测量跳动原则分析与应用

测量跳动原则的分析与应用

在盘类零件的生产过程中，为了保证工艺基准的垂直度，工艺人员往往对基准提出端面圆跳动的要求。为满足轴类零件图样上同轴度的要求，测量时习惯用径向圆跳动代替同轴度要求。实际上工艺人员都在不知不觉地使用测量跳动原则对产品进行快速经济的检测。为了保证产品质量提高工序合格率，利用这种替代方法是否准确可靠，又如何把握是工艺人员、检测人员值得共同探讨的问题。

1、测量跳动原则

在被测要素绕基准轴回转过程中，相对于某参考点或线的变化情况，来表示跳动值的一种检测原理，称为测量跳动原则，也叫做第四检测原则。测量跳动原则是根据跳动误差（所谓跳动误差是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量）的定义提出的，主要用于圆跳动和全跳动误差测量，跳动公差是以检测方式定出的公差项目，具有综合控制形状误差和位置误差的功能，根据该原则所实施的检测方法很简单，因此，在生产中广泛应用。

2、圆跳动和全跳动的区别

跳动分为圆跳动和全跳动。其中，当关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时，为圆跳动公差；绕基准轴线连续回转时，为全跳动公差。根据测量方式的不同，圆跳动又分为径向圆跳动和端面圆跳动，径向圆跳动公差带是垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径差为公差值，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域；端面圆跳动公差带是在与基准轴线同轴的任一直径位置的测量圆柱面上，沿母线方向宽度为公差值的圆柱面区域。全跳动也分为径向全跳动和端面全跳动。径向全跳动公差带是半径差为公差值，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域；端面全跳动公差带是距离为公差值，且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。在测量圆跳动误差时，指示表的位置是相互独立的，但在测量全跳动误差时，指示表的位置是沿着平行于(或垂直于)基准轴线运动的。显然测量圆跳动比测量全跳动的方法更简单，这正是习惯优先选用圆跳动的原因之一。

如图1为径向圆跳动误差为零，径向全跳动误差为0.05mm的工件。

显然被测圆柱表面素线的直线度和平行度误差都受径向全跳动的限制，但不受径向圆跳动公差的限制。

如图

2、图3为端面圆跳动误差为零，端面全跳动误差为0.05mm的工件。显然被测表面的平面度误差受端面全跳动的限制，但不受端面圆跳动的限制。

（图1）（图2）

（图3）

3、同轴度、垂直度及全跳动公差及其公差带比较

在形位公差项目中有些项目公差带形状是相同的，但应注意其设计要求并不相同。只有当公差带的四项特性(形状、大小、方向和位置)完全相同的移位公差项目，才具有完全相同的设计要求。

如图4，垂直度公差带是距离为0.05mm，且垂直于基准轴线的两平行平面之间的区域。如图5，端面全跳动公差带是距离为0.05mm，且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。

（图4）（图5）

如图6，同轴度公差带是直径为0.05mm且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。如图7，径向全跳动公差带是半径差为0.1mm，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域。

（图6）（图7）

从以上对照结果可知，端面对轴线的垂直度公差带与端面全跳动公差带，不仅公差带形状相同，而且都有垂直于基准轴线的要求，并允许其位置浮动，所以图4和图5都体现了同样的设计要求，因而可以采用类似(或相同)的加工、检测和数据处理方法。从另一方面也可同时得知，端面圆跳动公差和端面对轴线的垂直度公差两者控制的效果是不同的。端面圆跳动是被测端面在给定直径

圆周上的形状误差和位置误差的综合效果，而垂直度误差综合的是整个被测端面的形状误差和位置误差，当零件加工成内凹或中凸时，端面圆跳动可能为零，却存在着垂直度误差，所以，在此情况下可以选择端面全跳动来替代端面垂直度要求，而不能简单的用端面圆跳动来替代垂直度。同轴度公差带和径向全跳动公差带虽方向一致，但形状不同，前者公差带位置是固定的，后者公差带的位置既有固定的特性又有浮动的特性，所以图6和图7不能完全等同。同轴度公差与径向圆跳动公差亦有所不同，前者评定的是轴线对基准轴线的误差，而后者是评定圆周线对同轴圆的误差。径向圆跳动误差是同轴度误差和部分圆度误差的综合反映。径向全跳动误差由径向圆跳动误差和平行度误差所组成。

4、小结

通过大量实测发现，影响零件误差的主要因素是：

加工的方法和零件尺寸的大小。但测量方法的选择，对于减少测量误差具有很重要的意义。选择测量方法的一条基本原则，是根据被测量的定义来确定测量方法，所以对于盘类零件用端面全跳动代替垂直度来控制垂直度误差是准确的。目前测量同轴度误差的方法有圆度仪法、影像法、综合量规法、三坐标机测量法等，但从经济高效出发，对于轴类零件检测时用径向全跳动代替同轴度是可行的，检测时应分别测量被测圆柱表面若干截面上的径向圆跳动量，取其中最大值作为该零件的同轴度误差。建议在工序图上优先考虑标注径向全跳动要求。