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“形位公差” 鋼材,鋼管,的 "圓度" 圓度公差, 圓度的測量

國際上的共通語言除了“英語”,還有一個小伙伴們可能不知道的,那就是“形位公差”。






形位公差,因其貫穿制造業的設計?制造?品質管理等部門,而被認為是一種國際語言體系。

上世紀80年代的歐洲,由于存在差異標準,在采購和交貨的環節,頻繁發生與圖紙指示不符的官司。原有的慣例不能適應高速發展的技術。

隨著國際合作,技術共同開發的需求,開始有了ISO/Motor213活動:既進行形位公差和其圖紙符號(圖紙信息)國際統一化,并引入了工作委員會。


今天咱們聊聊圓度的評價。



圓度公差



提及圓度,首先我們看下圓度公差帶的表示和定義:


圖1  表示方法

圖2  公差帶的定義


圓度的公差帶是在同一截面上的兩個同心圓之間。那么如何進行測量呢?



圓度的測量



對于圓度的多種測量方法,我們首先需要先去解測量的原理,在根據實際的工件評價需求,選擇最合適的測量方法。


簡易測量方法

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簡單易操作。但在評價等徑應變圓時,不是正圓的情況下容易誤測成為正圓。


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。


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。

公差帶是在同一截面上的兩個同心圓之間


如上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。


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,選擇的參考圓的評價方法不同,圓度的特征值也會不同。

最小二乘中心法
<LSC?ΔZq>

設置一個標準圓,這個圓和被測圓的半徑差的平方和為最小,把這個基準圓的中心坐標位置作為測量圖形的中心,與此同心的測量圖形上的內接及外切兩個圓的半徑差為圓度。
最小區域中心法   
<MZC?ΔZz>

找出測量圖形中2圓的同心圓半徑差最小的2圓中心坐標位置,將此中心坐標作為測定圖形的中心,此時的2圓半徑之差即為圓度。

(JIS的形位公差定義的評價方法)。

最小外接圓中心法   
<MCC?ΔZc>

以被測圓上的3點設置一個和被測圓外接的圓,以此圓為中心,再做出和被測圓內接的圓,這兩個圓的半徑差即為圓度。

在軸、桿等的評價中多會被使用。

最大內切圓中心法     

<MIC?ΔZi>


以被測圓上的3點設置一個和被測圓內接的圓,以此圓為中心,再做出和被測圓外接的圓,這兩個圓的半徑差即為圓度。


最大內切圓中心法多用于孔的評價。



談及了圓度的測量方法,不得不再提到濾波。



濾波器對測量結果的影響



因為各種環境或其他因素的影響,為了剔除其中的噪音,測量圓度時需要設置濾波器截止值。如下圖中展示了濾波器對測量結果的影響。


無濾波器


低通濾波器

帶通濾波器



那么在圓度的測量結果中,我們又可以讀出什么信息呢?



測量圖表的分析



圖:測量結果圖表


1UPR分量(1山/回轉)
1 UPR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的水平調節。

2UPR分量(2山/回轉)

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(山/回轉)
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(山/回轉)
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(山/回轉)
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。




評價圓度的常用工具/儀器



千分尺


圓度測量儀


三坐標測量機


?來源:Mitutoyo三豐量儀量具

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