直角度測定

Question

機械部品の直角度の測定方法について教えてください。
Φ20×長さ5mmにおける円筒内径の軸をデータム(基準)として、Φ20端面の直角度を真円度測定機または三次元測定機で測定する際に
データム軸長(今回の場合は5mm)が短いと測定誤差を生じやすいのは何故でしょうか？

Accepted Answer

>> データムが短い場合、実用データム形体を用いた方が良いですか？
　このあたりは非常に悩ましいのですが、実務としては実用データム『も』用いた方が良いでしょう。
　直角度での実用データムとは、定盤なりスコヤなりになるわけですが、ワークサイズ「Φ20×長さ5mm」の長さ部分がデータムである以上、実用データムに対していかに安定的に接触し固定できるか？　という別種の精度問題が発生します。
　要はデータム部が短い（狭い）場合には、どのような測定方法であれ一定の不確かさから逃れられないのです。
　そのため一概に「◯◯すれば良い」とは言えません。測定回数を増やしたり、複数の手法の測定結果を突き合わせたり、という方法で、ケースバイケースで測定結果の蓋然性を高めるしかないですね。

Answer

>>測定誤差による円筒軸線の傾斜方向はバラツキますか？
　バラツキます。2円を測定し円筒として計算する場合、要は一方の円を原点として、もう一方の円の位置により軸線方向が規定されますから、仮に円筒度0の理想円だった場合、測定誤差がどの方向に出るかで傾斜方向も変化します。

>>真円度測定機でも同様の考え方ですか？
　これは純粋に幾何学的な理屈の話になりますので、真円度測定機でも何でも同じです。また直角度以外のどのような公差でも、データムが短かったり狭かったりすると、測定誤差の影響が強く出ます。

Answer

三次元測定の場合「円筒」というのは高さの離れた2つ以上の円で構成されます。
　このとき仮に円筒度0の理想形状のワークだったとしても、測定誤差がありますから、この円それぞれの中心位置というのはほぼ必ずズレます。このズレというのは測定誤差に起因するため、円筒の軸長に関係なく(測定条件が同じなら)一定です。
　そして、それぞれの円の中心を結んだ線が円筒の軸線です。
　この時それぞれの位置関係を図形的に考えると、2円の中心間距離(＝円筒の長さ)を底辺、測定誤差を高さとした直角三角形の斜辺が軸線になります。
　直角三角形の斜辺ですから、角度は底辺と高さの比で決まります。よって円筒の長さが短いほど、測定円の誤差による影響で傾きます。
　データムが傾いて計算されるわけですから、当然直角度の誤差も大きくなります。

機械部品の直角度測定方法について