圆度误差测量方法

圆度误差测量方法
思考：
自行车是日常生活中比较常用的交通工具，假若自行车的车轮制成正三棱圆形状，自行车是否还能正常行驶？
问题提示：
在机械制造中，经常会加工轴、套筒等回转体类零件，这些零件需要配合起来使用，这就要求不仅满足尺寸精度要求，同时还要满足形位精度要求，如下图所示的轴，当我们按照图纸要求加工出该轴时，该轴的圆度误差如何测量？测量数据如何处理？圆度是否合格如何判断？
图1
在生产中如何控制零件圆不圆呢？
圆度正是控制圆柱面、圆锥面的截面和球面零件任意截面圆的程度的指标；圆柱度则是控制圆柱面的圆度、素线直线度、轴线直线度等圆柱面的横截面和纵截面的综合误差的指标。

圆度误差的近似测量方法有两点和三点法，为生产中常用的方法，操作也很简单。

从图1零件工作图上可以看出，该轴圆度公差为0.016。

本案例测量圆度误差，测得圆度误差在公差范围内，则圆度符合要求。

本案例用到量具：百分表、表座、V型块
实施过程
1、圆度公差
圆度公差属于形状公差，圆度误差值不大于相应的公差值，则认为合格
图2--圆度公差标注
图2所示，被测圆柱面和圆锥面的任一正截面上的圆周必须位于半径差为公差值0.03mm和0.01mm的两同心圆之间，公差带是在同一个正截面上，半径差为公差值t的两同心圆之间的区域，如图3所示：
图3—圆度公差带
圆度公差带的特点是不涉及基准，公差带无确定的方向和固定的位置（两同心圆的圆心位置是浮动的）。

公差带的方向和位置随相应实际要素的不同而浮动。

2、圆度误差评定
圆度误差值用最小包容区域（简称最小区域）的宽度或直径表示。

最小区域是指包容被测实际要素，且具有最小宽度f 或直径的区域，最小包容区的形状与其相应的公差带的形状相同。

最小区域是根据被测实际要素与包容区域的接触状态来判别的，什么样的接触状态才算符合最小条件呢？根据实际分析和理论证明，得出了各项形状误差符合最小条件的判断标准。

如图5所示区域，评定圆度误差时，包容区为两个同心圆之间的区域，实际圆应至少有内、外交替的四点与两包容圆接触，这个包容区就是最小包容区。

图4—圆度误差最小包容区域
两点法与三点法测量圆度误差是一般生产车间可采用的简便易行的方法，它只需要普通的计量器具，如百分表或比较仪等。

两点法测量圆度误差的原理是在垂直于被测零件轴线的横截面内测量轮廓圆上各点的直径，取其中最大直径与最小直径差的一半作为该截面的圆度误差。

测量若干个截面，取几个截面中最大的圆度误差值作为零件的圆度误差，它适宜找出轮廓圆具有偶数棱的圆度误差。

如图5所示：
图5—两点法测量圆度误差
1—批示表 2—直角座 3—被测件
有时直接用游标卡尺或千分尺进行两点法测量
三点法测量圆度误差的原理是将被测零件放在V形块上，使其轴线垂直于测量截图，同时固定轴向位置，百分表接触圆轮廓的上面，如图6所示，将被测零件回转一周，取百分表读数的最大值与最小值之差，作为该截面的圆度误差。

测量若干个截面，取其中最大的圆度误差值作为该被测零件的圆度误差，它适宜用于找出轮廓圆具有奇数棱的圆度误差。

图6 三点法测量圆度误差
1—指示表 2—被测件 3—V形块
在测量前，往往知道被测量零件截面是偶数棱圆还是奇数棱圆，不便确定采集两点法还是三点法，比较可靠的办法是用两点法测量一次和两种三点法（V形块支承夹角a=90度和120度或者a=108度和72度）各测量一次，取三次所得误差值的最大值作为零件的圆度误差，把最大值与圆度公差值进行比较，如果圆度误差最大值小于圆度公差值，则表示合格。

以上所讲的两点法跟三点法都是用来测量被测零件误差是否在圆度公差范
围内的两种方法，其中这两种方法都需要人工测量一个数据后，由测量人员人工记录在纸张中，或者由一个人测量，另一个人进行记录的操作方式，当需要进行分析时，由操作人员录入到电脑的EXCEL表格中，目前方式导致的问题是效率低，数据容易记错，同时有些操作人员由于不清楚产品的测量规格，对于产品超过规格的情况，操作人员不能及时采取措施，而且对于需要进行数据分析时，还需要重复录入电脑中。

针对以上这种原因，现在可以直接利用数据采集仪连接百分表来测量圆度误差值，数据采集仪会自动采集百分表里的数据并保存数据到采集仪中进行数据分
析，无需人工一边测一边测量，而且还能自动分析数据等功能，这样的可以大大提高测量效率。

如下图所示：
利用数据采集仪连接百分表来做圆度误差测量的优势：
1、机械加工的现场检测；
提高跳动测试的准确度；
提高跳动检测效率；
对加工设备状态进行预警报警；
2、自动数据采集，实现无纸化；
3、提高数据的准确性，更加实时；
4、实现品质数据的实时、远程监控；
5、不占用生产现场空间；
6、比PC更易于维护；
7、方便移动，实现移动数据采集；
8、实现无线传输； 9、小量具仪器配套；
10、解决现场数据记录问题；
具体的行业应用案例，请查看：/jian/DAQ.asp。