[기하 공차] 진원도 , 원통도, 동심도, 동축도, 평행도, 직각도

(정밀측정교육) 진원도 측정의 필요성

샤프트나 베어링 같은 원이 들어 가는 회전부품이 완벽한 원에 가깝지 않으면 고장의 원인이 될 수 있고 제품수명이 짧아 질 수 있다. 이러한 원인으로 진원도 측정을 하여 회전부품의 품질을 높여야 한다.

 

 

진원도 측정 조건

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Cutoff 차이

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진원도(Roundness) 필터(Filter) 차이

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진원도(Roundness) 계산법(Processing Method)

최소자승중심법(LSC- Least Square Center)

측정 형상과 기하학적 원의 차이난 부분의 자승화(제곱)가 최소가 되는 기하학적원(평균원)의 중심을 기준으로 하는 방법

최소영역중심법(MZC- Minimum Zone Center)

측정 형상을 2개의 동심의 기하학적 원으로 끼웠을 때, 동심 두원의 간격이 최소가 되는 두원의 중심을 기준으로 하는 방법

최소외접원중심법(MCC- Minimum Circumsribed Center)

측정 형상에 외접하는 기하학적 원 중 최소가 되는 기하학적 원의 중심을 기준으로 하는 방법

최소내접원중심법(MIC - Maximum Inscribed Center)

측정 형상에 내접하는 기하학적 원 중 최대가 되는 기하학적 원의 중심을 기준으로 하는 방법

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회귀분석

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진원도 측정기 측정품 세팅

진원도, 원통도 측정시에 측정품을 세팅하는 경우 측정품의 축, 측정품의 기울기, 진직도, 측정품의 중심 위치는 중요하다. 왜냐하면 측정품 이외의 외부요소 (기울기 등)가 측정 값에 포함 될 수 있고, 측정품의 중심이 맞지 않으면 회전 할 때에 스타일러스와 충돌할 수 있기 때문이다.

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회전 테이블 기능

측정할 때 측정품을 회전 시킵니다.

회전 테이블 기능

측정품의 X,Y 중심(원점)을 조절한다.

측정품의 기울기를 조절한다.

회전 테이블 중심 비교

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측정품 기울기

측정품을 회전 테이블 위에 올려 놓을 때 제품의 기울기도 최대한 90도에 가깝게 맞추어야 한다.

측정품의 기울기(Tilting)를 조정할 때는 회전테이블을 사용한다.

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진원도 프로파일 표시배율(Magnification)

아래 이미지는 측정 결과를 100배, 10000배 확대해서 차이를 보여줍니다.

 

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진원도(Roundness) 측정

JIS B0621-1984 [기하 편차의 정의 및 표시]

[진원도 라는 것은 원형 형체의 기하학적인 원으로 부터의 이상적인 크기를 말한다] 라고 정의 되며,표시에 관해서는 [진원도는 원형 형체(C)를 두개 동심의 기하학적 원 사이에 두었을 때, 동심인 두원의 간격이 최소가 되는 경우에 이 두원의 반경차(f)로 나타내며, 진원도mm, μm 로 표시한다] 라고 기재되어 있다.

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X,Y,E : 편심량을 의미한다.

Θ : 편심 각도를 의미한다

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진원도 측정 결과

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흔들림 (Runout)

흔들림은 진원도에 동심도를 포함한 것이다. 진원도는 중심이 기준중심과 일치한다. 흔들림은 중심이 기준중심과 벗엇난 것도 포함한다.

흔들림 = 진원도 + 동심도

진원도와 흔들림 비교

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동축도(Coaxiality) 측정 결과

동축도는 기준 축선에서의 측정단면의 중심좌표의 차를 표시하는 값이다. 제1기준단면(D1)과 제2기준단면(D2)의 중심좌표를 통하는 축선을 기준축선(기준축직선)으로 한다. 측정단명의 중심좌표를 M으로 한 경우 이 기준축선을 중심으로 하여 이 중심에서 중심좌표 M까지의 거리를 반경으로 하는 원의 직경 f가 동축도이다. 또 측정단명의 1군데가 아닌 경우( 복수 단면)는 기준축선에서 제일 멀리 떨어진 곳의 중심좌표까지의 거리 2배가 동축도가 된다

 

동축도 측정 결과

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동심도(Concentricity) 측정 결과

동심도는 측정한 2단면의 중심좌표의 차를 표시한 값이다. 기준단면 중심좌표를 중심 D로 하여, 측정 단면의 중심 좌표를 중심 M으로 한다. 이 중심 D에서 중심 M까지의 거리를 반경으로 하는 원의 직경을 동심도라 한다

 

 

동심도 측정 결과

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흔들림(Runout) 측정

흔들림은 진원도에 동심도를 포함한 것이다. 흔들림은 중심이 기준중심과 벗엇난 것도 포함한다.

흔들림 = 진원도 + 동심도

진원도와 흔들림 비교

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흔들림 측정 분류

1. Circular Runout

 

2. Total Runout

 

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원통도(Cylindricity) 측정 결과

원통도는 기준축선과 동축의 원통에서의 차를 표시하는 값이다. 제1기준 단면(D1)과 제2기준단면(D2)의 중심좌표를 통하는 축선을 기준축선이라 한다. 측정 단면 M으로서 기준축선과 동축인 원통에서 양 기준 단면과 이 측정단면을 끼워 넣었을 때의 내접하는 원통과 외접하는 원통의 반경차 f를 원통도라고 한다. 또 측정단면이 1군데가 아닐 경우(복수단면)는 최대의 내접 원통과 최소 외접원통의 반경차 f를 원통도라고 한다.

원통도 = 진원도 + Z축 진직도

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원통도 측정 결과 : 제품 상단에서 관찰

원통도 측정 결과 : 3차원

 

원통도 측정 결과

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직각도(Squareness) 측정

직각도는 기준축선(the datum axis line)(이상적인 직선)에 직각인 평면에서의 차를 표시하는 값이다.

직각도 = 평면도 + Z축 진직도

직각도

제1기준단면(D1)과 제2기준 단면(D2) 중심좌표를 통하는 축선을 기준축선(기준 축직선)으로 한다. 기준 측선에서 직각인 평면(Flatness) 에 대하여 평면도를 측정할 때 측정 반경(Radius)의 위치에서 측정 평면의 경사량이 직각도이다.

직각도-D

기준 측선에서 직각인 평면에 대하여 평면도를 측정할 때 측정 직경(Diameter)의 위치에서 측정평면의 경사량이다.

직각도-P

기준 측선에서 직각인 평면에 대하여 평면도를 측정할 때 측정된 프로파일을 포함 한 것이다.

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직각도 기준축선(datum) 종류

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직각도 측정 결과

직각도 측정 결과

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평행도(PARALLELISM) 측정 결과

평행도는 기준축선에서 측정단면의 축선의 차를 표시하는 값이다.

처음 측정하는 단면을 기준단면으로 하여 이 기준단면의 축선을 기준축선 D로 한다. 다음에 측정한 단면을 측정단면으로 하여 이 축선을 측정측선 M이라 한다. 이 기준축선 D와 평행한 직선으로 측정축선 M을 끼워 넣을 경우의 간격이 평행도가 된다.

평행도 P

기준축선 D와 평행한 직선으로 측정단면을 끼워 넣은 경우의 간격을 평행도 P라 한다.

평행도 2P

기준단면의 형상까지 포함한 평행도의 값이다