知識分享 | 圓度測量技術(shù)全解析

知識分享 | 圓度測量技術(shù)全解析

       在精密制造領(lǐng)域，零件的幾何精度直接影響著產(chǎn)品的性能與壽命。其中，圓度作為衡量旋轉(zhuǎn)體或圓形截面形狀精度的關(guān)鍵指標(biāo)，對于軸承、軸類、齒輪、密封件等核心零部件至關(guān)重要。本文將系統(tǒng)介紹圓度的定義、測量方法、國際標(biāo)準(zhǔn)及高精度圓度測量解決方案。

圓度的定義

       圓度，是指工件某一橫截面輪廓相對于其理想圓的偏離程度。圓度值反映橫截面輪廓的最大半徑差，代表了輪廓接近完美圓的程度，數(shù)值越小，圓度越好。

圓度的重要性及方法

為何要測量圓度？

       旋轉(zhuǎn)部件是工業(yè)零部件最基本、最普遍的幾何形式之一，當(dāng)回轉(zhuǎn)部件需有平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)或低噪聲、低功耗、長壽命、高密封等要求時(shí)，部件中的回轉(zhuǎn)零件需對其圓度進(jìn)行測量控制。

       典型高要求應(yīng)用行業(yè)： 精密軸承、電機(jī)（轉(zhuǎn)子/定子）、燃油噴射系統(tǒng)（油泵、噴油嘴）、發(fā)動(dòng)機(jī)（曲軸、凸輪軸、氣門組件）、傳動(dòng)齒輪、液壓元件等。

如何測量圓度

       在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用中，簡易的圓度測量方法通常有兩點(diǎn)法和三點(diǎn)法。這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是使用成本低，快速高效。缺點(diǎn)是測量誤差大，測量精度低。

半徑測量法

       在高精度的圓度測量應(yīng)用中，主流的測量方法采用的是半徑測量法，該方法需要使用專業(yè)的測量儀器。

       其測量原理為：以精密回轉(zhuǎn)軸系為測量基準(zhǔn)，采用高精密傳感器及角位移傳感器實(shí)時(shí)采集被測橫截面的圓輪廓數(shù)據(jù)，經(jīng)去噪、濾波等數(shù)學(xué)處理后，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范計(jì)算圓度值，測量精度可達(dá)亞納米級。

圓度測量的濾波

       在ISO/TS 12181-2:2003(E)標(biāo)準(zhǔn)中，對圓度測量濾波器的傳輸率，傳輸特性均有嚴(yán)格的規(guī)定，其傳輸特性如下：

       其中, kc 為截止波數(shù)。

       圓度中，各截止波長的傳輸曲線如下圖：

不同濾波段的含義為：

       1-500upr，抑制角間距小于0.72°不規(guī)則形狀；

       1-150upr，抑制角間距小于2.4°的不規(guī)則形狀；

       1-50upr，抑制角間距小于7.2°的不規(guī)則形狀；

       1-15upr，抑制角間距小于24°的不規(guī)則形狀。

圓度的評定標(biāo)準(zhǔn)

       圓度值的計(jì)算依賴于所選擇的參考圓。不同的評定方法會(huì)得出不同的參考圓心位置和圓度值。主要標(biāo)準(zhǔn)方法包括：

       ①最小二乘圓LSC:擬合圓使輪廓點(diǎn)徑向偏差平方和最小。

       ②最小區(qū)域圓MZC：兩個(gè)同心圓包容輪廓，使兩圓的徑向間距最小。

       ③最小外接圓MCC：尋找能完全包容被測輪廓的最小圓。用于評估軸類零件。

       ④最大內(nèi)切圓MIC：尋找能完全內(nèi)切于被測輪廓的最大圓。用于評估孔類零件。

威爾儀器介紹

       威爾RDM/RDA圓度儀系列是一款以精密氣浮回轉(zhuǎn)主軸為測量基準(zhǔn)，采用精密傳感器測量橫截面圓輪廓的高精度測量儀器，并搭載專業(yè)級分析軟件完成數(shù)據(jù)處理。

RDA系列 自動(dòng)調(diào)心圓度儀 

RDM系列 圓度儀

關(guān)鍵功能亮點(diǎn)

①核心測量

       圓度、跳動(dòng)、同心度、平面度

②特色技術(shù)

       氣浮主軸、可調(diào)測力傳感器

③精度保障

       回轉(zhuǎn)精度：(0.025 + 6H/10000) μm 

       傳感器分辨率：0.001μm

④智能分析

       缺口剔除、ISO報(bào)表、頻譜分析

⑤高效操作

       軟件快速調(diào)心調(diào)平（RDM）

       軟件自動(dòng)調(diào)心（RDA）

       測針快速更換

⑥穩(wěn)定環(huán)境

       一體式大理石防振機(jī)臺(tái)、精密除油調(diào)壓氣源裝置