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知識小梳理丨淺聊“圓度”

發布時間:2022-7-22 10:40:01    點擊數:90次

知識小梳理丨淺聊“圓度”

文章來源于:Mitutoyo三豐量儀量具公眾號

在制造業,曾經有人概算稱,圓形的工件要比平的工件多,小到螺絲,螺母,墊片,再到氣缸、軸承,圓形的應用度確實非常高。今天小編就和您淺聊一下測量領域中“圓度”的話題(參考標準:ISO/DIS 1101:2017, ISO 5459)。

“圓度


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上的正圓的大小?,
表示方法被記載為?
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,圓度表示為mm或者μm。


 


對于旋轉的零部件而言,需要急切解決的問題通常是如何評估它們真實的圓“型”。這就要從“圓度公差”聊起了。


什么是“圓度公差”?


圓度公差帶是指公差帶在同一截面的2個同心圓之間。
如下圖,提取圓周應限定在半徑之差為t的兩個共面同心圓之間的公差帶內。



為什么會產生圓度·圓柱度公差呢?通常有這些原因:


加工機械的震動引起的圓度?圓柱度不良


加工機械的旋轉部分的劣化引起的圓度?圓柱度不良


中心孔的形狀不良引起的圓度?圓柱度不良


無心磨床研磨時,由于前序加工的變形引起的圓度?圓柱度不良


環形部品的保持夾具或保持方法不當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



如何測量和評價圓度,都有哪些方法呢?


圓度的評價


圓度的評價方法有很多種,每種方法都有其各自的特點優勢,通常我們會根據工件的需求進行選擇……
簡易測量方法,如:

直徑法

通過千分尺等測量工具直接讀取圓度的直徑。
這種簡易的測量方法非常簡單易操作。但在評價三角形、五角形等徑應變圓時,不是正圓的情況下容易被誤測成正圓。

三點法

三點法可通過【V型塊+千分尺/表+臺架】來獲取圓度數據。


但是,三點法中選擇的支撐點處的切線不同,也可能無法正確測量。基準的中心無法確定,隨著被測物的旋轉發生的上下移動,會產生誤差。



按照相關標準為基礎的測量方法,如:

半徑法

半徑法利用了工件旋轉一周所獲取的最大半徑值和最小半徑值之差來評價圓度。如下圖的的這種評價方式,測量結果也是很容易受到工件的水平運轉的影響。


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。圓度檢測的數據取決于參考圓,考圓的評價方法不同,會導致參考圓的中心位置不同,因此會影響所測圓形特征的軸向位置。

最小二乘圓LSC
通過將一個圓擬合到所測輪廓,使輪廓數據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(最高峰值到最低谷值)之間的差距。
ΔZq=Rmax-Rmin通過LSC表示圓度值的符

最小區域圓MZC

通過對兩個同心圓進行定位來包圍所測輪廓,以使其徑向差最小。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

  • 最小外接圓MCC
創建可包圍所測輪廓的最小圓。后將圓度值定義為輪廓該圓的最大偏差
在軸、桿等的評價中多會被使用。
ΔZc=Rmax-Rmin ,  通過MCC表示圓度值的符號.

最大內切圓MIC
創建可包圍所測輪廓的最大圓。然后將圓度值定義為輪廓與該圓的最大偏差。
ΔZi=Rmax-Rmin ,  通過MIC表示圓度值的符號.

在評價圓度過程中,為了減少或消除不必要的噪音影響,對所獲得的輪廓通常要進行濾波處理。

濾波器對所測輪廓的影響


根據測量需求不同,濾波的方式也各有不同,設置的濾波截止值也不同。(UPR:每轉的波動),如下圖可以了解到濾波器的設置對所測輪廓的影響是各有不同的。

低通濾波器:

帶通濾波器:

而作為評價者,這些圖形可以告訴我們什么呢?

測量圖表的分析

1UPR分量
1 UPR:濾波后只保留一個波:
1UPR分量表示工件相對于測量儀器的旋轉軸的偏心。波形的振幅取決于對其水平的調節。

2UPR分量

2UPR分量可能表明:
① 測量儀器的水平調整不足;

② 由于工件在形成其形狀的機床上安裝錯誤而導致的圓形跳動;

③ 工件的形狀在設計上是橢圓形的,例如在IC發動機活塞中。


3~5UPR分量
可能表示:
① 由于測量儀器上的保持卡盤過緊而導致的變形。

②在從加工機床的固定卡盤上卸載時,由于應力釋放引起的松弛變形。


5~15 UPR分量
通常表示加工方法或生產工件的過程中的不平衡因素。

15(更多) UPR分量
15(或更多)UPR條件通常由工具顫振,機器振動,冷卻劑輸送效應,材料不均勻性等自身原因引起的。


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