机械零件的检测与误差原因解析

检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要，它是把握产品质量的关键环节，检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行，并要分析误差的产生原因。
　　
　　机械零件的技术要求很多, 它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手, 用哪些量具, 采用什么样的先进方法, 是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过, 避免出现错检、误检和漏检, 对此检测人员应遵守程序，做好各方面工作。
　　
　　一、测前准备
　　
　　1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析, 掌握零件的形体结构。首先分析主视图, 然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成, 如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等, 组成表面的特征, 如孔、槽等, 它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸, 通过看尺寸, 可以了解零件的大小, 看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析, 要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度, 表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用，对于特殊零件, 如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件, 要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准, 是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件, 应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏，标题栏内标有所用材料零件名称, 通过看标题栏, 掌握零件所用材料规格、牌号和标准, 从中分析材料的工艺性能, 以及对加工质量的影响。工作中, 我曾遇到这样一个问题，在铣床上加工一批不锈钢支架, 因所选铣刀材料不对, 造成加工表面粗糙度不好, 并且效率较低, 严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后, 选择了合适材料的铣刀, 试用后, 速度又快, 表面粗糙度又好。
　　2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书, 一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅, 同时应了解关键工序的装夹方法, 定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工, 从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果, 这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时, 不能使用, 造成了成批产品报废。
　　3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后, 下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时, 带公差装轴承部位, 应选用卡尺、千分尺、钢板尺等；如测量带公差的内孔尺寸时, 应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测, 这就要求检测人员, 根据一定的实践经验、书本理论知识, 用现有的量具进行整改, 或进行一系列检测工具的制作。
　　
　　二、检测（测量）
　　
　　1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时, 要选用精度高, 能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔, 轴类零件以中心孔为基准；测量垂直度应以大面为基准；测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上) 为基准。
　　2、表面检测。机械零件的破坏, 一般总是从表面层开始的。产品的性能, 尤其是它的可靠性和耐久性, 在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律, 以便运用这些规律来控制加工过程, 最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的，如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件, 检测完后, 都要认真作记录, 特别是半成品, 对合格品、返修品、报废产品要分清, 并作上标记, 以免混淆不清。
　　3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法, 因为直接测量法比较简便, 很直观, 无需繁琐的计算，如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量, 就需用间接测量, 间接测量方法比较麻烦, 有时需用繁琐的函数计算, 计算时要细心, 不能少一个因素，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂, 尺寸较多的零件时, 测量前应先列一个清单, 对要求的尺寸写在一边, 实际测量的尺寸在另一边, 按照清单一个尺寸一个尺寸的测量, 并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后, 根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否，这样既不会漏掉一个尺寸, 又能保证检测质量。
　　4、检测形位公差。按国家标准规定有14 种形位公差项目。对于测量形位公差时, 要注意应按国家标准或企业标准执行，如轴、长方件要测量直线度，键槽要测量其对称度。
　　
　　三、测量误差与原因分析
　　
　　测量过程中, 影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类：随机误差、粗大误差、系统误差。
　　1、随机误差。在相同条件下, 测量同一量时误差的大小和方向都是变化的, 而且没有变化的规律, 这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形, 测量力的变化, 目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等) , 还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。
　　2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意, 比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值, 应该剔除不用。
　　3、系统误差。在相同条件下, 重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变, 或者测量时条件改变, 误差按照一定的规律变化, 这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确, 校正量具或者量仪的校正工具有误差, 精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有, 测量前必须对所有计量器具进行检定, 应当对照规程进行修正消除误差。另外, 保证刻度对准零位, 必须测量前, 仔细检查计量器具, 保证足够的准确性。
　　
　　四、检验工具的要求
　　
　　在对于各种设备、机床的零件和部件以及整机的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、接触精度等进行检测时, 为了能够准确、合理、快捷测量可用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配合使用。检验工具和量具要进行等温后才可以进行测量, 检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中，以免变形、磁化、锈蚀。