知識分享 | 圓度測量技術全解析

       在精密制造領域，零件的幾何精度直接影響著產品的性能與壽命。其中，圓度作為衡量旋轉體或圓形截面形狀精度的關鍵指標，對于軸承、軸類、齒輪、密封件等核心零部件至關重要。本文將系統介紹圓度的定義、測量方法、國際標準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？

       旋轉部件是工業零部件最基本、最普遍的幾何形式之一，當回轉部件需有平穩運轉或低噪聲、低功耗、長壽命、高密封等要求時，部件中的回轉零件需對其圓度進行測量控制。

       典型高要求應用行業： 精密軸承、電機（轉子/定子）、燃油噴射系統（油泵、噴油嘴）、發動機（曲軸、凸輪軸、氣門組件）、傳動齒輪、液壓元件等。

如何測量圓度

       在工業現場應用中，簡易的圓度測量方法通常有兩點法和三點法。這兩種方法的優點是使用成本低，快速高效。缺點是測量誤差大，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的測量儀器。

       其測量原理為：以精密回轉軸系為測量基準，采用高精密傳感器及角位移傳感器實時采集被測橫截面的圓輪廓數據，經去噪、濾波等數學處理后，按標準規范計算圓度值，測量精度可達亞納米級。

圓度測量的濾波

       在ISO/TS 12181-2:2003(E)標準中，對圓度測量濾波器的傳輸率，傳輸特性均有嚴格的規定，其傳輸特性如下：

       其中, kc 為截止波數。

       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°不規則形狀；

       1-150upr，抑制角間距小于2.4°的不規則形狀；

       1-50upr，抑制角間距小于7.2°的不規則形狀；

       1-15upr，抑制角間距小于24°的不規則形狀。

圓度的評定標準

       圓度值的計算依賴于所選擇的參考圓。不同的評定方法會得出不同的參考圓心位置和圓度值。主要標準方法包括：

       ①最小二乘圓LSC:擬合圓使輪廓點徑向偏差平方和最小。

       ②最小區域圓MZC：兩個同心圓包容輪廓，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最大內切圓MIC：尋找能完全內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主軸為測量基準，采用精密傳感器測量橫截面圓輪廓的高精度測量儀器，并搭載專業級分析軟件完成數據處理。

RDA系列 自動調心圓度儀 

RDM系列 圓度儀

關鍵功能亮點

①核心測量

       圓度、跳動、同心度、平面度

②特色技術

       氣浮主軸、可調測力傳感器

③精度保障

       回轉精度：(0.025 + 6H/10000) μm 

       傳感器分辨率：0.001μm

④智能分析

       缺口剔除、ISO報表、頻譜分析

⑤高效操作

       軟件快速調心調平（RDM）

       軟件自動調心（RDA）

       測針快速更換

⑥穩定環境

       一體式大理石防振機臺、精密除油調壓氣源裝置