工业设计分为产品设计、环境设计、传播设计、设计管理4类;包括造型设计、机械设计、电路设计、服装设计、环境规划、室内设计、建筑设计、UI设计、平面设计、包装设计、广告设计、动画设计、展示设计、网站设计等。工业设计又称工业产品设计学,工业设计涉及到心理学,社会学,美学,人机工程学,机械构造,摄影,色彩学等。工业发展和劳动分工所带来的工业设计,与其它艺术、生产活动、工艺制作等都有明显不同,它是各种学科、技术和审美观念的交叉产物。
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有限元分析
有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
发展趋势
关注有限元的理论发展,采用最先进的算法技术,扩充软件的性能,提高软件性能以满足用户不断增长的需求,是CAE软件开发商的主攻目标,也是其产品持续占有市场,求得生存和发展的根本之道。
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逆向工程设计
逆向工程设计是相对于正向工程而言的。一般的产品设计是根据产品的用途和功能,先有构想,再通过计算机辅助设计成图纸,通过加工制造而最后成型定产的。而通常我们所说的逆向工程是根据现有的产品。并把现有的产品实物通过激光扫描和点采集等手段,获取产品的三维数据和空间几何形状,把获取的数据通过计算机专业设计软件设计成图纸,用于生产制造的过程。也有的通过制造模型的方法,而作为逆向的样板,也属于逆向工程设计的范围。逆向工程设计不是简单的复制和模仿。而是运用相关手段对产品进行分析再设计等创新处理。从而使产品表现出更加优良的性能。缩短新产品的开发周期,提高设计开发效率。
逆向工程设计软件
Pro/ENGINEER:
USER GUIDE
CATIA
SolidWorks
逆向工程设计过程
三维扫描
数据处理
产品的逆向分析
三维模型构建
本词条简述的主要是工业产品包括航空航天,汽车制造和机械加工方面的产品逆向和建模。
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机械加工精度设计举例
轴系零部件
轴结构设计和强度校核
机械零件加工技术要求汇总
机械零件加工技术要求汇总
零件的轮廓处理:
1、未注形状公差应符合GB1184-80的要求。
2、未注长度尺寸允许偏差±0.5mm。
3、未注圆角半径R5。
4、未注倒角均为C2。
5、锐角倒钝。
6、锐边倒钝,去除毛刺飞边。
零件表面处理:
1、零件加工表面上,不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。
2、加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷。
所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前,必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。
3、除锈前,先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。
4、经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。
5、铆接件相互接触的表面,在连接前必须涂厚度为30~40μm防锈漆。搭接边缘应用油漆、腻子或粘接剂封闭。由于加工或焊接损坏的底漆,要重新涂装。
零件的热处理:
1、经调质处理,HRC50~55。
2、中碳钢:45 或40Cr 零件进行高频淬火,350~370℃回火,HRC40~45。
3、渗碳深度0.3mm。
4、进行高温时效处理。
精加工后技术要求
1、精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上,应采取必要的支撑、保护措施。2、加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。
3、滚压精加工的表面,滚压后不得有脱皮现象。
4、最终工序热处理后的零件,表面不应有氧化皮。经过精加工的配合面、齿面不应有退火
零件的密封处理:
1、各密封件装配前必须浸透油。
2、组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。
3、粘接后应清除流出的多余粘接剂。
齿轮技术要求:
1、齿轮装配后,齿面的接触斑点和侧隙应符合GB10095和GB11365的规定。
2、齿轮(蜗轮)基准端面与轴肩(或定位套端面)应贴合,用0.05mm塞尺检查不入。并应保证齿轮基准端面与轴线的垂直度要求。
3、齿轮箱与盖的结合面应接触良好。
轴承技术要求:
1、装配滚动轴承允许采用机油加热进行热装,油的温度不得超过100℃。
2、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔不准有卡住现象。
3、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔应接触良好,用涂色检查时,与轴承座在对称于中心线120°、与轴承盖在对称于中心线90°的范围内应均匀接触。在上述范围内用塞尺检查时,0.03mm的塞尺不得塞入外圈宽度的1/3。
4、轴承外圈装配后与定位端轴承盖端面应接触均匀。
5、滚动轴承装好后用手转动应灵活、平稳。
6、上下轴瓦的结合面要紧密贴和,用0.05mm塞尺检查不入。
7、用定位销固定轴瓦时,应在保证瓦口面和端面与相关轴承孔的开合面和端面包持平齐状态下钻铰、配销。销打入后不得松动。
8、球面轴承的轴承体与轴承座应均匀接触,用涂色法检查,其接触不应小于70%。
9、合金轴承衬表面成黄色时不准使用,在规定的接触角内不准有离核现象,在接触角外的离核面积不得大于非接触区总面积的10%。
螺钉、螺栓和螺母技术要求:
1、螺钉、螺栓和螺母紧固时,严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。
2、规定拧紧力矩要求的紧固件,必须采用力矩扳手,并按规定的拧紧力矩紧固。
3、同一零件用多件螺钉(螺栓)紧固时,各螺钉(螺栓)需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。
4、平键与轴上键槽两侧面应均匀接触,其配合面不得有间隙。
补焊技术要求:
1、补焊前必须将缺陷彻底清除,坡口面应修的平整圆滑,不得有尖角存在。
2、根据铸钢件缺陷情况,对补焊区缺陷可采用铲挖、磨削,炭弧气刨、气割或机械加工等方法清除。
3、补焊区及坡口周围20mm以内的粘砂、油、水、锈等脏物必须彻底清理。
4、在补焊的全过程中,铸钢件预热区的温度不得低于350°C。
5、在条件允许的情况下,尽可能在水平位置施焊。
6、补焊时,焊条不应做过大的横向摆动。
7、铸钢件表面堆焊接时,焊道间的重叠量不得小于焊道宽度的1/3。
铸件技术要求:
1、铸件公差带对称于毛坯铸件基本尺寸配置。
2、铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷(如欠铸、机械损伤等)。
3、铸件应清理干净,不得有毛刺、飞边,非加工表明上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。
4、铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨,位置和字体应符合图样要求。
5、铸件非加工表面的粗糙度,砂型铸造R,不大于50μm。
6、铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光,达到表面质量要求。
7、铸件上的型砂、芯砂和芯骨应清除干净。
8、铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。
9、铸件上的型砂、芯砂、芯骨、多肉、粘沙等应铲磨平整,清理干净。
10、对错型、凸台铸偏等应予以修正,达到圆滑过渡,一保证外观质量。
11、铸件非加工表面的皱褶,深度小于2mm,间距应大于100mm。
12、机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理,达到清洁度Sa2 1/2级的要求。
13、铸件必须进行水韧处理。
14、铸件表面应平整,浇口、毛刺、粘砂等应清除干净。
15、铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。
锻件技术要求:
1、每个钢锭的水口、冒口应有足够的切除量,一以保证锻件无缩孔和严重的偏折。
2、锻件应在有足够能力的锻压机上锻造成形,以保证锻件内部充分锻透。
3、锻件不允许有肉眼可见的裂纹、折叠和其他影响使用的外观缺陷。局部缺陷可以清除,但清理深度不得超过加工余量的75%,锻件非加工表面上的缺陷应清理干净并圆滑过渡。
4、锻件不允许存在白点、内部裂纹和残余缩孔。
装配技术要求:
1、装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶,但应防止进入系统中。
2、进入装配的零件及部件(包括外购件、外协件),均必须具有检验部门的合格 证方能进行装配。
3、零件在装配前必须清理和清洗干净,不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。
4、装配前应对零、部件的主要配合尺寸,特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。
5、装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。
6、圆锥销装配时应与孔应进行涂色检查,其接触率不应小于配合长度的60%,并应均匀分布。
7、花键装配同时接触的齿面数不少于2/3,接触率在键齿的长度和高度方向不得低于50%。
8、滑动配合的平键(或花键)装配后,相配件移动自如,不得有松紧不均现象。
9、装配前所有的管子应去除管端飞边、毛刺并倒角。用压缩空气或其他方法清楚管子内壁附着的杂物和浮锈。
10、装配前,所有钢管(包括预制成型管路)都要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。
11、装配时对管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定部位要拧紧,防止松动。
热处理要求
热处理要求
- 热处理零件分级
- 热处理零件按重要程度分 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,Ⅲ级为特殊重要热处理零件;Ⅱ 级为重要
热处理零件;Ⅰ级为一般热处理零件。
- 标注
Ⅱ、Ⅲ 级须注出,Ⅰ 级省略不注,标注方式为“Ⅱ(或Ⅲ)-”
例:有一特殊重要热处理零件,硬度为 HRC 58~64,标注为:Ⅲ-HRC 58~64
- 热处理技术要求
- 调质硬度
- 一般零件:HB 201~255,HB 229~302;
- 高强度调质零件:HB 255~303;
- 活塞杆:HB 241~285
- 表面淬火
- 表面淬火硬度:HRC 48~55;HRC 45~52
- 表面淬火深度:按QJ/LG 03.3-82
渗碳淬火
- 用20CrMnTi制作的齿轮
- 渗碳层深
- 一般齿轮:0.8~1.2(为模数的15~20%);
- 螺旋锥齿轮:1.2~1.6
- 淬火硬度
- 表面淬火HRC 58~64
- 芯部淬火HRC 33~45
- 其它渗碳件
- 渗碳层深
- 其它渗碳件
- 一般件:2~1.6;0.8~1.2;0.7~0.9;1.0~1.4
- 薄壁件:6~0.9
- 特薄零件:3~0.6
- 淬火硬度
- 20CrMnTi制作的渗碳件:HRC58~64;
- 30Cr及08制作的渗碳件:HRC56~62
- 整体淬火
- 45号钢整体淬火及65Mn、60Si2Mn、弹簧钢硬度应为HRC42~48,需弹性处理的淬火硬度为:HRC45~50
- 35号钢整体淬火硬度:HRC35~40\40~45
- 40Cr钢整体淬火硬度:HRC48~55
- GCr15制作的超越离合器凸轮:HRC60~65
- 标注方式
- 整体淬火
3.1 热处理要求统一标注在技术要求中,局部热处理也可以标在图样中(标注方法见制图标准P188)
- 标注格式
- 调质标注为 热处理:调质HB×××~×××
- 表面淬火标注
- 全部表面淬火标注为 热处理: 表面淬火HRC××~××,深××~××;
- 只限齿面淬火标注为 热处理: 齿面淬火HRC××~××,深××~××;
- 只限某几个表面淬火标注为 热处理:××表面淬火HRC××~××,深××~××;
- 少数几个表面不淬火标注为 除××表面外,其余表面淬火HRC××~××,深××~××。
- 渗碳淬火标注
- 只限齿面渗碳处理标注为 热处理:齿面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
- 全部外表面渗碳处理标注为 热处理:表面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
- 只限某几个表面渗碳处理标注为 热处理:××表面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
- 少数几个表面不渗碳处理标注为热处理:除××表面外,其余表面渗碳淬火HRC××~××,渗碳层深××~××;
- 渗氮的表注
- 渗氮层深为:1~0.35;25~0.55;0.40~0.70
- 硬度及标注方法与渗碳同
关于金属材料表面处理的几种方法
【紧固件的表面处理——电镀、热镀锌、机械镀及达克罗】
紧固件的表面处理,按照其产品的要求,有许多处理的方法和种类。按表面处理方法,譬如有:涂漆、电镀、化学镀、真空涂镀、浸镀、阳极氧化、化学被膜处理、化学抛光、电解抛光、镀覆、珩磨、喷砂硬化、涂层、气相沉积、渗碳、氮化、表面淬火等;按加工技术,有物理的、化学的、电加工的、机械的、冶金的等等。目前,常用的表面处理方法有以下四种,介绍如下:
一、 电 镀:
将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中,以电流通过镀液,使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等,有时将染黑,磷化等也包括其中。电镀中易产生氢脆,对工件机械强度影响大。
二、热镀锌(H.D.G.):
通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的熔化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。但因热镀中因温度过高,钢材易产生高温退火不良影响。
三、机械镀(Mechanical plating):
机械镀是将活化剂、金属粉末、冲击介质(玻璃微珠)和一定量的水混合为浆料,与工件一起放入滚筒中,借助于滚筒转动产生的机械能作用,在活化剂及冲击介质(玻璃微珠)机械碰撞的共同作用下,常温下在铁基表面逐渐形成锌镀层的过程。
四、达克罗(dacromet):
1.锌铬膜(达克罗)防腐机理简述:
锌铬膜(达克罗)涂复工艺是一种全新的表面处理技术,又称达克罗、达克乐、达克锈、锌铬膜(达克罗)、达克曼等。在发达国家的汽车工业、土木建筑、电力、化工、海洋工程、家用电器、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、造船、军事工业等多种领域已得到极为广泛的应用。我国随着该技术的逐步推广,已在汽车、电力、锚链、公路、海洋工程等方面开始大量使用,并获得了极高的评价。锌铬膜(达克罗)液是一种水基处理液,金属件可以采用浸涂、喷刷或刷涂处理,然后送进加热炉炉固化,固化温度在300℃左右,经四十五分钟到一小时的烘烤,形成锌铬膜(达克罗),铬固化时,涂膜中的水份、有机类(纤维素)物质等挥发份在挥发的同时,依靠锌铬膜(达克罗)母液中的高价铬盐的氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片、铝片浆与铁基体反应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物无机涂层。由于膜层是与基体直接后应获得的,所以该防腐层极为致密,(用镀锌或浸锌方法获得的防腐层无法与之相比)该涂层在腐蚀环境下,会形成无数个原电池,即先腐蚀掉电位较负的Al、Zn盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。
2、锌铬膜(达克罗)涂层特点:
锌铬膜(达克罗)涂层是由重叠在一起的独立锌片、铬酸聚合物单元组成。锌铬膜(达克罗)涂层中的铬酸聚合物层不含结晶水,因此在高温状态下的抗腐蚀能力也表现出极佳的品质。锌铬膜(达克罗)防腐膜的固化温度在300℃左右,所以工件即使长时间处于高温下,外观也不会变色,耐热腐蚀性极好。经试验,未纯化过的镀锌层,在盐雾试验时一般十小时腐蚀掉一微米;厚度为三微米的彩虹色纯化膜,经二百小时盐雾试验被蚀穿。锌铬膜(达克罗)涂层在经过了一百小时的盐雾试验后,才被腐蚀掉一微米。锌铬膜(达克罗)工艺比传统的表面镀锌处理工艺,使工件的耐蚀性提高了七至十倍。氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病。由于工艺特点决定了锌铬膜(达克罗)在处理过程中不进行任何酸处理、也不存在电镀时的渗氢问题,加上涂层在高温下固化,所以从工艺上保证了锌铬膜(达克罗)涂层不会存在氢脆。这使它可以被应用在抗拉强度要求高的高强度零件的防腐的处理。作为绿色电镀工艺,锌铬膜(达克罗)工艺采用了闭路循环的方式,在前处理中:除下的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂复、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。锌铬膜(达克罗)涂层呈亚光银灰色,可以在上面进行再涂装。这一点,满足了那些对外观质量要求较高的工件的涂复要求,例?缱孕谐瞪系慕艄碳旱龋谕扛戳诵扛跄ぃù锟寺蓿┩坎愫螅剐肷弦徊闵瞎馄帷P扛跄ぃù锟寺蓿┮耗苌胂肝⒌目障洞Γ缂负涡巫锤丛拥拿た椎龋纳感院芎谩S盟砉牡桑懿己玫哪透坎恪K坏梢源硖捌浜辖穑箍梢源砬峤鹗簦恋龋┘捌浜辖穑视糜诟痔⒅⒙林屎辖鸬攘悴考谋砻娣栏怼?SPAN lang=EN-US>
3、问题的提出及解决
涂覆过锌铬膜(达克罗)涂层的工件,从理论上讲其耐蚀性要比电镀锌好,但在实际应用中发现,部分紧固件在使用不久发现出现点蚀,仔细分析了工件的制作过程,没发现明显的不足之处,经过对大量出现问题的工件的统计分析,发现出现锈点的位置绝大部分在工件的尖角处,但并不是所有的尖角处均会出现锈点。经对比,结论是工件在运输过程中,由于振动和摩擦,尖角处的涂层最容易被破坏,这也解释了为什么未经运输的工件在作盐雾试验时,其尖角处的耐蚀性仍是很好。为了解决这一问题,主要还是从涂层的完整性方面去动脑筋。锌铬膜(达克罗)涂层本身的强度并不高,硬度只有1H,为保持涂层的完整性,一则可以在改变涂层的配方,增加塑性,这点对于一般的用户是无法做到的,对于锌铬膜(达克罗)涂料供应商来讲,他轻易也不愿更改配方。另一方法是在锌铬膜(达克罗)涂层之上再加上一层保护涂层,用以维持涂层在运输过程中的完整性。
可采用的涂层不少,经过筛选,我们使用了水性防腐封闭剂,其优点是价格低廉,使用后增加成本不多。水性防腐封闭剂的母液,可按一比四的比例配制成工作液,每公斤涂液可涂覆十平方米左右的面积,并能提高涂层整体防腐性能。另一种可选用的锌铬膜(达克罗)涂层增强涂料是聚四氟乙烯,在工作涂覆了锌铬膜(达克罗)固化后再上一层聚四氟乙烯涂料,然后进炉在二百五十度下固化,其成本要比水性防腐封闭剂高,但涂覆了聚四氟乙烯的工件,其尖角处的防腐能力得到了很好的保证,圆满的解决了本问题。
圆跳动问题汇总
(一)圆跳动和全跳动的差别:
圆跳动:是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动的回转时,在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动:是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的回转,同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动,在整个过程中指示器测得的最大读数差。
圆度与圆跳动的区别,圆柱度与全跳动的区别
圆度是形状误差,只是表达一个表面形状。而跳动给这个形状规定了一个基准,即中心轴线。跳动小的一定圆,圆的跳动可能大。当偏离基准的时候圆的跳动也大。就这样。
圆柱度增加了一个轴向概念,成为一个空间问题。
圆度是任一正截面上半径差为某一数值的两个同心圆区域,它的实际尺寸不能走超出给定的尺寸公差范围,实效尺寸就是零件的最大实体尺寸,这就是通常所说的尺寸公差控制形状误差。而圆跳动是有基准轴线的,任一截面的圆表面位置在半径差为某一数值的两个同心圆里,且圆心在基准轴线上,而圆度的圆心是变化的。它的实效边界是零件最大实体尺寸加上跳动公差。
圆柱度是两个同心圆柱面,相当于圆度和直线度的组合。全跳动相当于在长度方向上所有圆跳动的组合。
在实际应用中往往采用相关原则中的最大实体原则来保证装配的互换性。
(二)圆跳动和全跳动的差别:
跳动的分类:可分为圆跳动和全跳动。
圆跳动:是指被测实际表面绕基准轴线作无轴向移动的回转时,在指定方向上指示器测得的最大读数差。
全跳动:是指被测实际表面绕基准轴线无轴向移动的回转,同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动,在整个过程中指示器测得的最大读数差。
圆度与圆跳动的区别,圆柱度与全跳动的区别
圆度是形状误差,只是表达一个表面形状。而跳动给这个形状规定了一个基准,即中心轴线。跳动小的一定圆,圆的跳动可能大。当偏离基准的时候圆的跳动也大。就这样。
圆柱度增加了一个轴向概念,成为一个空间问题。
圆度是任一正截面上半径差为某一数值的两个同心圆区域,它的实际尺寸不能走超出给定的尺寸公差范围,实效尺寸就是零件的最大实体尺寸,这就是通常所说的尺寸公差控制形状误差。而圆跳动是有基准轴线的,任一截面的圆表面位置在半径差为某一数值的两个同心圆里,且圆心在基准轴线上,而圆度的圆心是变化的。它的实效边界是零件最大实体尺寸加上跳动公差。
圆柱度是两个同心圆柱面,相当于圆度和直线度的组合。全跳动相当于在长度方向上所有圆跳动的组合。
在实际应用中往往采用相关原则中的最大实体原则来保证装配的互换性。
圆跳动:动分径向,端面和斜向三种。跳动的名称是和测量相联系的。测量时零件绕基准轴线回转。测量用指示表的测头接触被测要素。回转时指示表指针的跳动量就是圆跳动的数值。指示表测头指在圆柱面上为径向圆跳动,指在端面为端面圆跳动,垂直指向圆锥素线上为斜向圆跳动。
全跳动:全跳动公差是关联实际被测要素对其理想要素的允许变动量。当理想要素是以基准轴线为轴线的圆柱面时,称为径向全跳动;当理想要素是与基准轴线垂直的平面时,称为端面(轴向)全跳动。径向圆跳动只是在某一横剖面测量的跳动量,端面圆跳动只是在端面某一半径上测量的跳动量。径向全跳动在用指示表和被测圆柱面接触测量时,除工件要围绕基准轴线转动外,指示表还得相对于工件作轴向移动,以便在整个圆柱面上测出跳动量。端面全跳动在测量时,工件除要围绕基准轴线转动外,指示表还得相对于工件作垂直回转轴线的运动,以便在整个端面上测得跳动量。对同一零件,全跳动误差值总大于圆跳动误差值。