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1、J日 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 J B / T 7 5 5 7 一9 4 同轴度误差检测 1 9 9 4 - 1 2 - 0 9 发布 1 9 9 5 - 1 0 - 0 1 实施 , 中华人民共和国机械工业部发布 目次 1 主题内容与适用范围 , , “ “ ” “ ” ” ” ” “ “ . ( 1 ) 2 引用标准 ” , , “ “ ” , “ “ ,. , , , “ “ ” ” , ” ,. “ , 一( ” 3 术语 “ , ” ,. ” ” “ “ ” , ” ( 1 ) 4 同轴度最小包容区域判别法一 一单点准则 ” “ “ ” ” “ ” 一 (

2、2 ) 5 检测方法 “ “ ” ” ” ” ” , “ ” ” ” “ “ “ ( 2 ) 6 数据处理 , ” , “ ,. ” , ,. , , “ ( 7 ) 7 仲裁 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . ( 9 ) 附录A 基准轴线的体现( 参考件) 。 “ 测量步骤 : a . 调整被测零件, 使其轴线与仪器主轴的回转 轴线同 轴; b . 在被测零件的实际荃准 要素和实际被测要素上测量, 记录数据或( 和) 记录轮廓图形; c . 根据测得数据或记录的 轮廓图形, 按同轴度误差判别准则及数据处理方法确定该被测要素的 同轴度误差. 图 3 5 , 3 准直法( 瞄靶法) 本方法采用准直望远镜或激光准 直仪等检测 仪器, 适用于对大、 中规格孔类零件进行同轴度误差测 量。见图 4 , 测量步孩 : a . 根据被测孔的直径, 应用不同的支撑器具, 使靶的中心与

4、被测孔的图 心重合; b , 以 仪器准直光轴为测最 参考线来调整测量仪器的位置, 使 被测件两端靶心连线与光轴同轴; c 在基准 孔中 进行步骤。 , 并通过光学准直系统测量实际基准轴线上各点的X , Y 坐标 值; d . 在被测孔中进行步骤a , 并通过光学准 直系 统测量实际被测轴线上各点的X, Y坐标值; e . 根据测得的实际基准轴线及实际被测 轴线 上各点的X , Y坐标值, 通过数据处理确定被测要素 的同轴度误差。 5 , 4 坐标法 本 方法采用具有确定坐标系的检测仪器( 如各类三坐标酣量机、 万能测量显微镜等) , 适用于对各种 规格的 零件进行同轴度误差测量。见图5 .

5、测量步孩 : 7 B/ T 7 5 5 7 -9 4 a . 将被测零件放置在工作台上; b . 对被测零件的基准要素和被测要素进行测量; c . 根据测得数据计算出基准轴线的位置及被侧要素各正截面轮廓中心点的坐标, 再 通过数据处 理确定被侧件的同轴度误差. A- A 图4 I -靶, 2 一被侧工件. 3 一准宜望远镜 图 5 5 . 5 顶尖法 本方法适用于轴类零件 及盘套类零件( 加配带中心孔的 心轴) 的同轴度误差测蚤。见图6 . 侧量步骤 : a将被测零件装卡在测量仪器的两顶尖上; . 按选定的基准轴线体现方法确定基准轴线的 位置; c . 侧量实际被侧要 素各正截面轮廓的半径差值

6、, 计算轮廓中心点的坐标; d . 根据基准轴线的位置及实际被侧轴线上各点的侧量值, 确定被侧要素的同轴度误差. J B / T 7 5 5 7 一9 4 图6 1 一分度拨盘菩 2 一指示器; 3 -被测工件 5 6 V形架法 本方法适用于对各种规格的零件进行同轴度误差测量。见图 7 . 测量步骤: a . 将被测零件放在V形架上; b . 按选定的基准轴线体现方法确定基准轴线的位置; c . 测量实际被测要素各正截面轮廓的半径差值, 计算轮廓中心点的坐标; d . 根据基准轴线的位置及实际被测轴线上各点的测得值, 确定被测要素的同轴度误差。 图7 1 一被测工件, 2 一指示器. 3 -V

7、形架 5 . 7 模拟法 J B/ T 7 5 5 7 一9 4 本方法采 用具有足够精确形状的回 转表面来体现基准轴线, 适用于对中、 小规格的零件进行同轴度 误差测量 。 5 . 7 . 1 用具有足够形状精度的圆柱形心轴来 体现孔的 基准轴线和被测轴线( 如图8 ) , 测量步骤: a . 将被测零件放置在一平板上; b . 将心轴与孔成无间隙配合地插入孔内, 并 调整 被测零件使其基准 轴线与 平板平行; 。 . 在被测孔两端A, B 两点测量, 并求出该两点 分别与高度( L 十 姚/ 2 ) 的差值人: 和几 、 ; d . 将被测零件翻转 9 0 * , 按上述方法测取 人、 和

8、 f 9 Y 则A点处的同轴度误差为 f ., -2 ( f 0 % ) T + ( f 4 Y ) 2 7 “ B点处的同轴度误差为 几二2 ( f e x ) 0 +( f . Y ) z 卫x 取其中的较大值作为该被测要素的同轴度误差值。 注: 若测点不能取在孔端处, 则同轴度误差可按比例折算 图8 1 一心轴:2 -被测工件。3 -指示器 5 . 7 . 2 用具有足够形状精度的圆柱形套简来体现轴的基准轴线( 如图 9 ) , 测 量步骤 : a . 将带有圆柱形套筒的检测装置套装在零件的基准要素上, 并使该装置与基准要素形成最小外 接状态且可灵活转动; b调整检测装置上的指示器, 使

9、之处于正截面的位置并与被测要素相接触; c . 转动套简, 测量实际被测要素各正截面轮廓的半径差值, 计算轮廓中心点的坐标; d . 根据实际被测轴线上各点的测得值, 确定被测要素的同轴度误差。 注:当被测要素的圆度误差足够小时, 可测取被侧要家各正截面的径向圆跳动值. 将其中的最大者作为同轴度误差 的近似值. 5 8 量规检验法 量规检验方法见G B 8 0 6 9 , J B/ T 7 5 5 7 一9 4 图9 1 一套筒; 2 一指示器;3 -被测工件 6 数据处理 测量同轴度误差, 须首先测量基准要素以确定基准轴线的位置, 再测量被测要素各正截面轮廓上各 测点的半径差值, 计算确定各

10、正截面轮廓的中心, 进而按同轴度最小包容区域判别法确定同轴度误差 值。 6 . 1 基 准轴线的确定 在测得基准要素回转面上备测点的测值后, 按选定方法的不同经计算可以基准要素的最小区域回 转面轴线、 最小二乘回转面轴线、 最小外接回转面轴线或最大内接回转面轴线为基准轴线。 基准轴线的参数方程表示如式( 1 ) , r二 Xo + p z y= 玖 + q z 式中: x , y 、 二 基准轴线上各点的坐 标; X o . Y o . D . q基准轴线的方程系数。 对基准轴线的近似确定方法见附录 A( 参考件) 。 6 . 2 实际被测要素各正截面轮廓中心 点坐标的确定 在测得被测要素某一

11、正截面轮廓上各测点半径差值 r , ( i =1 , 2 , “ - “ , n . 。 为 测点数) 后, 可按不同的 方法确定轮廓中心坐标。 见图 1 0 . 6 . 2 . 1 按最小区域法确定中心 计算步骤: a .以 测 得 的 数 据 r 为 初 值, 以 测量 中 心。 为 初 始中 浴, 找出 。 中 的 最大 、 最 小 值 r . . 二 、 含。 。 及 其差值f , b . 按一定优化方法移动中心 。 至。 , ; 按式( 2 ) 计算移动中心后各点半径差值 K: J B/ T- 7 5 5 7 一9 4 A R 二 r一e c o s a , , . . . . .

12、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 式中: 凡中心移动后的半 径差值; O r ; 中心移动前的 半径差 值; e 中心移动量; a i测点径向线r与中心移动方向线0 0 , 之间的夹角. d . 找出移动中 心坐标后。 R , 中的最大、 最小值 R m . 二 和 R.,. , 计算其 差值 八; e . 将f 与几 相比较, 令较小者为 f, 中心为。 ) il r i =A R , ; f . 反复进行步骤 b 一。 , 使 几为最小; g . A为最小时的中心。 : 即为最

13、小 包容区 域中心o ( M D ) , 其中心坐标值为X (M Z I , Y (M 2 。 注:步骤a也可改为以测得值经计算得出的最小二乘圆心坐标0 (u ) 及各点半径差 O R 为初值, 找出 R : 中的最大、 最小值 O R :.二 、 A R i-及其差值 f ) , 并令 O r二 R. 图1 0 6 . 2 . 2 按最小二乘法确定中心 按式( 3 ) 计算最小二乘圈心 o a s ) XI M一 普 E O r ;c o s o, 一 2 -1 r is in B ih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 。 二, .

14、 . . . . . . . . ( 3) Yn s ) 式中 : . 2. 3 吕 X( U ) 最小二乘圆心的横坐标; Y ( L S ) 最小二乘圆心的纵坐标; 。 测点数; Ari -测得各点的半径差值; 6 i 各测点所处位置的角度。 按最小外接圆法确定中心 J B / T 7 5 5 7 一94 计算步骤与最小区域法基本相同, 只需将6 . 2 . 1 条中的五值取为 r . , 几取为 R. . 。比 较厂 , 与 f时, 取较小者为f I , 反复计算使几为最小, 最后即可确定最小外接圆中 心0 ( m 。 及其坐标X (m . l . 1 ( 二。 6 . 2 . 4 按最大

15、内接圆法确定中心 计算步骤与最小区域法基本相同, 只 需将 6 . 2 . 1 条中的几值取为O r m i. , 几取为 R m。比较几与 几 时, 取较大者为人, 反复计算使 几为最大, 最后即可确定最大内切圆中心 o ( M I 及其坐标 X( M U , X M U o 6 . 3 同轴度误差值的计算 a . 按式( 4 ) 计算实际被测轴线上各点到基准轴线的径向距离d , ( i =1 , 2 , “ - - , m, m为被测实 际轴 线上的测量点数) 。 试二 ( X 一r X 十( 又一y . ) z I f ” , , 一 ( 4 ) 式中: X ; , Y , 被测实际轴线

16、上各点的横坐标、 纵坐标; x “ Y ; 按一定方法确定的基准轴线上各相应点( z ; =Z , 时) 的坐标。 b . d 、 中 的最大值的两倍 2 d . 。 即为同 轴度误差值叮 e , 仲裁 7 . 1 图样上或事先约定的验收方法中已给定检测方案, 则按该方案进行仲裁。 7 . 2 当由于采用了 不同的数据处理方法而引起争议时, 基准按最小区域回转面轴线、 同轴度误差 按同 轴度最小包容区域法进行仲裁. 7 . 3 当对测量精度有争议时, 用分析测量精度的方法进行仲裁, J B / T 7 5 5 7一9 4 附录A 墓准轴线的体现 ( 参考件) A 1 墓准轴线的体现方法 同轴度

17、误差测量中基准轴线的体现, 除按标准正文中的 6 . 1条以实际基准要素轮廓面经分析计算 确定基准轴线外, 在满足零件功能要求的前提下, 可以采用下列近似方法体现基准: a . 以基准要素各正截面轮廓中 心点的连线为实际基准轴线, 将包容实际基准轴线的最小包容圆 柱轴线或实际基准轴线的最小二乘中线作为基准轴线; b . 以基准要素两端正截面轮廓中心点的连线作为基准轴线; c以测量参考线为模拟基准轴线, 如以顶尖支承回转轴线或 V形架支承回转轴线模拟基准轴 线 ; d . 采用具有足够精确形状的回转表面来体现墓准轴线, 如可胀式或与孔( 或轴) 形成无间隙配合 的圆柱形心轴( 或套筒) 的轴线。

18、 A 2 荃准轴线体现的数据处理 A 2 . 1 以包容实际基准轴线的最小包容圆柱轴线体现基准轴线 计算步骤: a . 由测得的实际基准轴线上两个端点的坐标值( X Y Z , ) 和( X . , Y . , Z . ,J, 求出两端点连线的直 线方程系数X , , Y , , P , 4 作为 初始值:e X o =X: 一 ( X 一X, ) / ( Z 。 一Z , ) Z, Y o =Y : 一 ( Y一Y O/ ( Z . - Z J) Z , p = ( X 。 一X , ) / ( Z . 一Z , ) 9= ( Y 。 一Y , ) / ( Z , 一Z , ) b . 将实

19、际基准轴线上各点的坐标值 X Y ; , Z , ( i =1 , 2 , 二, n ) 代入式( A2 ) , 求出各点距该直线的 径向距离R , : R = ( X 一X 。 一P Z) + ( Y 一Y 。 一9Z;)211/ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( A 2 ) c . 找出R 。 中的最大值 R . . . , 以R . “ 为丸; d , 按一定的优化方法改变 X. ; Y . , p, ? 的值; e . 按式( A 2 ) 计算变换后的R值, 找出R , 中的最大值R m . 二 , 以 R m . 二

20、为几; f . 将 儿与 f , 进行比较, 并令较小者为f ; ; 9 . 反复进行步骤d -f , 使儿为最小。 f : 是否为最小, 可根据测量精度的要求按任意方向直线度 最小区域判别法( 见G B 1 1 3 3 6 ) 判别; h . 根据了 : 为最小时的X , , Y o , p , q , 即可确定基准轴线的参数方程如式( A 3 ) : z一 Xo+ pz y二 Y o+ q z 式中: .z , y , z 基准轴线上各点的坐 标; X _ Y o , p , q 基准轴线的方程系 数。 A2 . 2 以实际基准轴线的最小二乘中线体现基准轴线 计算步骤 : ( A3) a

21、. 根据测得的实际基准轴线上的各点坐标值 , 按式( A4 ) 计算求出最小二乘中线的方程系数Xo , Yo , p, q ; 1 0 J B/ T 7 5 5 7 一9 4 一 X 。 一 艺Z , z 习X一习( X ,Z ) E Z ; / ; UZ ;z 一( Z Z ) Y 。 一仁 Z ; U Y ; 一Z ( Y ;Z : ) ZZ J / E n ZZ ; z 一( Z Z 们 p 二 , : 艺( X ,2 ) 一习X名Z ; j / n 艺Z ;, 一( 习Z ) , 、 一 n 艺( Y ,Z ; ) 一习Y , Z Z ; 7 / C n ZZ , 一( E Z : )

22、 t 式中: , : 实际基准轴线上的测点数; X: , Y Z实际基准轴线上各点的坐标( i =1 , 2 , , ,t ) , b . 以最小二乘中线来体现基准轴线, 基准轴线的参数方程如式( A 3 ) , A 2 . 3 以基准要素两端正截面轮廓中心点的连线体现基准轴线 .计算步骤: 由测得的基准要素两端正截面轮廓中心点的坐标( X Y Z , ) , ( X Y “Z z ) , 求出两端点连线 的方程系数X- Y o , p , g : X o =X , 一 ( X : 一X , ) / ( Z : 一Z , ) Z , Y 。 二Y : 一 ( Y : 一Y O / ( Z :

23、一Z , ) Z p二 ( X , 一X, ) / ( Z , 一Z , ) 9= ( Y : 一Y , ) / ( Z : 一Z , ) . . . . . . . . . . . . . ( A5) b . 以两端点连线来体现基准轴线, 其基准轴线的参数方程如式( A 3 ) , A 2 . 4 以测量参考线模拟基准轴线 当以测量参考线( 如顶尖支承回转轴线、 V形架支承回转轴线或测量仪器的回转轴线等) 模拟荃准 轴线时. 无需再对基准要素进行测量, 仅需测量实际被测要素各正截面轮廓的半径差值。 计算出各正截 面轮廓中心点的坐 标X Y , ( i =1 . 2 1 . . . I M )

24、 。由于此时的模拟基准轴线正好是测量坐标系的Z 坐标轴. 故实际被测轴线 上各点到模拟基准轴线的径向距离d可按式( A 6 ) 计算: d 二 ( X子十 Yz ) V z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , , , “ , , 二( A6 ) d 中最大值的 两倍2 d m , : 即为以 测量 参考 线模拟基准轴线测得的同轴 度误差值O f o 注:当被测要素的圆度误差为同轴度公差的 1 / 5以下时, 也可测取被测要素各正截面的径向国跳动值, 将其中的最 大者作为同轴度误差的近似值 J B / T 7 5 5 7 一94 附录B 同轴度误差

25、检测应用示例 ( 参考件) B 1 ,本附录给出了 按本标准进行同轴度误差 检测的一个应用示例, 供实 际应用时参考。 B 2 在仪器上以顶尖支撑定位测量滚筒的同轴度误差示例 被测件滚筒的简图见图 B l , 中 U孔B4 G B 1 45- 59 0】0 0 . 0 1 2 A - B 中心孔B4 G B 1 4 5- 5 丫 0.Jo笔 9上次最 6 ,割愁因 5 00 575 65 0 图B l 基准轴线用包容实际基准轴线的最小包容圆柱轴线和实际基准轴线的最小二乘中线两种方法体 现 。 所用测量仪器的顶尖的圆 度误 差不大于 1 . 5 p m , 两顶尖对公共轴线的同轴度误差不大于 3

26、 0 p m , 指示器分度值为 。 . 5 p n l , 示值误差为士 。 . 5 u m , B 2 . 1 基准要素及被测要素的测量示 值 在基准要素上布置 4个测量截面, 每个截面均布 1 8 个测点。 各截面的轴向位置及各测点的测量示 值见表B l , 表 B 1 W m 截面 位 置 一 测金示值 12345678910111 21 3141 5161 71 8 180. 71. 20 .40 . 30.60. 40 . 80 .70 . 50 . 5 0 .0 一 1 . 8 一 2.6 一3 .4一 2 . 8一 2 .3一 1 . 6一 1 .1 I2 80. 3一 0 3

27、一 2 . 1一 3.4 一 3. 4 一 2. 5 一 1. 5 一1 .4 一 0.40. 81 . 30 . 7 0 . 6 0 . 70.60 . 50 . 60. 3 万5 8 2一 3 . 2一 2 21 . 7一 1 . 3一 1 20. 11.2 0 . 3 0 . 8 1 3 0 . 7 0 . 40 . 6 0 .1一 0 . 2一 3 . 4一 3 .3一Z . N6 0 20 . 20 . 20 .30 . 80 . 7- 0. 30.0一2 犷2 一 2 t7 一 3 .6 一 24 一 2. 4 一 1.4 一 1 .11 . 71 . 21 . 4 0. 7 在被

28、测要素上布置 7 个测量截面, 每个截面 均布 1 8 个测点, 各截面的轴向 位置及各测点的测量示 值见 表B 2 , J B / T 7 5 5 7 一:I! 表 B2 截面 4ic $m m 测t示值 12345678,1 01 11 21 31 4 1 51 61 71 8 1653 . 52 . 21 . 22 . 01 . 72 . 53 . 04 . 86 . 07 . 48 . 58 . 49.08 . 07 . 9 6 . 84 . 53 . 1 21 4 51 . 72 . 03 . 23 . 74 . 96 . 48 . 08 . 98 . 58 . 48 . 57.06

29、 . 34 . 84 . 13 . 42 . 0 0 . 7 32 2 56 . 04 . 83 . 52 . 52 . 01 .42 . 02 . 03 . 04 . 35 . 06.67 . 59 .08 . 68 . 5日 . 5 7 . 5 43 0 59. 56.66 . 04 . 13 . 32 . 52 . 名1. 61 . 62 . 63 . 14 . 65 . 67 .48 . 0 8. 8 . 58 . 0 53 8 51 . 1一 1 . 0 一 1 . 4 一 3 . 0 - 4 . 0- 4 . 5 一 3 . 9一 3 . 0 一 1 . 0 1 22 . 46 .

30、 05 . 15 . 0 4 . 52 . 51. 61 . 0 6 4 6 5 0 . 80 . 5一 3 5 一 3 . 5一 3 . 8 一 3 5一 2 . 5 一 1 . 5 0 . 52 . 56 . 05 . 55 . 83 . 83 . 5 3 . 01 . 3 75 4 53 . 82 . 51 . 90 . 7 一 0 . 4一 2 . 3 一 2 。 2 一 4 . 0- 4 .4一 3 . 9 一 3 7 - 1 . 51 . 73 . 2弓 . 46 . 06 . 55 . 0 B 2 . 2 基准要素及 被测要素各正截面轮廓中心点坐标的计算 根据B 2 . 1 条的

31、测量示值, 用最佳方向、 步长优化法计算出基准要素和被测要素各正截面的最小区 域圆中心坐标如表B 3 . 表 B 3 p m 中心坐标值 XY 荃准耍众 I0 . 0 21 . 9 3 I一 0 . 1 9- 2 . 1 2 ,一 1 . 0 81 . 5 6 N1 . 9 0一 0 . 2 2 被测要家 1一 2 . 1 6一 2 . 6 6 2- 3 . 7 90 . 5 4 31 . 1 2一 3 . 5 8 42 . 5 2一 2 . 1 4 5一 1 . 0 4- 4 . 5 2 6一 0 . 6 3- 4. 5 2 74 . 4 0一 3 . 0 5 B 2 . 3 同轴度误差计算

32、 用包容实际基准轴线的 最小包容圈柱轴线体现荃准轴线, 其基准轴线的位置用最佳方向、 步长 优化 方法计算确定; 用实际基准轴线的最小二乘中 线体现基准 轴线, 其基准轴线的位置按本标准附 录A中 A 2 . 2 条所述方法计算确定。 计算过程从略。 以计算确定的基准轴线为Z 坐标轴, 基准要素各正截面轮 廓中心点到基准轴线的 距离R及其在新坐标系中的X , Y坐标 值见表B 4 . 确定基准轴线后, 被测要素各正截面轮脚中心点至基准轴线的距离R及在新坐标系中的X , Y坐 标 值见表B 4 . J B/ T 7 5 5 7 一9 4 表 B 4 户n l 基准轴线最小包容回柱轴线最小二乘中线

33、 计算结果 RXYRXY 基准要素 I 0 。 1 02 . 0 21 .9 90 . 1 31 , 9 8 l2 . 0 3一 0 . 1 1一 2 . 0 32 0 9一 0 . 1 0一 2 , 09 口2 . 02一 0 9 61 7 71 . 7 8一 1 . 5 10 9 5 W2 0 32 . 0 30 . 0 01 . 6 91 . 4 5一 0. 86 被测要家 l3 . 2 9 一 2 . 0 8一 2 563 .3 9一 2 , 1 0一 2。 6 8 23 . 7 6一 3 . 7 0 0 6 63 . 8 3一 3 8 10 4 3 3 . 3 6 5 1 . 2 1

34、一 3. 4 43 ,9 11 . 0 3一 3. 7 8 4 3 2 92 . 6 2一 1 . 993 3 82 . 3 5 l 一 2. 43 一 5 4 . 4 4一 0 . 9 3一 4 . 355 0 6一 1 2 8一 4 9 0 6 4 . 3 6一 0 . 5 2一 4 . 3 35 0 8一 0 . 9 5一 5 . 0 0 75 3 44 。 5 2一 2 . 8 45 . 4 04 . 0 13 。 6 2 由 表B 4 所示结果, 可计算出 同轴度误差 值好( 见 表BS) 。 列基准轴线的距离R中的最大值R 二的2 倍。 表 BS 同轴度误差值 叮 为实际被测轴线上

35、各点 户m 基准轴线最小包容目柱轴线最小二乘中线 同轴度误差值汀 1 0 6 81 0 . 8 0 图B Z 为由表B 4 、 表B S 的计算评定结果绘出的同 轴度误差图形。 图中2 坐标轴为 所用基准体现方 法确定的基准轴线。 图B Z a 的基准轴线为包容实 际基准轴线的最小包容圆柱轴线; 图B Z b 的 基准轴线 为实际基准轴线的最小二乘中线。 J B/ T 7 5 5 7一9 4 份 - =粉一尸 2 图 b B 2 附加说明: 本标准由全国形状和位置公差标准化技术委员会提出并归口。 本标准由 机械工业部机械标准化研究所负责制定。 本标准主要起草人卓兴仁、 周忠、 谢珠华、 咎立人、 宋芸。

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