圆度误差测量方法解析

代树礼

新国标GBT1182-2008规定把旧国标中的棱圆度、椭圆度概念均统一于圆度公差。其棱圆度、椭圆度只是圆度公差的特例。其误差测量也属于圆度误差测量。

一、问题的提出

在我厂各种机型拖拉机生产中都有变速箱总成中的拨叉轴的生产。在装配过程中曾多次发生尺寸检验合格，而装配困难的情况。认真分析感到主要是拨叉轴装配基准表面是无心磨最终精磨形成的，无心磨磨削工件外圆极易产生棱圆度误差。而且是两点式测量，无法揭示的圆度误差。为真正达到图纸要求，拨叉轴圆度误差检测的问题成为解决装配的关键。

为此，我们曾采用几种测试方法，揭示拨叉轴的圆度误差，改进机床调整，解决了装配问题。

二、圆度误差测量方法

1圆度仪测量法

圆度仪测量法是目前精度较高的一种测量法。圆度仪一般分转轴式和转台式两种。

转轴式：测头安装在回转轴上，被测工件安装在工作台上静止不动。适用于小件测量。我厂为转轴式。

转台式：被测工件安装在回转台上，测头不动，适用于大件测量。

圆度仪的关键部件是回转主轴有较高的回转精度，并且具备图形记录器，测头采用电感式测微器连续测量。记录器将零件横断面的形状误差记录并自动描绘在坐标纸上。

得到轮廓曲线后数据处理有4种方法：

（1）最小二乘法

直接利用圆度仪上附带的电子计算器按平均圆的数字系统原理算出参考圆半径，在轮廓圆上叠加画出参考圆，再以参考圆的圆心做轮廓圆的内外包容圆。

按圆度公差定义，两包容圆半径差即为圆度误差。

圆度误差Δ=R2-R1

R2-轮廓曲线外接圆；

R1-轮廓曲线内接圆。

（2）最小外接圆法

即在轮廓曲线的外部作一外接圆，外接圆与轮廓曲线只有两个切点，且选其最小外接圆，再以外接圆圆心作轮廓曲线的内接圆。

则圆度误差为Δ=R2-R1

此法适用于轴类零件，例如采用轴用精密环规检验。

（3）最大内接圆法

做法与（2）相反。得Δ=R2-R1

此法适用于孔类零件，例如采用孔用塞规检验。

（4）最小区域法

用透明母板放在轮廓曲线上，按评定准则移动母板，找出符合最小条件的误差值。

但是，圆度仪多属计量型的，一般只用于高精密零件的首件检验和质量仲裁鉴定。在生产中的常规检验是不经济的。

2用光学分度头和测微仪进行测量

此法为一种回转精度较高，断续测量法，测出横断面轮廓曲线上的给定回转角位置的一系列读数。然后选用适当比例放大，绘出误差图，再用上述四种方法进行数据处理。

用于生产仍然是比较繁琐的方法，不适用。

3用标准圆环规测量法

标准圆环规内径比被测工件外径稍大一点，以零件装入刚刚可以自由转动为宜，圆环上装指示表，被测零件转动一周，指示表最大、最小读数差，即为圆度误差。显而易见，内含量规基准闭式定位误差，在一般精度要求情况下，是一种可测出误差数据的简易可行的检测方法。

4用V型铁测量法

将工件放在V型铁上旋转一周，读出指示表读数除以修正系数，即为圆度误差。

关键在于按工件产生的棱圆的棱数选则特定角度的V型铁。

（1）已知工件棱圆的棱数，可在单个特定角度的V型铁检验。

误差系数K值表

棱数n

V型铁角度

系数K

n

3

5

7

9

11

60°

3

0

0

3

0

90°

2

2

0

0

2

108°

1.38

2.24

1.38

0

0

△=m1+cosn(90+α2sin（2）=mk

式中 n-棱边数；

α-V型铁角度；

△-圆度误差；

m-指示表最大最小读数差。

则可根据已知的工件棱边数在特定角度V型铁上测量后，利用公式和K值表，计算出被测工件圆度误差。

（2）未知工件棱边数，用相等中心高的（60°、90°、108°）一组三块V型铁，分别进行测量，带入上式计算，取最大的作为被测工件的圆度误差。

（3）注意问题

①无心磨加工，制件一般难于掌握产生的棱边数，无法选用单一角度的V型铁测量，可选用成组（60°、90°、108°）等高V型铁测量较为方便。

②当生产工件的圆度误差为非正棱边形时，成组V型铁测量法便有一定的理论误差存在。在进行误差分析时要注意加以考虑。

③偶数棱边工件，采用V型铁测量，读数差远小于实际的圆度误差，多采用L型铁测量。

三、结论

1.四种测量方法，以圆度仪测量最为精确。

2.选用何种测量法，要视零件的功能要求而定。

3.就生产现场检测而言，在考虑零件功能需要的前提下，以最经济、方便为原则。建议首件用圆度仪测量，确定棱边数，成批检验奇数棱边用V型铁测量法，偶数棱边用L型铁法检验。

（02）

endprint

新国标GBT1182-2008规定把旧国标中的棱圆度、椭圆度概念均统一于圆度公差。其棱圆度、椭圆度只是圆度公差的特例。其误差测量也属于圆度误差测量。

一、问题的提出

在我厂各种机型拖拉机生产中都有变速箱总成中的拨叉轴的生产。在装配过程中曾多次发生尺寸检验合格，而装配困难的情况。认真分析感到主要是拨叉轴装配基准表面是无心磨最终精磨形成的，无心磨磨削工件外圆极易产生棱圆度误差。而且是两点式测量，无法揭示的圆度误差。为真正达到图纸要求，拨叉轴圆度误差检测的问题成为解决装配的关键。

为此，我们曾采用几种测试方法，揭示拨叉轴的圆度误差，改进机床调整，解决了装配问题。

二、圆度误差测量方法

1圆度仪测量法

圆度仪测量法是目前精度较高的一种测量法。圆度仪一般分转轴式和转台式两种。

转轴式：测头安装在回转轴上，被测工件安装在工作台上静止不动。适用于小件测量。我厂为转轴式。

转台式：被测工件安装在回转台上，测头不动，适用于大件测量。

圆度仪的关键部件是回转主轴有较高的回转精度，并且具备图形记录器，测头采用电感式测微器连续测量。记录器将零件横断面的形状误差记录并自动描绘在坐标纸上。

得到轮廓曲线后数据处理有4种方法：

（1）最小二乘法

直接利用圆度仪上附带的电子计算器按平均圆的数字系统原理算出参考圆半径，在轮廓圆上叠加画出参考圆，再以参考圆的圆心做轮廓圆的内外包容圆。

按圆度公差定义，两包容圆半径差即为圆度误差。

圆度误差Δ=R2-R1

R2-轮廓曲线外接圆；

R1-轮廓曲线内接圆。

（2）最小外接圆法

即在轮廓曲线的外部作一外接圆，外接圆与轮廓曲线只有两个切点，且选其最小外接圆，再以外接圆圆心作轮廓曲线的内接圆。

则圆度误差为Δ=R2-R1

此法适用于轴类零件，例如采用轴用精密环规检验。

（3）最大内接圆法

做法与（2）相反。得Δ=R2-R1

此法适用于孔类零件，例如采用孔用塞规检验。

（4）最小区域法

用透明母板放在轮廓曲线上，按评定准则移动母板，找出符合最小条件的误差值。

但是，圆度仪多属计量型的，一般只用于高精密零件的首件检验和质量仲裁鉴定。在生产中的常规检验是不经济的。

2用光学分度头和测微仪进行测量

此法为一种回转精度较高，断续测量法，测出横断面轮廓曲线上的给定回转角位置的一系列读数。然后选用适当比例放大，绘出误差图，再用上述四种方法进行数据处理。

用于生产仍然是比较繁琐的方法，不适用。

3用标准圆环规测量法

标准圆环规内径比被测工件外径稍大一点，以零件装入刚刚可以自由转动为宜，圆环上装指示表，被测零件转动一周，指示表最大、最小读数差，即为圆度误差。显而易见，内含量规基准闭式定位误差，在一般精度要求情况下，是一种可测出误差数据的简易可行的检测方法。

4用V型铁测量法

将工件放在V型铁上旋转一周，读出指示表读数除以修正系数，即为圆度误差。

关键在于按工件产生的棱圆的棱数选则特定角度的V型铁。

（1）已知工件棱圆的棱数，可在单个特定角度的V型铁检验。

误差系数K值表

棱数n

V型铁角度

系数K

n

3

5

7

9

11

60°

3

0

0

3

0

90°

2

2

0

0

2

108°

1.38

2.24

1.38

0

0

△=m1+cosn(90+α2sin（2）=mk

式中 n-棱边数；

α-V型铁角度；

△-圆度误差；

m-指示表最大最小读数差。

则可根据已知的工件棱边数在特定角度V型铁上测量后，利用公式和K值表，计算出被测工件圆度误差。

（2）未知工件棱边数，用相等中心高的（60°、90°、108°）一组三块V型铁，分别进行测量，带入上式计算，取最大的作为被测工件的圆度误差。

（3）注意问题

①无心磨加工，制件一般难于掌握产生的棱边数，无法选用单一角度的V型铁测量，可选用成组（60°、90°、108°）等高V型铁测量较为方便。

②当生产工件的圆度误差为非正棱边形时，成组V型铁测量法便有一定的理论误差存在。在进行误差分析时要注意加以考虑。

③偶数棱边工件，采用V型铁测量，读数差远小于实际的圆度误差，多采用L型铁测量。

三、结论

1.四种测量方法，以圆度仪测量最为精确。

2.选用何种测量法，要视零件的功能要求而定。

3.就生产现场检测而言，在考虑零件功能需要的前提下，以最经济、方便为原则。建议首件用圆度仪测量，确定棱边数，成批检验奇数棱边用V型铁测量法，偶数棱边用L型铁法检验。

（02）

endprint

新国标GBT1182-2008规定把旧国标中的棱圆度、椭圆度概念均统一于圆度公差。其棱圆度、椭圆度只是圆度公差的特例。其误差测量也属于圆度误差测量。

一、问题的提出

在我厂各种机型拖拉机生产中都有变速箱总成中的拨叉轴的生产。在装配过程中曾多次发生尺寸检验合格，而装配困难的情况。认真分析感到主要是拨叉轴装配基准表面是无心磨最终精磨形成的，无心磨磨削工件外圆极易产生棱圆度误差。而且是两点式测量，无法揭示的圆度误差。为真正达到图纸要求，拨叉轴圆度误差检测的问题成为解决装配的关键。

为此，我们曾采用几种测试方法，揭示拨叉轴的圆度误差，改进机床调整，解决了装配问题。

二、圆度误差测量方法

1圆度仪测量法

圆度仪测量法是目前精度较高的一种测量法。圆度仪一般分转轴式和转台式两种。

转轴式：测头安装在回转轴上，被测工件安装在工作台上静止不动。适用于小件测量。我厂为转轴式。

转台式：被测工件安装在回转台上，测头不动，适用于大件测量。

圆度仪的关键部件是回转主轴有较高的回转精度，并且具备图形记录器，测头采用电感式测微器连续测量。记录器将零件横断面的形状误差记录并自动描绘在坐标纸上。

得到轮廓曲线后数据处理有4种方法：

（1）最小二乘法

直接利用圆度仪上附带的电子计算器按平均圆的数字系统原理算出参考圆半径，在轮廓圆上叠加画出参考圆，再以参考圆的圆心做轮廓圆的内外包容圆。

按圆度公差定义，两包容圆半径差即为圆度误差。

圆度误差Δ=R2-R1

R2-轮廓曲线外接圆；

R1-轮廓曲线内接圆。

（2）最小外接圆法

即在轮廓曲线的外部作一外接圆，外接圆与轮廓曲线只有两个切点，且选其最小外接圆，再以外接圆圆心作轮廓曲线的内接圆。

则圆度误差为Δ=R2-R1

此法适用于轴类零件，例如采用轴用精密环规检验。

（3）最大内接圆法

做法与（2）相反。得Δ=R2-R1

此法适用于孔类零件，例如采用孔用塞规检验。

（4）最小区域法

用透明母板放在轮廓曲线上，按评定准则移动母板，找出符合最小条件的误差值。

但是，圆度仪多属计量型的，一般只用于高精密零件的首件检验和质量仲裁鉴定。在生产中的常规检验是不经济的。

2用光学分度头和测微仪进行测量

此法为一种回转精度较高，断续测量法，测出横断面轮廓曲线上的给定回转角位置的一系列读数。然后选用适当比例放大，绘出误差图，再用上述四种方法进行数据处理。

用于生产仍然是比较繁琐的方法，不适用。

3用标准圆环规测量法

标准圆环规内径比被测工件外径稍大一点，以零件装入刚刚可以自由转动为宜，圆环上装指示表，被测零件转动一周，指示表最大、最小读数差，即为圆度误差。显而易见，内含量规基准闭式定位误差，在一般精度要求情况下，是一种可测出误差数据的简易可行的检测方法。

4用V型铁测量法

将工件放在V型铁上旋转一周，读出指示表读数除以修正系数，即为圆度误差。

关键在于按工件产生的棱圆的棱数选则特定角度的V型铁。

（1）已知工件棱圆的棱数，可在单个特定角度的V型铁检验。

误差系数K值表

棱数n

V型铁角度

系数K

n

3

5

7

9

11

60°

3

0

0

3

0

90°

2

2

0

0

2

108°

1.38

2.24

1.38

0

0

△=m1+cosn(90+α2sin（2）=mk

式中 n-棱边数；

α-V型铁角度；

△-圆度误差；

m-指示表最大最小读数差。

则可根据已知的工件棱边数在特定角度V型铁上测量后，利用公式和K值表，计算出被测工件圆度误差。

（2）未知工件棱边数，用相等中心高的（60°、90°、108°）一组三块V型铁，分别进行测量，带入上式计算，取最大的作为被测工件的圆度误差。

（3）注意问题

①无心磨加工，制件一般难于掌握产生的棱边数，无法选用单一角度的V型铁测量，可选用成组（60°、90°、108°）等高V型铁测量较为方便。

②当生产工件的圆度误差为非正棱边形时，成组V型铁测量法便有一定的理论误差存在。在进行误差分析时要注意加以考虑。

③偶数棱边工件，采用V型铁测量，读数差远小于实际的圆度误差，多采用L型铁测量。

三、结论

1.四种测量方法，以圆度仪测量最为精确。

2.选用何种测量法，要视零件的功能要求而定。

3.就生产现场检测而言，在考虑零件功能需要的前提下，以最经济、方便为原则。建议首件用圆度仪测量，确定棱边数，成批检验奇数棱边用V型铁测量法，偶数棱边用L型铁法检验。

（02）

endprint