机械零件的检测与误差原因分析

【摘 要】工件的整体质量大大取决于机械零件的质量，因此，在工业生产当中应当注重对机械零件的检测，以保证产品的性能。笔者从机械零件检测之前的准备出发，阐述了检测过程，并对可能出现的一些误差及其产生原因作了讲解。

【关键词】机械零件；检测；误差；原因

如今数控加工在工业生产当中的运用越来越广泛，为了对一些工艺参数进行调整，往往需要去加工的产品采取检测。其中对机械零件的检测主要是尺寸方面的度量以及定位方面的检测。假如将生产出来的产品送到另一部机器上检测，需要再次进行定位，这就导致了更大的误差产生。如果产品检测不满意需要返工的话，又要送回原仪器再次制作，容易损坏产品。这样来回奔波也不利于生产效益的提高。于是，机器视觉应运而生了，高精度、高速率的优势使之受到广大工业生产企业的热爱。

1 机械零件测前准备

1.1 阅读图纸、了解零件

对机械零件采取检测之前，应先熟悉其结构，从图纸看起。图纸上一般为三视图，先看主视图，主视图中反应了产品最多的信息，往往表示了产品加工的位置或者在设备上的安装位置。并兼顾观察其他视图，观测产品由什么样的表明构成，注意上面的一些特殊细节，比如孔、键之类。此外，应注意小部位的相对位置。大体的信息了解之后，应仔细观察产品的尺寸大小，由长、宽、高的绘图基准来研究，注意尺寸的性质，有些是定形的尺寸，有些是定位的尺寸。对面的性质也要加以注意，有些需要精加工，有些只需要粗加工，还有的不需要加工。对于有些重要的尺寸，上面标明了公差，加工时应加以注意。有一些标准件，应当按照标准数据来，比如齿轮和蜗杆之类。检验的专业人员应当对这些标准有所熟悉。对于有后期加工的工件，应当考虑尺寸的前后差异。

1.2 分析工艺文件

类似于平常所见的说明书，工艺文件阐述了零件加工以及检验的过程。检验的专业人员应当仔细阅读工艺文件，了解每一道工艺实施的位置、过程，且需要熟悉重要的装夹方式以及定位的基准。此外，检验的专业人员应当对加工的仪器和检测的仪器有一定的了解，熟悉它们的运行机制和加工流程。全部过程都应当根据规定好的流程加工，不然容易出现误差，甚至发生事故。有些检验工作者认为自己经验丰富，省略一些工序，这是很危险的，也会造成产品的不合格，影响生产。

1.3 合理选用量具、确定测量方法

在完成上面两个步骤之后，就需要挑选合适的仪器检测零件是否合格。选择的依据是零件的几何性质，如果零件是圆柱台阶轴，按照公差要求装配的话，可以使用千分尺、游标卡尺；假如零件含有内孔，能够使用钢板尺、内径百分表。此外，还有一些无法测量的尺寸，需要工作人员按照以往的经验进行判断，并自制一些测量工具帮助测量。整个加工过程均为按照一个流水线上的工艺流程进行的，应注意各个工序之间的衔接。

1.4 表面随机纹理处理

根据制作要求的不同，有些产品要求表明车出纹理，纹理比较细致，很容易出现缺陷。但是缺陷往往很难发现，且占的比例不高，所以应该编辑合适的算法进行除噪，使缺陷更加明显一些。能够使用高通滤波过滤低频区域，这样能够使高频区域更加突出。使用比较普遍的有理想高通、指数高通以及BHPF滤波器。相比而言，第一种效果最佳，不过于截止频率的地方会出现振铃效应，不利于检测。第二种也是在截止频率的地方出现问题，出现很多噪声点。最后一种比较温和，反应比较平缓。一般情况下，缺陷都在高频区域，所以选择合适的截止频率，就可以有效地突出缺陷。

2 机械零件的具体检测

2.1 合理选用测量基准

测量过程中使用的基准最好和加工时所用标准一致，有利于提高测量的精度。如果不一致，就应当选择精度比较高的面，方便定位。比如检测套类零件的时候，能够挑选中心孔的轴线当基准；如果要检测垂直程度应当把主要的表明当基准。

2.2 表面检测

零件的整体质量与表面质量息息相关，表面质量不过关可能会引起内部缺陷的出现。通过对产品表明质量的探究可以对制造过程中的每一步工艺流程进行深入的分析，从而从源头上防止缺陷的产生。表明的缺陷包括一些小的磕碰、划痕以及一些裂缝等等。对于不同的产品应当注意容易出现哪些缺陷，做到有的放矢。表面检测完之后，应将检测结果仔细做好笔记，并且将不同的产品进行分析，做到条理清晰。

2.3 检测形位公差。

不同的尺寸可能有不同的公差要求，需要尽量根据现行的标准来设计。比如轴类、方形器件应检测其直线度，对称的部位需要检测对称度。检测的过程中，有些误差是不可避免的，有些误差是可以避免的，不可避免的误差往往是由于仪器精确度所限，还有估读最后一位读数的时候，由于随机性，一般不会相同，可以通过取平均值，减少误差，但是无法避免；而可以避免的误差往往是由于操作不规范而导致的，因此，应当规范测量减少这种人为误差。

3 机械零件误差原因分析

加工过程中，产品是固定在设备上，随着机器的运转而运动。所以，刀具、机床固有的误差以及加工过程的不可控性造成了机械零件的一些误差。这些固有的误差往往是由于使用时间久了，对设备产生了一定的磨损，造成测量、定位的系统误差。还有可能是由于制作过程中产生热量，刀具、工件的温度升高，造成尺寸不同，原有的尺寸关系发生变化，降低了产品的精确度，不利于产品制造的控制。机械零件的误差往往包括随机误差、粗大误差以及系统误差。

3.1 随机误差

所谓随机误差，即为无规律可循，无法控制的误差。即便在同样的环境下，检测的结果都未必一样，这就是测量的随机性造成的。要是测量仪器受到外力压迫或者温度变换而变形，也会导致测量产生误差。解决方案有两种，一个是保证温度恒定用力适当，防止仪器变形；另一个是测量三次以上求平均值，有些测量结果略大，有些测量结果略小，求平均之后，就能够减小一定的误差。

3.2 粗大误差

所谓粗大误差是由测量的工作人员自身原因产生的，是可以消除的。有些检测人员在测量的时候粗心大意、不够专心，以至出现了很幼稚的错误，比如读错数值、记录错误以及统计错误。这些都是可以控制的误差，应当提高检测人员的专业素质，减少这些粗大误差。

3.3 系统误差

所谓系统误差，就是系统固有的而又有一定规律的误差。这类误差往往是由于测量工具制作不合格，定位工具不过关造成的。因此，在进行检测之前应当检测这些工具是否合格，选择符合要求的工具，从源头上尽可能消除误差。对于测量精度指标比较高的零件，应当选择精度符合的工具采取测量。

4 结束语

综上所述，对机械零件进行检测是保证产品达到生产要求的必要环节，应当严格按照检测的流程降低机械零件的误差，从阅读图纸开始，仔细分析工艺文件，选定合适的测量工具，对零件进行检测。检测过程中应当对不同的误差类型以及产生的原因进行仔细的分析，尽量从源头消除这些误差，否则就从后期处理中降低误差，以确保产品达到所要求的精度。

参考文献：

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