轴截面法测量轴线直线度误差分析

哈尔滨东安汽车动力股份有限公司（黑龙江 150060）高晓东

轴截面法测量轴线直线度误差是计量中常见的一种方法。其测量比重在计量中占很大比例。怎样才能确切地测量其真实值是做计量的工作方向，也是我们一直追寻的原则。本文根据这一原则对轴截面法测量轴线直线度误差提出改进意见，使测量结果在精度上提高了一步，体现较完善的实用性。

1.测量原理

测量轴类零件的轴线直线度误差，轴截面法是常用方法之一，其测量原理如图1所示。

图1

将被测轴安装在两顶尖间，分别测量被测轴沿垂直方向上轴截面的两条素线位置示值变化，在整个轴为350mm截面上平均取8个测量点，分别记录两个指示表在各测点的读数Ma、Mb。

2.现行处理方法

取各测点的最大值作为直线度误差的最大值，作为截面上的轴线直线度误差值（见图1），在被测轴上取8个测点，先在0位测点处将两表指示值都调0，移动表架依次测量 0-7点，如附表所示。

计算各测点的读数差之半Δ=（Ma－ Mb）/2，按此方法测量轴截面中最大的误差值，作为该被测轴的轴线直线度误差值。

各测点值一览表 （单位：μm）

3.存在的问题

上述数据处理方法，把安装误差也带进了直线度误差，所以使误差值概念含混了。因为Δmax不能作为轴线直线度误差值。由表1所示的Δ实际上相当于在此测量状态下，实际轴线在每个测点相对于基准平面的变动量，是轴线实际状态下的局部反映。

将表1中的Δ值在坐标图上描点连线，得到图2所示折线，这条折线是轴截面上实际轴线的近似形状线。从图2可知，折线最高点在第4点上，其值为31μm，但若以此为该轴截面的直线度误差值，显然不符合直线度误差的定义。

图2

4.改进方法

当采用轴截面法测量轴线直线度误差时，实际上是求在给定平面内的直线度误差，“直线度误差是指实际被测直线对其理想直线的变动量，理想直线应符合最小条件。”而直线度定义是不涉及基准的。所以，两顶尖的连线不能作为评定基准，而应采用符合最小条件的评定原则，依据两端点连线法“以实际被测直线的首、末两点的连线作为评定基准，取得各点相对于该连线的偏差值的最大偏差值与最小偏差值的差值作为直线度误差值”处理此问题。

例如图2中的折线，可根据“两低一高”的准则，过O测点与第7测点连线得直线L1，过L1线的最高点（图2中仍为第4测点）作L1的平行线L2则L1与L2即为最小包容线。由最小包容线决定的区域叫最小区域，其宽度即为该折线的直线度误差值f－。计算得该直线度误差为f－=26μm，显然符合f－最小值且为唯一值。

现行处理方法，只有当首尾测点读数均为0值时（可能性很小），作为特例才不会带来偏差，如见图3所示，此时若第4点值Δ最大，可取此值为该折线的直线度误差f－。

图3

5.结语

综上所述，本文提出，当用轴截面法测量轴线直线度误差时，其数据处理方法应改进。即在附表的基础上，根据各测点的Δ在坐标上给出轴截面上近似轴线（折线），再根据直线度误差定义用最小区域法求得直线度误差f_，由此得到的误差值，排除了安装带来的线形误差，符合直线度定义。按此方法求得几个轴截面的轴线直线度误差，取其最大作为该轴线的直线度误差，即f=f－max。