制造行業(yè)中，圓形被廣泛使用。根據(jù)大概的統(tǒng)計可知其數(shù)量要比其他形狀的工件要多，例如螺絲、螺母、軸承等等都是圓形，圓形的應(yīng)用度十分的高。今天分享的內(nèi)容就是與大家一起了解下測量領(lǐng)域中的“圓度"，它具體是什么，又具備那些優(yōu)勢呢？

圓度.gif

圓度的定義及表示方法

在JIS B0621-1984?形位偏差的定義及表示?中，

圓度被定義為?偏離了圓形形體的幾何學(xué)上的正圓的大小?，
表示方法被記錄為?圓度為圓形形體（C）被兩個同心圓的幾何上的圓相夾時，兩個同心圓的間隔最小時用(f)表示兩圓的半徑差，圓度可用mm或者μm來表示。」

圓度的定義.png

面對旋轉(zhuǎn)的零部件來說，當(dāng)前應(yīng)要急切解決的問題一般是評估它們真實的圓“型"。這時就應(yīng)從“圓度公差"說起了。

什么是“圓度公差"？

圓度公差帶通常表示的是公差帶在同一截面的2個同心圓之間。如下圖所示，提取圓周范圍應(yīng)限制在半徑之差為t的兩個共面同心圓之間的公差帶內(nèi)。

圓度公差.png

那么為什么會出現(xiàn)圓度·圓柱度公差呢？產(chǎn)生的這些原因有以下幾點：

加工機械的震動產(chǎn)生的圓度?圓柱度不良

加工機械的旋轉(zhuǎn)部分的劣化引起的圓度?圓柱度不良

中心孔的形狀不良產(chǎn)生的圓度?圓柱度不良

無心磨床研磨時，因為前序加工的變形而產(chǎn)生的圓度?圓柱度不良

環(huán)形部品的保持夾具或保持方法不當(dāng)引起的加工物的歪變

切削工具的磨耗及安裝不良、振動等引起的圓度不良

精加工后熱處理引起的變形等

經(jīng)過上述了解到了圓度的產(chǎn)生以及表示方式，那么應(yīng)該怎樣測量和評價圓度，都有哪些方法呢？

圓度的測量方式

圓度的測量方式有很多，每種方法都具備其各自的特點及優(yōu)勢，一般情況下會根據(jù)工件的需求來進行選擇。

簡易測量方法，如下所示：

直徑法

直徑法.png

可以采用千分尺等測量工具直接讀取圓度的直徑。
使用這種簡易的測量方法的優(yōu)勢是操作十分方便。缺點則是在評價三角形、五角形等徑應(yīng)變圓時，在不是正圓的情況下容易被誤測成正圓。

測量方法.png

三點法

此方法可利用【Ｖ型塊＋千分尺/表＋臺架】來得出圓度數(shù)據(jù)。

三點法.png

可是，三點法中選擇的支撐點處的切線不同，也存在無法正確測量的可能性?；鶞?zhǔn)的中心沒有辦法確定，隨著被測物的旋轉(zhuǎn)發(fā)生的上下移動，將會發(fā)生誤差。

三點法測試法.png

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的測量方法，如下所示：

半徑法

半徑法主要采用了工件旋轉(zhuǎn)一周所得出的最大半徑值和最小半徑值之差的方法來評價圓度。如下圖的的這種評價方式，測量結(jié)果也非常容易遭到工件的水平運轉(zhuǎn)的影響。

半徑法.png

半徑法公差.png

【公差帶是在同一截面上的兩個同心圓之間】

中心法

中心法的檢測方法比較之下多用于更為精密的測量需求。圓度檢測的數(shù)據(jù)取決于參考圓，考圓的評價方法不同，會導(dǎo)致參考圓的中心位置不同，也將會影響所測圓形特征的軸向位置。

● 最小二乘圓LSC

采用將一個圓擬合到所測輪廓，使輪廓數(shù)據(jù)與該圓偏離的平方和最小，然后，將圓度值定義為輪廓與該圓的最大偏差（最高峰值到最D谷值）之間的差距。ΔZｑ=Rmax-Rmin, 通過LSC表示圓度值的符號

中心法.png

● 最小區(qū)域圓MZC

利用對兩個同心圓進行定位來包圍所測輪廓，進而實現(xiàn)徑向差最小。將圓度值定義為這兩個圓的徑向間隔。
ΔZｚ=Rmax-Rmin , 通過MZC表示圓度值的符號

最小區(qū)域圓MZC.jpg

● 最小外接圓MCC

創(chuàng)建可包圍所測輪廓的最小圓。之后將圓度值定義為輪廓與該圓的最大偏差
在軸、桿等的評價中會被多次使用。ΔZｃ=Rmax-Rmin , 通過MCC表示圓度值的符號。

最小外接圓MCC.png

● 最大內(nèi)切圓MIC

創(chuàng)建可包圍所測輪廓的最大圓。之后把圓度值定義為輪廓與該圓的最大偏差。ΔZｉ=Rmax-Rmin , 采用MIC代表圓度值的符號。

在評價圓度過程中，為了減少或消除不必要的噪音影響，一般需要對所獲得的輪廓進行濾波處理。

濾波器對所測輪廓的影響

測量需求不同時，濾波的方式也各不相同，設(shè)定的濾波截止值也不同。(UPR:每轉(zhuǎn)的波動），從下圖中可以知道濾波器的設(shè)置對所測輪廓的影響是各不相同的。

無濾波器.png

【無濾波器】

低通濾波器.jpg

【低通濾波器】

帶通濾波器.jpg

【帶通濾波器】

而作為評價者，上述的圖形又傳遞著什么信息？

測量圖表的分析

【帶通濾波器】

1UPR分量

1UPR：濾波后僅保留一個波：1UPR分量代表著工件相對于測量儀器的旋轉(zhuǎn)軸的偏心。波形的振幅取決于對其水平的調(diào)節(jié)。

2UPR分量

2UPR分量可能表明：

● 測量儀器的水平調(diào)整不足;

● 出于工件在形成其形狀的機床上安裝錯誤而產(chǎn)生的圓形跳動;

● 工件的形狀在設(shè)計上是橢圓形的，譬如在IC發(fā)動機活塞中。

3~5UPR分量

可能表示：

● 測量儀器上的保持卡盤過緊而產(chǎn)生的變形。

● 在從加工機床的固定卡盤上卸載時，因為應(yīng)力釋放產(chǎn)生的松弛變形。

5~15UPR分量

一般表示加工方法或生產(chǎn)工件的過程中存在的不平衡因素。

15(更多） UPR分量

15（或更多）UPR條件一般是通過工具顫振，機器振動，冷卻劑輸送效應(yīng)，材料不均勻性等自身原因產(chǎn)生的。

評價圓度的主要參數(shù)

參數(shù)	含義
RONt	圓度測量值，表示正圓度曲線的最大值和負(fù)圓度曲線的最小值的差或者絕對值的和
RONp	圓度曲線波峰高度測量值，表示正圓度曲線的最大值
RONv	圓度測量值，表示負(fù)圓度曲線的最小值的絕對值
RONq	二乘均平方根圓度測量值，表示圓度曲線的二乘均平方根