水泵轴的测量方法研究.doc

水泵轴的测量方法研究摘要：机械测量作为产品质量的保证，在制造业中占据举足轻重的位置。本文以生产和生活中常见的水泵轴为例，介绍了其长度、粗糙度、圆度、平行度、圆跳动、轮廓度几个常用但很重要的测量参数的测量方法，并阐述了测量过程中的常见问题。关键词：水泵轴；测量；参数 Abstract: Serving as the pledge of the quality of products, mechanical measurement plays an important role in manufacturing industry. Taking the pump shaft common in industry and daily life as an example, such measurement methords about the parameters usual and important as length, roughness ,roundness, parallelism, circular runout,and profile tolerance, are introduced in this paper, as well as the usual problems in measuring process. Keywords: Pump shaft; Measurement; Parameters轴在我们的生活中随处可见，从运输的车辆到截肢病人的假肢都有轴的出现，那轴如何满足生产和生活的各种需求呢？这就要依靠轴的形状、尺寸来保障，此时就需要机械测量提供依据。另外，生产过程当中，轴经常会出现一些问题，例如：某处的圆度不好、某一段位置的轮廓不达要求、与外圈配合不上、某一个键槽的位置出现了偏差，这时，只有通过机械测量，对轴进行相应的检测，通过测量得出测量报告，通过测量报告来适当的调整机床，这样就能生产出合格的轴。本文主要从水泵轴的几个关键参数的测量、测量时要注意的问题、测量后如何处理来介绍，水泵轴图纸和具体测量尺寸见图1，测量参数和测量位置见表1。 图1水泵轴的主视图 表1 测量仪器和测量参数参数名称测量仪器测量位置长度测长仪1大头直径；6小头的直径粗糙度粗糙度仪2大头粗糙度；7小头粗糙度；8小头端面粗糙度；12大头端面粗糙度圆度、平行度、圆跳动圆度仪3大头的圆度和平行度；4滚道的跳动、圆度、平行度；5小头的跳动轮廓轮廓仪9小头端面到X的距离；10滚道最低点到小头端面的距离1 常用参数的测量原理与方法1.1 长度的测量方法对于精密机械中的长度测量如图1中1、6，可以用外径千分尺、测长仪、三坐标等仪器来测量，可以根据测量尺寸的大小和精度要求来选择。在本文中选择了测长仪，主要考虑以下几点：根据图纸给的尺寸大小以及公差和精度(具体见图1)，可以看出测量要求较高，外径千分尺达不到公差的要求；而测长仪在生产中大部分用来测量精度要求高和公差小的零件，还用来校准标准器件和校准检具一类的标准检测器，它完全满足该测量需要；三坐标虽说是万能的，但是从效率上讲却低于测长仪。综上所述，选择测长仪来测量该轴的外径。如果测量的结果与图纸要求有差值，那么就要更改机器的进给量和切削速度。1.2 粗糙度的测量方法我们知道粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。对粗糙度的测量多数选择粗糙度仪，如图1中的尺寸2、7、8、12。在此测量过程中，需要考虑的一个关键是利用什么样的测量参数可以快速的得出测量报告，主要是考虑以下三个因素：首先是滤波器的选择，本文中采用的滤波器是lc滤波器（lc profile filter）,lc滤波器是指确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。尺寸2和7粗糙度是0.8，比尺寸8和12的12.5的要求要高，因此在测量时，用的滤波可以选择50，后者选择15。其次是取样长度（lr），取样长度是指用于判别被评定轮廓不规则特征的X轴向上的长度，即测量和评定表面粗糙度时所规定的X 轴方向上的一段长度，取样长度在数值上与lc 滤波器的标志波长相等。X轴方向与间距方向一致。规定取样长度的目的是为了限制和减弱被测表面其它几何形状误差，特别是表面波纹度对测量、评定表面粗糙度的影响。表面越粗糙，取样长度就越大。一般，我们针对生产上用的长度都是5mm，当然这是我们根据自己的经验和相关产品要求定的，如果有特别要求的地方，按照图纸所给的要求，来选择取样长度。最好是评定长度ln（evaluation length），用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。由于零件表面粗糙度不一定均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映整个表面粗糙度特征，因此，在测量和评定时，需规定一段最小长度作为评定长度。评定长度包含一个或几个评定长度，一般取 ln =5lr，如被测表面均匀性较好，测量时可选ln 5lr。综合考虑以上因素得出的粗糙度测量报告见图2。图2 滚道粗糙度报告 图3滚道粗糙度数据图根据图2的滚道粗糙度的测量报告，可以看出，每个滚道前半个圆弧的粗糙度跳动偏大一些，也就表示了这部分圆弧的粗糙度不好。解决方法：联系生产部门，要求他们将砂轮的前半个圆弧局部微调，生产完成后再次进行粗糙度测量。调整前和调整后的粗糙度数值见图3。1.3圆度、平行度、圆跳动的测量方法圆度、平行度、跳动关系到水泵轴的装配和位置关系，它们均可以用圆度仪来测量，而且效率和质量都是可以达到测量要求的。测量结果分别见图4、图5、图6。图4圆度测量报告 图5圆度数据图从测量报告图4中可以得到很多信息，总共检测了三个位置的圆度，分别是cyl 1、cyl 2、cyl 3，以及每个点的位置高度，所选用的测量滤波是500upr （G 50%）,旋转速度为：0.10，测量的起伏范围是0.200 mm。测量出的报告如果跟图纸要求有差值，那么就要根据工件初始所放进的位置，来调整机器的砂轮。平行度是评价直线之间、平面之间或直线与平面之间的平行状态。本文中的尺寸4、5都有平度度的要求。从图6的平行度测量报告中可以得出很多信息，平行度检测了四个位置，平行度是以B基准来测量的，平行度的最大值是0.65um，而图纸中的要求是5.0um，因此，我们可以得出结论，工件是很符合要求。那么在这里我们同样要注意，在保证尺寸的前提下，我们可以提高生存率，来实现生产的最大化，以便创造更多的生产总值。图6 平行度测量报告圆跳动是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动的回转时,在指定方向上指示器测得的最大读数差。本文中的尺寸4、5都有圆跳动的要求。从图7可以得出，跳动测量了四个测量位置，采用的波段是Filter：15 upr（G75%）,测量的范围是：0.500mm，测量跳动的基准是A和C,跳动的最大值是：8.32um，而图纸的要求是10.0um，客户的特殊要求是5.0um，综上所述，跳动如果只是为了生产，那么是符合生产要求的。如果是客户要求几件做实验，那么就需要返工，通过调整砂轮的粗细，就可以达到要求。 图7 跳动测量报告1.4 轮廓的测量方法一般情况下，轮廓的测量可以用轮廓仪和投影仪。本文中采用的是轮廓仪，主要是考虑轮廓仪的测量精度完全可以达到测量要求，而且可以用一台仪器同时完成两个数据的测量，效率高，操作方便。而投影仪测量虽然也可以用来测量局部放大图的某些尺寸，但是考虑到步骤比较繁琐，而且测量的速度比较慢，所以本文中选用轮廓仪来测量轮廓。图8轮廓度报告 图9轮廓度数据图在图8中，X01两条虚线之间的那段距离是被选择评价的轮廓，X02是第二段被选择评价的轮廓。每段轮廓下面的报告结果是理论结果，而上面的报告结果则是实际结果。两者之间的关系只是参考关系。从报告中可以得出结论，X01段的PT值为24.972，X02段的PT值为26.110，两者都在范围要求之内，具体数据可以见图9。因此，生产的水泵轴是合格的。2 结束语本文中的测量是结合本单位的实际情况和作者的生产实践，探讨了水泵轴的一般性尺寸的测量方法以及依据所得测量报告来分析轴出现的问题，这种测量方法，提高测量的效率，也很有针对性和比较性，为生产任务的顺利完成提供了技术保障。但是，测量是关系到产品是否合格以及产品