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平台检验与几何公差

圆度与圆柱度

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要点

圆度只约束一个完整横截面，圆柱度约束整个圆柱面；两者都是无基准的形状公差。两点法读直径变化，V 形块三点法的表差又受槽角和轮廓谐波影响，都不能不加条件地当成真实圆度。跳动则绕基准轴线评定，不能与圆度互换。

本页目录
  1. 一个截面还是整个面？
  2. 两点法会漏掉什么？
  3. V 形块的表读到什么？
  4. 圆柱度怎样扩大检查范围？
  5. 圆度不是跳动
  6. 在 KELIBRON 中
  7. 参考资料
  8. 先用卡尺练习通用要点
  9. 常见问题

一个截面还是整个面？

圆度是一个完整圆形轮廓的形状公差。它的公差带位于被测横截面内，由两同心圆围成；两圆的径向间距就是圆度公差。公差带可以自由贴合轮廓，所以圆度没有基准。

圆柱度同样没有基准，但它管整个圆柱面。公差带位于两同轴圆柱面之间，因此能看见单个圆形截面看不见的轴向形状变化。

特性覆盖范围公差带基准
圆度一个完整截面两同心圆不要
圆柱度完整圆柱面两同轴圆柱面不要
圆跳动旋转中的一个截面相对基准轴线要
全跳动旋转并扫过表面相对基准轴线要

一根轴在抽到的几个截面上都圆，不等于圆柱度已经合格。那些截面是圆柱度评定的采样证据，不是圆柱度本身的定义。

两点法会漏掉什么？

千分尺等两点量具比较的是一对相对点。转动工件后得到的是直径或直径变化记录，不是完整的径向轮廓。把这条记录直接叫「圆度」，等于替量具补上了它没有观察到的信息。

常宽的奇数瓣轮廓最能暴露盲区：工件明明不是圆，两相对点的距离却可以近似不变。EMRP 圆度测量指南把这种现象归为谐波滤除，因此两点法不能恢复真实圆度轮廓，也不能可靠发现奇数瓣误差。

两点法仍适合测尺寸，也能做受控的过程筛查。若没有规定方法提供额外假设和评定关系，结果应记作「直径变化」，不能写成圆度。

V 形块的表读到什么？

轴放进 V 形块后，两侧槽面提供两个接触点，指示表提供第三点。工件转动时，表不仅响应测头下方的轮廓，还响应两个支承接触点上的轮廓变化。因此表差是三点系统的响应，不自动等于圆度误差。

这个响应随 V 槽夹角、测头方向和轮廓谐波阶次改变。同一套装置可能放大一种瓣形、削弱另一种，甚至接近看不见第三种。指针不动，只能证明这套摆法的表差小，不能证明截面为圆。

GB/T 4380-2004 是现行的《圆度误差的评定 两点、三点法》。在取得并核对正文前，本文不发布万能槽角或换算系数。已知工艺和主要瓣形时，可按规定装置把 V 形块当过程检具；轮廓未知或要按完整圆度算子判定时，应使用完整轮廓方法。

圆柱度怎样扩大检查范围？

一个截面的表圈不能建立圆柱度结果。测量必须同时覆盖圆周方向和轴向：可采若干圆形轮廓和轴向路径，但测几个、测在哪里属于检验方案，不存在本文可以代替图样给出的万能数量。

覆盖范围扩大后，圆柱度能发现「各截面看着圆、沿轴向却发生变化」的情况。最终结果应按图样和适用 GPS 标准规定的算子评定；一个截面的最大值减最小值不能自动冒充圆柱度。

ISO 12180-1 规定完整圆柱要素的术语与参数，ISO 12180-2 规定相应算子。两份 2011 版目前仍处于发布状态，并在 2022 年确认继续有效；文章上线前应再核一次状态。

圆度不是跳动

圆度问的是一个截面能否装进两同心圆之间。圆跳动问的是表面绕指定基准轴线转动时怎样移动。偏心、弯曲或相对基准轴线歪斜，都可能让指示表摆动，即使局部截面本身很圆。

全跳动把相对基准轴线的检查扫过整个表面；圆柱度仍然没有基准。因此，轴可能圆度合格而圆跳动不合格，也可能圆柱度合格却因表面对基准轴线的关系错误而全跳动不合格。

不要按手里的量具给结果改名。V 形块和指示表既可能用于规定的三点圆度评定，也可能用于有基准的跳动检查，但两者的被测量不同。图样与装置决定你测到什么。基准测法见跳动测量。

在 KELIBRON 中

KELIBRON 目前还没有 G4 的 V 形块、圆度练习轴和点集形状误差评定能力。本文和课次都必须保持「规划中」，不能挂出一支仿佛已经可用的复现影片。

G4 入库后，练习应让同一条已知轮廓依次接受两点测量、两个规定槽角下的 V 形块测量和完整轮廓参考评定。第二段再把多个轴向截面叠起来，展示「多测几个圆」为什么不会自动变成圆柱度。

现在可用 indicator-dial-compare 预习预压、对零和稳读。这个场景不测圆度，也不测圆柱度。

参考资料

  1. GB/T 1182-2018《产品几何技术规范（GPS） 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注》 · 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会
  2. GB/T 1958-2017《产品几何技术规范（GPS） 几何公差 检测与验证》 · 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会
  3. GB/T 4380-2004《圆度误差的评定 两点、三点法》 · 国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
  4. ISO 1101:2017 — Geometrical product specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Tolerances of form, orientation, location and run-out (confirmed 2022) · ISO
  5. ISO 12181-1:2011 — Geometrical product specifications (GPS) — Roundness — Part 1: Vocabulary and parameters of roundness · ISO
  6. ISO 12181-2:2011 — Geometrical product specifications (GPS) — Roundness — Part 2: Specification operators · ISO
  7. ISO 12180-1:2011 — Geometrical product specifications (GPS) — Cylindricity — Part 1: Vocabulary and parameters of cylindrical form · ISO
  8. ISO 12180-2:2011 — Geometrical product specifications (GPS) — Cylindricity — Part 2: Specification operators · ISO
  9. Good Practice Guide to Measure Roundness on Roller Machines and to Estimate Their Uncertainty · European Metrology Research Programme / PTB
  10. Toteva, Vasileva and Koleva, “Measuring the roundness deviation in the V block measurement method”, MATEC Web of Conferences 234, 08016 (2018) · MATEC Web of Conferences
  11. 金莹 主编，《公差配合与技术测量》，清华大学出版社，2014（2024 年第 4 次印刷），ISBN 978-7-302-37145-8 (按编号引用，无公开页面) · 清华大学出版社

这些来源怎样用、怎样核对，见关于 KELIBRON。

先用卡尺练习通用要点

常见问题

千分尺能测圆度吗？

千分尺能发现部分直径变化，尤其是椭圆或其他偶数瓣变化，但不能证明圆度。常宽奇数瓣轮廓可能给出近似不变的两点读数。

V 形块上指示表不动，轴就一定圆吗？

不一定。表的响应受 V 槽夹角、测头方向和轮廓谐波影响；当前摆法可能刚好削弱了已有的瓣形。

圆柱度就是多测几个截面的圆度吗？

不是。多个截面只是有用的采样；圆柱度控制完整圆柱面，还包括截面之间及沿轴向的形状变化。

圆度和跳动有什么区别？

圆度是一个截面上的无基准形状公差；跳动绕基准轴线旋转测量，因此还会响应表面对该轴线的位置和方向关系。

先练通用要点

清洁、校零、放正、轻而均匀用力、按分度值读数，这些要点各类量具都相通，可以在卡尺场景中练习。

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