CN108709470B - 一种通用凸轮轴测量仪计量特性指标确定及控制评定方法 - Google Patents
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Abstract
一种通用凸轮轴测量仪计量特性指标确定及控制评定方法，包括：仪器特性指标确定，根据仪器的技术特性和检测凸轮轴的精度要求，确定计量特性技术指标；仪器计量特性控制，凸轮轴测量仪通过对以上10个技术指标的校准，实现对仪器的质量性能控制；仪器技术性能评价，对仪器所确定的技术指标进行逐一校准，确定各技术指标是否在推荐限值的范围内。本发明提出了装备制造业生产中普遍使用的凸轮轴测量仪技术指标限值，规范了凸轮轴测量仪的控制评定方法，从而对各类凸轮轴仪器的技术状态以及满足仪器的技术测量和使用要求，使其按照规定的误差允许值要求评定凸轮轴测量仪的符合性，以实现测量结果准确一致进而确保产品检测质量提高。
Description
技术领域
本发明属于装备制造领域，涉及一种精密仪器的检测技术，尤其涉及一种通用凸轮轴测量仪计量特性指标确定及控制评定方法。
背景技术
目前，随着我国装备制造业特别是汽车及航空工业的飞速发展，对发动机性能的要求越来越高，凸轮轴作为发动机核心部件之一，其功能是驱动发动机整个配气系统及其附件的准确快速运行，保证充气系数、功率输出、动力性能及废气排放等达标，凸轮轴质量的高低直接影响到发动机的油耗、噪音等主要性能指标；而凸轮轴测量仪是保证产品质量必不可少的精密检测设备，在凸轮轴及曲轴检测中得到了广泛应用，因此，保证凸轮轴测量仪的测量精度及性能显得尤为重要。
凸轮轴测量仪结构形式分为立式凸轮轴测量仪和卧式凸轮轴测量仪两种，其结构示意图如图1（立式仪器）和图2（卧式仪器）所示。
目前，在生产过程中常用的各种国内外制造的凸轮轴测量仪，在发动机产品质量检测中发挥着不可替代的作用；由于国家尚未规定该类仪器的特性指标和评定方法，也没有统一的检测结果评价标准，使得在用的仪器准确度难以保证，导致了一些长期使用的凸轮轴测量仪测量精度逐步降低，不但会使其检测凸轮轴的结果产生误判，直接影响了机械产品的品质提升；而且一旦仪器失准就会造成凸轮轴的批量事故，甚至导致使用的整个发动机报废，其潜在风险应该引起高度重视，并应尽快采取措施加以解决；为确保各类凸轮轴测量仪能够满足检测技术要求及使用要求，必须明确其主要计量特性、校准方法及质量控制方法，进而使之能够按照规范的校准要求进行有效质量控制，以确保凸轮轴检测的准确度，所以提出统一规范的凸轮轴测量仪计量技术特性及其评定方法非常必要。
发明内容
本发明的目的在于针对装备制造业生产过程中使用的凸轮轴测量仪，提供一种满足技术检测和使用要求、规范可行的凸轮轴测量仪的计量技术特性指标及其控制方法。
本发明采用如下技术方案达到上述目的：一种通用凸轮轴测量仪计量特性指标确定及控制评定方法，具体步骤如下：
1. 仪器特性指标确定：根据仪器的技术特性和检测凸轮轴的精度要求，确定的计量特性技术指标如下：
1）主轴顶尖斜向的跳动量：对于立式凸轮轴仪器主轴顶尖斜向的跳动量不应大于0.002mm，对于卧式仪器主轴顶尖斜向的跳动量不应超过0.003mm；
2）仪器两顶尖的同轴度：在300mm或160mm长度内均不应超过0.005mm；
3）轴向测量装置移动时对顶尖连线的平行度：在轴向导轨任意600mm长度上平行度不应超过0.005mm；
4）径向测量装置移动时对顶尖连线的垂直度：在径向导轨任意50mm长度上垂直度不应超过0.003mm；
5）径向测量装置的示值误差：径向测量装置示值误差不应超过1.5+L/200μm ；
6）径向测量的重复性：径向测量的重复性不应超过1μm；
7）圆分度测量装置的示值误差：示值误差不应超过6"；
8）分度测量装置的回零误差：分度装置回零误差不应超过2"；
9）起测点测量重复性：起测点测量重复性不应超过0.003mm；
10）升程测量综合误差：升程测量综合误差不应超过0.006mm；
2. 仪器计量特性控制：凸轮轴测量仪通过对以上10个技术指标的校准，实现对该仪器的质量性能控制，以保证其满足技术要求和使用要求；校准环境条件要求：温度20±2℃，温度变化每小时不超过1℃，校准用标准器与仪器恒温时间不得小于4小时；相对湿度在50%±10%范围内，仪器周围不应有影响仪器正常工作的振动；校准方法通常是按照规定的仪器校准技术规范，采用高精度的标准装置对相应特性指标进行逐一校准，以保证所校准量值的准确可靠；
3.仪器技术性能评价：对仪器所确定的技术指标进行逐一校准，得到各项误差的实际量值，与表1推荐的相应限值进行比较，确定各技术指标是否在推荐限值的范围内；若仪器的所有技术指标都在规定的推荐范围内，可以确定所评价仪器合格；若其中有部分项目指标不满足推荐限值要求的，可确定仪器的该部分指标不符合要求，而另一部分满足推荐限值要求的指标即符合要求。
本发明采用上述技术方案后可达到如下积极效果：本发明提出了装备制造业生产中普遍使用的凸轮轴测量仪技术指标限值，规范了凸轮轴测量仪的控制评定方法，从而对各类凸轮轴仪器的技术状态以及满足仪器的技术测量和使用要求，使其按照规定的误差允许值要求评定凸轮轴测量仪的符合性，以实现测量结果准确一致进而确保产品检测质量提高。
附图说明：
图1为一种通用凸轮轴测量仪的立式结构示意图；
图2为一种通用凸轮轴测量仪的卧式结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。如图1～2所示，一种通用凸轮轴测量仪，包括卧式和立式两种形态，由仪器基座1、主轴顶尖2、径向测量装置3、轴向测量装置4、尾座顶尖5、尾座导轨6组成；凸轮轴测量仪使用时，将被测凸轮轴装夹在主轴顶尖2和尾座顶尖5之间，轴向测量装置4带动径向测量装置3移动，并使径向测量装置3的侧头与被测凸轮轴接触，主轴顶尖旋转带动被测凸轮轴转动，实现仪器自动测量及数据处理。
凸轮轴测量仪计量特性指标确定及评定控制方法的工作步骤为：
1．仪器性能指标确定：根据仪器精度高于被测凸轮轴精度3倍以上的技术要求确定仪器特性指标：仪器主轴顶尖2与尾座顶尖5的同轴度影响轴向的检测误差，设定为5微米；轴向测量装置4移动时对顶尖连线的平行度影响轴向的检测精度，同样定为5微米。仪器主轴圆跳动指标影响主轴旋转精度，立式仪器主轴顶尖2的斜向圆跳动设定为2微米，卧式仪器主轴顶尖的斜向圆跳动设定为3微米；径向测量装置3移动时对顶尖连线的垂直度影响轴向的检测精度，其垂直度限值定为4微米；径向测量装置3示值误差根据移动长度L确定为±（1.5+L/200）微米；径向测量重复性不应大于1微米限值的要求。根据仪器综合技术特性技术要求，主轴顶尖2的角度测量装置示值误差限值要求分别确定为6分，角度测量回零误差定为2分；凸轮轴起测点测量重复性3微米，凸轮轴升程测量综合误差为6微米。仪器具体技术指标列于表1。
表1凸轮轴测量仪技术指标的推荐值
2. 仪器计量特性控制：凸轮轴测量仪通过对以上10个技术指标的校准，实现对该仪器的质量性能控制，以保证其满足技术要求和使用要求。校准环境条件要求：温度20±2℃，温度变化每小时不超过1℃，校准用标准器与仪器恒温时间不小于4小时；相对湿度在50%±10%范围内；仪器周围不应有影响仪器正常工作的振动，基于光学原理测量时应避免气流扰动等。校准方法通常是按照规定的仪器校准技术规范，采用高精度的标准装置对相应特性指标进行逐一校准，以保证所校准量值的准确可靠，主要校准项目和所用标准器具列于表2。
表2 主要校准项目和所用标准器要求
3.仪器技术性能评价：在通常情况下，对仪器所确定的技术指标进行逐一校准，得到各项特性指标误差的实际量值δi，与表1推荐的相应限值Μi进行比较，确定各技术指标是否在推荐限值的范围内,即按公式【1】判定评价：
δi ≤Μi 【1】
若仪器的所有技术指标都在规定的推荐范围内，即均符合公式【1】要求，可以确定所评价仪器合格；若其中有部分项目指标不满足推荐限值要求，即公式【1】不能成立，则可确定仪器的该部分指标不符合要求，而另一部分指标符合要求。
在特殊情况下，若需要进一步判定评价时，要考虑相应的校准方法，主要是校准用标准器等带来的不确定度影响量；若某个项目的不确定度影响量为Цi，则公式【1】改为公式【2】：
δi ≤Μi - Цi 【2】
即：被校准仪器的某项指标在除去相应影响量Цi的规定推荐范围内，即均符合公式【2】要求，可确定所评价仪器的该项目符合要求；若被校准仪器的所有指标均符合公式【2】要求，才能确定所评价仪器合格。
最后应当说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的全部内容，凸轮轴测量仪的具体校准方法将在另一个发明专利中体现；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行形式上的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的思路启示之内所作出的形式修改、等同替换等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。
Claims (1)
1.一种通用凸轮轴测量仪计量特性指标确定及控制评定方法，其特征在于：
凸轮轴技术特性指标确定：凸轮轴测量仪技术特性指标及推荐限值如下表1；表中主轴顶尖斜向圆跳动推荐限值2-3μm，对于立式仪器选其下限值，对于卧式仪器选上限值3μm；
表1凸轮轴测量仪技术指标的推荐值
仪器计量特性控制：凸轮轴测量仪通过对以上10个技术指标的校准，实现对该仪器的质量性能控制，以保证其满足技术要求和使用要求；
校准环境条件要求：温度20±2℃，温度变化每小时不超过1℃，校准用标准器与仪器恒温时间不小于4小时；相对湿度在55%±10%范围内；仪器周围不应有影响仪器正常工作的振动；
校准方法通常是按照规定的仪器校准技术规范，采用高精度的标准装置对相应特性指标进行逐一校准，以保证所校准量值的准确可靠，主要校准项目和所用标准器具列于表2；
表2 主要校准项目和所用标准器要求
仪器技术性能评价：在通常情况下，对凸轮轴测量仪所确定的技术指标进行逐一校准后，得到各项误差的实际量值δi，与表1推荐的相应限值Μi进行比较，确定各技术指标是否在推荐限值的范围内,即按公式【1】判定评价：
δi ≤ Μi 【1】
若仪器的所有技术指标都在规定的推荐范围内，即均符合公式【1】要求，可以确定所评价仪器合格；若其中有部分项目指标不满足推荐限值要求，即公式【1】不能成立，则可确定仪器的该部分指标不符合要求，而另一部分指标符合要求；在特殊情况下，若需要进一步判定评价时，要考虑相应的校准方法，主要是校准用标准器带来的不确定度影响量；若某个项目的不确定度影响量为Цi，则公式【1】改为公式【2】：
δi ≤ Μi - Цi 【2】
即：被校准仪器的某项指标在除去相应影响量Цi的规定推荐范围内，即均符合公式【2】要求，可确定所评价仪器的该项目符合要求；若被校准仪器的所有指标均符合公式【2】要求，才能确定所评价仪器合格。
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