在制造業(yè)，曾經(jīng)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(yīng)用度確實(shí)非常高。今天小編就和您淺聊一下測量領(lǐng)域中“圓度”的話題（參考標(biāo)準(zhǔn):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(xué)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(gè)同心圓的幾何上的圓相夾時(shí)，兩個(gè)同心圓的間隔最小時(shí)用(f)表示兩圓的半徑差，圓度表示為mm或者μm。」

對于旋轉(zhuǎn)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(shí)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(gè)同心圓之間。如下圖，提取圓周應(yīng)限定在半徑之差為t的兩個(gè)共面同心圓之間的公差帶內(nèi)。

為什么會產(chǎn)生圓度·圓柱度公差呢？通常有這些原因：

加工機(jī)械的震動(dòng)引起的圓度?圓柱度不良

加工機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部分的劣化引起的圓度?圓柱度不良

中心孔的形狀不良引起的圓度?圓柱度不良

無心磨床研磨時(shí)，由于前序加工的變形引起的圓度?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(dòng)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(jià)圓度，都有哪些方法呢？

圓度的評價(jià)

圓度的評價(jià)方法有很多種，每種方法都有其各自的特點(diǎn)優(yōu)勢，通常我們會根據(jù)工件的需求進(jìn)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(jià)三角形、五角形等徑應(yīng)變圓時(shí)，不是正圓的情況下容易被誤測成正圓。

三點(diǎn)法

三點(diǎn)法可通過【Ｖ型塊＋千分尺/表＋臺架】來獲取圓度數(shù)據(jù)。 ? 但是，三點(diǎn)法中選擇的支撐點(diǎn)處的切線不同，也可能無法正確測量?；鶞?zhǔn)的中心無法確定，隨著被測物的旋轉(zhuǎn)發(fā)生的上下移動(dòng)，會產(chǎn)生誤差。

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

半徑法

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

公差帶是在同一截面上的兩個(gè)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(jià)方法不同，會導(dǎo)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(gè)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（最高峰值到最低谷值）之間的差距。 ΔZｑ=Rmax-Rmin,通過LSC表示圓度值的符號

最小區(qū)域圓MZC

通過對兩個(gè)同心圓進(jìn)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(gè)圓的徑向間隔。

ΔZｚ=Rmax-Rmin ,通過MZC表示圓度值的符號

最小外接圓MCC

創(chuàng)建可包圍所測輪廓的最小圓。然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(jià)中多會被使用。 ΔZｃ=Rmax-Rmin ,通過MCC表示圓度值的符號.

最大內(nèi)切圓MIC 創(chuàng)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(jià)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(jìn)行濾波處理。

濾波器對所測輪廓的影響

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

低通濾波器：

帶通濾波器：

而作為評價(jià)者，這些圖形可以告訴我們什么呢？

測量圖表的分析

圖：測量結(jié)果圖表 1UPR分量1 UPR：濾波后只保留一個(gè)波： 1UPR分量表示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：
① 測量儀器的水平調(diào)整不足; ② 由于工件在形成其形狀的機(jī)床上安裝錯(cuò)誤而導(dǎo)致的圓形跳動(dòng); ③ 工件的形狀在設(shè)計(jì)上是橢圓形的，例如在IC發(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo)致的變形。
②在從加工機(jī)床的固定卡盤上卸載時(shí)，由于應(yīng)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(chǎn)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(jī)器振動(dòng)，冷卻劑輸送效應(yīng)，材料不均勻性等自身原因引起的。

評價(jià)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

以上僅摘自LSCI“”

審核編輯 ：李倩