测量轴类零件的圆度和圆柱度误差

【实验目的】

（1）学习圆柱度仪的结构组成及使用方法；

（2）掌握用圆柱度仪测量圆度、圆柱度误差的方法；

（3）掌握由测量结果判断轴类零件几何误差合格性的方法；

（4）加深对圆度和圆柱度公差与误差的定义及特征的理解。

【实验仪器】

圆柱度仪、被测轴类零件。

【实验内容】

（1）用圆柱度仪测量轴类零件的圆度、圆柱度误差；

（2）利用圆度和圆柱度公差值表确定轴类零件几何误差的标准值；

（3）判断轴类零件圆度、圆柱度误差的合格性。

【测量原理】

圆柱度仪是以精密回转中心为回转基准，精密直线运动导轨为直线测量基准，通过位于精密直线运动导轨上的位移传感器，测量圆柱体表面若干截面在不同转角位置上的实际轮廓到回转中心线的半径变化量，来定量评价圆柱体表面圆柱度的测量仪器；可用于测量圆柱体工件表面轮廓的形状误差（圆度、圆柱度、平面度和直线度）、位置误差（同心度、同轴度、跳动和垂直度）等。

圆柱度仪的基本度量指标如下：测量范围（最大直径φ300mm、最小内径φ5mm、最大高度480 mm），主轴精度（径向误差±（0.025+5H/10 000）μm、轴向误差±（0.02+6X/10 000）μm），工作台（台面直径φ180mm、回转直径φ550mm、承载质量25 kg、调整范围调偏心±2mm、调水平±1°、旋转速度0～12 r/min），传感器分辨率0.005μm，数据采集进口光栅7 200点/周。

圆柱度仪的外观结构如图4.7.1所示。

图4.7.1　圆柱度仪的外观结构

【实验步骤】

（1）测量基本尺寸。测量被测轴类零件的轴径，对于长度较大的零件需测量3个位置的轴径，然后求平均值作为基本尺寸。

（2）充气打压。在检查气源管路正常的情况下，开启空气压缩机，给过滤器充气打压，待气压达到一定程度后方可使用圆柱度仪。

（3）安装被测工件。在完成工件基本尺寸测量的前提下，将所测工件安装在三爪卡盘上，安装时注意调整卡盘的水平，并保持工件与卡盘紧密切合。

（4）启动测量软件。双击启动测量软件，按照说明进行相关设置。(www.xing528.com)

（5）对被测工件进行调心和调平。

①测头缓慢靠近被测工件，不要接触，顺时针转动工作台，目测测头距工件表面的距离是否一致，然后将测头缓慢接触到工件表面，使传感器读数为零左右；

②顺时针缓慢转动工作台，调整对心旋钮，使得工件的变化在传感器量程变化范围内，即工件围绕回转中心对称；

③对于被测工件竖直的调整，首先在工件测量面的下截面进行对心调整，再在工件的上截面进行调平调整，利用调平旋钮把工件调节到传感器量程变化范围内，即工件围绕回转中心对称。

注意：进行被测工件竖直的调整时，在测量面的下截面调节对心旋钮，在测量面的上截面调节调平旋钮；调节完成后，使得上下两个截面在传感器的变化量要一致，在图形上的显示偏离中心要小。

（6）圆度、圆柱度测量。在测量软件中选择相关功能，调整好被测工件，将传感器接触到-20左右，使调整台旋转，按照要求操作，完成被测工件圆度和圆柱度的测量，记录测量数据，并打印测试图形。其中，圆柱度测量至少要选择3个截面进行测量。

（7）整理测量仪器。待测量完成后先将测试传感器移开，再从卡盘上取下工件，放到指定位置。

【数据记录、处理及合格性评定方法】

1.数据记录

将实验数据记录在表4.7.1中。

表4.7.1　轴类零件的圆度和圆柱度误差的测量实验数据记录表

2.数据处理与分析

圆度、圆柱度合格性评价：首先根据被测工件的基本尺寸分别选定公差等级（8～12级），通过查阅几何公差表格，确定圆度和圆柱度的公差值；然后比较实际测量值与公差值的大小，确定工件圆度和圆柱度误差的合格性。

【注意事项】

（1）仪器在使用前，请检查电源和气源，禁止无气或气压不足时使用。

（2）首先将要测量的工件清洗干净，固定在调整台上（一般用三爪卡盘夹持）。

（3）批量测量时，首个工件夹装好后，传感器靠近，但不要接触工件，旋转调整台目测工件和测头的间隙，对工件进行调整；再接触工件，利用传感器的读数对工件进行调整。调整工件不能使传感器压到+300μm，可通过横向后退，再进行调整。

（4）将测量工件进行调心、调平，使其工件轴线重合于主轴的回转轴线。测量工件时传感器接触到-20μm左右。

（5）选择要测量的项目，使工作台自动旋转，再进行测量。

（6）测量后可以对数据进行评价方式和波段的设置。