Was ist Rundheit und wie kann man sie messen?

Rundheit

"Rundheit"

In JIS B0621-1984, der Definition und dem Ausdruck der Form- und Lageabweichung, wird die Rundheit als "die Abweichung vom geometrischen Kreis eines kreisförmigen Körpers" definiert. Die Darstellungsmethode wird wie folgt beschrieben: "Wenn die Rundheit eines kreisförmigen Körpers (C) von zwei konzentrischen geometrischen Kreisen eingeschlossen wird, wird der Mindestabstand zwischen den beiden konzentrischen Kreisen als Radiusdifferenz der beiden Kreise (f) ausgedrückt, und die Rundheit wird in Millimetern oder Mikrometern angegeben.

Bei rotierenden Bauteilen besteht das unmittelbare Problem darin, wie die tatsächliche Kreisform bewertet werden kann, was mit der "Rundheitstoleranz" beginnt.

Was bedeutet "Rundheitstoleranz"?

Die Toleranzzone für die Rundheit bezieht sich auf die Toleranzzone zwischen zwei konzentrischen Kreisen desselben Querschnitts. Wie in der Abbildung dargestellt, sollte der extrahierte Umfang innerhalb der Toleranzzone zwischen zwei koplanaren konzentrischen Kreisen mit einem Radiusunterschied von t begrenzt sein.

Toleranzfeld Rundheit

Warum kommt es zu Rundheits- und Zylindrizitätstoleranzen? Dafür gibt es in der Regel diese Gründe:

  • Vibrationen der Verarbeitungsmaschinen, die zu schlechter Rundheit und Zylindrizität führen;
  • Verschlechterung des rotierenden Teils der Bearbeitungsmaschine, was zu schlechter Rundheit und Zylindrizität führt;
  • Schlechte Form des zentralen Lochs, was zu schlechter Rundheit und Zylindrizität führt;
  • Schlechte Rundheit und Zylindrizität aufgrund der Verformung durch die vorherige Bearbeitung beim Schleifen mit einem spitzenlosen Schleifgerät;
  • Ungeeignete Spannvorrichtung oder Spannmethode der ringförmigen Teile, die eine Verformung des Werkstücks verursachen;
  • Schlechte Rundheit durch Verschleiß, schlechte Installation und Vibration von Schneidewerkzeuge;
  • Verformung durch Wärmebehandlung nach der Endbearbeitung.

Welche Methoden gibt es zur Messung und Bewertung der Rundheit?

Bewertung der Rundheit

Es gibt verschiedene Methoden zur Bewertung der Rundheit, die jeweils ihre eigenen Merkmale und Vorteile haben. Die Wahl der Methode richtet sich in der Regel nach den spezifischen Anforderungen des Werkstücks.

Einfache Messmethoden

Zum Beispiel:

Durchmesser-Methode

Die Rundheit kann direkt mit Werkzeugen wie Mikrometern gemessen werden. Diese Methode ist einfach und leicht durchzuführen. Bei der Bewertung von dreieckigen und fünfeckigen Kreisen mit gleichem Durchmesser ist es jedoch leicht möglich, sie als rund zu messen, wenn sie es nicht sind, was zu falschen Ergebnissen führt.

Drei-Punkte-Methode

Mit der Drei-Punkt-Methode können Rundheitsdaten durch [Prisma + Mikrometer / Messgerät + Prüfstand] ermittelt werden.

Die Drei-Punkt-Methode kann jedoch aufgrund von Unterschieden in der Tangente am gewählten Auflagepunkt und Schwierigkeiten bei der Bestimmung des Mittelpunkts des Referenzpunkts zu falschen Messungen führen. Darüber hinaus können während der Messung aufgrund der Auf- und Abwärtsbewegung bei der Drehung des zu messenden Objekts Fehler auftreten.

Messverfahren auf der Grundlage einschlägiger Normen

Zum Beispiel:

Radius-Methode

Bei der Radiusmethode wird die Rundheit anhand der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Radius bewertet, die nach einem Zyklus der Drehung des Werkstücks erzielt wird. Wie in der Abbildung zu sehen ist, können die Messergebnisse auch leicht durch den horizontalen Betrieb des Werkstücks beeinflusst werden.

Die Toleranzzone liegt zwischen zwei konzentrischen Kreisen auf demselben Abschnitt

Zentrale Methode

Im Vergleich zur zentralen Methode wird die Radiusmethode meist für genauere Messungen verwendet. Die Daten der Rundheitserfassung hängen vom Referenzkreis ab. Unterschiedliche Bewertungsmethoden des Prüfkreises führen zu unterschiedlichen zentralen Positionen des Referenzkreises, was sich auf die axiale Position des gemessenen kreisförmigen Merkmals auswirkt.

  • Kleinster quadratischer Kreis LSC

Um die Rundheit zu bestimmen, wird die gemessene Kontur an einen Kreis angepasst und die Summe der Quadrate der Abweichung der Konturdaten vom Kreis minimiert. Anschließend wird der Rundheitswert als Differenz zwischen der maximalen Abweichung (höchster Spitzenwert bis niedrigster Talwert) der Kontur und des Kreises definiert.

ΔZ=Rmax-Rmin, Symbol für den Rundheitswert durch LSC

  • Mindestflächenkreis MZC

Um die radiale Differenz zu minimieren, werden zwei konzentrische Kreise um die gemessene Kontur gelegt. Der Rundheitswert ist definiert als der radiale Abstand zwischen den beiden Kreisen.

ΔZ=Rmax-Rmin , Symbol für den Rundheitswert durch MZC

  • Minimaler umschriebener Kreis MCC

Zunächst wird der kleinste Kreis erstellt, der das gemessene Profil umschließt. Dann wird der Rundheitswert als maximale Abweichung zwischen der Kontur und dem Kreis definiert. Diese Methode wird üblicherweise zur Bewertung von Wellen, Stangen und ähnlichen Objekten verwendet.

ΔZ=Rmax-Rmin , das Symbol für den Rundheitswert durch MCC.

  • Maximal eingeschlossener Kreis MIC

Erstellen Sie den größten Kreis, der das gemessene Profil umschließen kann. Dann wird der Rundheitswert als die maximale Abweichung zwischen der Kontur und dem Kreis definiert.

ΔZ=Rmax-Rmin , das Symbol, das den Rundheitswert durch MIC angibt.

Bei der Bewertung der Rundheit wird die erhaltene Kontur in der Regel gefiltert, um den Einfluss von unnötigem Rauschen zu reduzieren oder zu eliminieren.

Einfluss des Filters auf die gemessene Kontur

Die Filterungsmethoden und die eingestellten Filtergrenzwerte (UPR: Schwankungen pro Umdrehung) können je nach den spezifischen Messanforderungen variieren. Die folgende Abbildung zeigt die unterschiedlichen Auswirkungen von Filtereinstellungen auf die gemessene Kontur.

Kein Filter:

Tiefpassfilter:

Bandpassfilter:

Was können uns als Bewerter diese Zahlen sagen?

Analyse der Messkarte

Abbildung: Diagramm der Messergebnisse

1UPR Komponente

1 UPR: nur eine Welle wird nach der Filterung beibehalten:

1UPR-Komponente gibt die Exzentrizität des Werkstücks in Bezug auf die Drehachse des Messgeräts an.

Die Amplitude der Wellenform hängt von der Einstellung des Pegels ab.

2UPR Komponente

2UPR-Komponenten anzeigen können:

① Unzureichende Pegelanpassung der Messgeräte;

② Rundlauffehler, verursacht durch eine falsche Montage des Werkstücks auf der formgebenden Werkzeugmaschine;

③ Die Form des Werkstücks ist oval, z. B. bei einem Kolben eines Verbrennungsmotors.

3~5UPR Komponente

Kann anzeigen:

① Verformung durch zu festes Spannfutter am Messgerät.

② Relaxationsverformung durch Spannungsabbau beim Entladen aus dem festen Spannfutter der bearbeitenden Werkzeugmaschine.

5~15 UPR-Komponente

Er bezieht sich in der Regel auf unausgewogene Faktoren in der Bearbeitungsmethode oder im Prozess der Werkstückherstellung.

15 (mehr) UPR-Komponenten

15 (oder mehr) UPR-Zustände sind in der Regel auf eigene Ursachen zurückzuführen, wie z. B. Werkzeugrattern, Maschinenvibrationen, Kühlmittelübertragungseffekte, Materialinhomogenität usw.

Wichtigste Parameter für die Bewertung der Rundheit

ParameterBedeutung
RONtDer Messwert der Rundheit ist die Differenz zwischen dem Maximalwert der positiven Rundheitskurve und dem Minimalwert der negativen Rundheitskurve oder die Summe der Absolutwerte.
RONpDie gemessene Spitzenhöhe der Rundheitskurve stellt den Maximalwert der positiven Rundheitskurve dar.
RONVDer gemessene Wert der Rundheit entspricht dem Absolutwert des Minimalwertes der negativen Rundheitskurve.
RONqDer doppelte quadratische Mittelwert der Rundheitskurve stellt den doppelten quadratischen Mittelwert der Rundheitskurve dar.

Abschließend wollen wir uns ansehen, welche Werkzeuge und Instrumente zur Messung der Rundheit zur Verfügung stehen.

Gemeinsame Werkzeuge/Instrumente zur Bewertung der Rundheit

Mikrometer:

Messgerät für die Rundheit:

Koordinatenmessmaschine:

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Schlussfolgerung

Ich hoffe, dass Sie nach der Lektüre dieses Artikels ein tieferes Verständnis von Rundheit gewonnen haben. Wenn Sie weitere Fragen haben, können Sie gerne unten einen Kommentar hinterlassen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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