第三节 圆度误差的测量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5-3,圆度误差的测量,主要内容：,1,、圆度误差的定义及其几何特性,径向性、周期性,2,、测量方法,基本方法：整周连续的,圆度仪法,近似法：,“二点法”、“三点法”,3,、圆度误差的评定,最小包容区域法,最小外接圆法,最大内切圆法,最小二乘圆法,4,、四种评定方法的比较,一、圆度误差的定义及其几何特性,1,、定义：,圆度误差：,指包容同一正截面实际轮廓且半径差为最小的两同心圆间的距离,f,圆,(,),。,。,圆度误差,圆度公差带：,在同一正截面上半径差为公差值,t,的两同心圆,之间的区域。,2,、几何特性：,径向性：,圆度的误差值反映在圆周的半径方向上，故其基本的测量方法应为“半径法”（依其“周期性”，应为整周连续测量）。,周期性：,圆度误差大小的变化，在圆周方向上周期连续随机变化。故可将圆的轮廓形状以富氏级数形式表示：,式中,:,(,),任一,角时向量半径；,ro,富氏级数常量；,ci,ai,富氏系数,上式意义：,A,可以把轮廓形状看成是由一个平均半径为,r0,的圆和若干个按不同周期变化的形状误差波形的叠加。,B,右端和式中每一表达式代表一个谐波分量，反映一定的,几何意义,。,各次谐波依次反映各种边数的棱圆度误差,可采用“两点法”（直径法），“三点法”（,V,型法）测量。,二、测量方法,基本测量方法：,整周连续测量法,专用圆度仪上测量；,近似法：,“二点法”、“三点法”,用通用量仪测量。,其他测量方法,:,坐标法等,圆度仪法：,（,1,）测量原理：,以高精度的回转中心线为测量基准，利用传感器和被测零件接触，采用“半径法”动态连续测量不同转角位置上实际轮廓到回转中心的半径变化量，并以一定的评定方法得出被测工件的圆度误差。,（,2,）基本形式：,转台式（工作台回转式）：,性能稳定，适用于测量小型工件零件。,图,5-29,圆度仪,转轴式,：,承载能力强，回转精度高,图,5-30,测头安装误差,（,3,）测量误差及消除方法,主轴回转误差，无法消除。,工件安装误差：,安装偏心误差。消除：,采用偏心调整结构。,滤波：消除一次谐波的影响,工件安装倾斜所引起的误差,测头安装误差：测头尽量沿工件直径方向安装,表面粗糙度的影响：用滤波的方法消除。机械滤波、电路滤波,其他：测头半径，测力等。,指示表的示值,S,和圆度,f,圆的关系为：,f,圆,式中：,K,为一系数，又称圆度误差在指示表上的放大倍数。与棱圆数,n,、,V,形块角度值,、,指示表测量轴线相对于,V,形槽对称平面倾斜角,有关。,1,、三点法（,V,型块法）测量,假设,：,各种棱圆度都是均匀的,。,方法：,将工件放在,V,形块上，旋转一周，用指示表的最大与最小读数差来确定工件的圆度误差值。实际运用中，又分：正,V,形法、偏,V,形法。,图,5-31 V,形块法,（二）简便测量法：,适应在车间中测量一般精度的工件圆度误差,下图为,投影光学分度头,下图为,光学分度头测量原理图,正,V,形法和偏,V,形法的比较：,正,V,形法：,需已知棱圆数,n,n,未知需用多,v,法。,偏,V,形法：,对最常出现的棱边数,n,（,3,，,5,，,7,，,9,）,有相同,K,，故,n,未知，亦可测量。,2,、两点法：,适用于偶数棱的圆度误差的测量,方法：,测量时让工件回转一周，由指示表读出最大差值，取其一半为圆度误差。,局限性：,该方法不能发现奇数棱的圆度误差，测得直径值不直接体现圆度误差定义。,问,1:,若无圆度仪,能用整周连续测量法吗,?,问,2:,利用已学过测量设备,设计一圆度误差的测量方法,并估计测量方法误差,?,三、圆度误差的评定,实质即理想圆圆心位置如何确定，实用中有四种评定方法。,1,最小包容区域法,（或称最小半径差法）：,包容实际轮廓且半径差为最小的两同心圆的圆心，即理想圆的位置，它符合最小条件。,判定：,由两同心圆包容被测实际轮廓时，至少有四个实测点内外相间地在两个圆周上，该法亦称“交叉准则”。,2,最小外接圆法：,以包容实际轮廓且半径为最小的外接圆圆心为理想圆的圆心。,3,最大内切圆法：,以内切于实际轮廓且半径为最大的内切圆圆心为理想圆的圆心。,4,最小二乘圆法：,以实际轮廓上相应各点至圆周距离平方和为最小的圆的圆心为理想圆的圆心。,图,5-32,圆度误差的评定,四、四种评定方法的比较,最小包容区域法：,符合国家标准规定，评定结果值为最小值，数值唯一，但中心位置不一定唯一，能最大限度的放过合适品。,最小二乘圆法：,唯一中心，唯一误差值，结果不易受个别点误差的影响。但通常采用此法时，要求满足表面连续的条件。,最小外接圆法和最大内切圆法,优点：基于光滑圆柱环塞规检验零件的原理而建立的评定标准，符合实际工作情况。,如被检零件是轴类零件,：,用最小外接圆法合理，因作为评定基准的最小外接圆体现了被检轴所能通过的最小配合孔（“最小环规”），其评定结果就是被检轴与此“最小环规”之间的最大间隙。,如果被检零件是孔类零件,:,最大内切圆法，最大塞规,这最大间隙反映了被测零件配合的不稳定性。,缺点：个别误差点影响大，误差值较大，对同样轮廓截面内接、外切圆心不同，结果差异大。,