆心距 ：r=.x2 + /，根据同轴度定义，两端孔的同轴度即为 f =2 r。利用求距法，可获得较满意的测量结果 。

(5) 变通处理方法3 —位置度法 考虑加工工艺，可将测得的基准元素圆心置于 原点，再测量被测元素，通过其圆心的坐标偏差来判 断其同轴度（见图4)。该方法要求工件的基准面精 度较高，且被测元素只能是圆。此外，用多个（4个 以上）截圆建立被测元素和基准元素轴线 ，也可有效减小测量误差。

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