四川優機實業股份有限公司試制一批大規格蝶閥體（圖1）新產品，樣品送檢測中心檢測發現閥體軸孔的同軸度尺寸超差嚴重。于是分別對加工過程和檢測過程進行質量問題的分析和原因排查。此閥體是經一次性裝夾在龍門加工中心上完成兩軸孔的鏜削，兩側軸孔的同軸度通過旋轉機床的側銑頭來保證。這種加工方法影響同軸度誤差的主要因素是機床側銑頭的回轉精度偏差，但不會產生超差嚴重現象。據此初步判定是三座標的檢測方法影響了檢測結果。為找到誤差產生的原因，使用軸線與軸線法、公共軸線法、直線度法、模擬裝配軸法分別對軸孔進行檢測，最后發現軸線與軸線法在檢測大規格蝶閥體比小規格檢測誤差大得多，是造成此次同軸度超差的主要原因。

    1 檢測方法探討

    1.1 軸線與軸線法檢測

    根據圖紙形位公差標注，采用以右側軸孔為基準孔、左側軸孔為被測孔的方法檢測樣品，即軸線與軸線法。在右側軸孔上測量2個截面圓，其距離盡可能遠且靠近軸孔兩端，構造一條直線作為基準軸線。相同方法，在左側軸孔也測量2個截面圓并構造一條被測軸線。然后，評價被測軸線對基準軸線的同軸度偏差，其偏差值即為蝶閥體軸孔同軸度的檢測結果。軸線與線軸法測量蝶閥體同軸度原理如圖2所示，可以看到同為0.05mm的同軸度偏差，會因為基準圓柱和被測圓柱之間的距離（1309mm）產生較大的評價誤差。

圖1 蝶閥體

圖2 蝶閥體軸線與軸線法測量同軸度原理

    1.2 公共軸線法檢測

    在右側軸孔上測量3個截面圓（截面圓的測量位置尺寸盡量按截面圓個數相對于軸孔的有效測量距離均分）并構造為基準圓柱。相同的方法，在左側軸孔上測量3個截面圓并構造為被測圓柱。依次選擇所有截面圓（每個截面圓的直徑可以不一致）構造成一條3D直線，這條3D直線即為公共軸線。然后評價基準圓柱（右側圓柱）和被測圓柱（左側圓柱）分別相對于公共軸線的同軸度偏差，取其最大值作為蝶閥體軸孔同軸度的檢測結果。公共軸線法檢測蝶閥體如圖3所示。

    1.3 直線度法檢測

    使用與公共軸線相同的方法，分別在右側軸孔和左側軸上各測量3個截面圓，截面圓盡量均布等距（截面圓距離越短且數量越多，效果越好）。然后依次擇測量的各個截面圓，構造一條3D直線。蝶閥體的同軸度近似為這條3D直線的直線度的2倍。如圖4所示。

圖3 公共軸線法檢測蝶閥體

圖4 直線度法檢測蝶閥體

    1.4 模擬裝配軸法檢測

    為模擬裝配狀態，設計了一根檢測軸來模擬裝配軸進行裝配狀態下的同軸度檢測。檢測軸設計成倒工字形，即由一根通軸加兩個軸套法蘭組成。同時，為了減輕重量，把通軸設計成空心并在兩端焊接軸塞。檢測軸如圖5所示。

圖5 檢測軸

    檢測軸設計理論尺寸187.495～187.5mm，加工并檢測合格后使用。裝配檢測時如果裝配軸能輕松通過吊裝裝配或輕敲裝配后裝配進蝶閥體軸孔表示合格。穿軸檢測如圖6所示。

圖6 穿軸檢測

    2 測量結果對比及分析

    表1列舉了不同軸度方法檢測同一蝶閥體的檢測數據。此次檢測根據人、機（設備）、料（材料）、環（環境）相同，法（方法）不同來進行對比檢測。結果顯示：軸線與軸線法在大規格（長軸孔距離）中測量誤差較大；公共軸線方法容易縮小實際較大的同軸度公差，將不合格的零件誤判為合格；與傳統的芯軸測量的結果相比較，直線度法測量同軸度誤差得到的結果比較符合實際情況，是一種比較準確可靠的測量同軸度誤差的方法。

表1 同一蝶閥體不同方法的檢測結果

    3 結語

    通過使用不同方法對同一零件在相同狀態下的檢測方法對比和分析，找到了一種比較適合大規格蝶閥體軸孔同軸度的檢測方法。通過客戶裝配后的質量反饋，檢測合格并交付的樣品完全滿足了裝配精度的要求，對后續大批量生產蝶閥體產品提供了有力的質量檢測保障。