在难以触及空间的内径上测量圆周粗糙度

在难以触及空间的内径上测量圆周粗糙度

我们最新的粗糙度测量文章介绍了在难以到达空间，如在管，孔或缝隙的内径中，如何自动测量线性（轴向）的粗糙度。

但是，如果你需要测量难以到达空间周围的粗糙度，该怎么办？在许多高精度零件的加工中，该功能是理想的，在这些零件中，除了缺陷和尺寸不一致外，ID表面的光洁度会影响该部件的性能。

使用Novacam非接触式3D计量系统，可以在内径的线性或圆形轮廓上获得表面粗糙度测量值。

例如，汽车或航空航天工业中的密封表面就是**的例子。以发动机喷油嘴的阀座为例，阀座ID的周围粗糙度过大会影响密封，导致气体泄漏，影响发动机效率，并最终对安全构成严重威胁。因此，ID表面粗糙度的测量和控制是无法妥协的。

让我们澄清一下-粗糙度是什么意思？

作为表面质量参数的“粗糙度”的定义因行业和企业而异。对于圆周粗糙度测量，用户通常使用术语“粗糙度”来描述以下4个表面质量方面中的一个或多个：

表面粗糙度。这是术语“粗糙度”的最严格含义。可以将其描述为与标称测量表面的高频/短波长偏差。

表面波纹度。粗糙度和波纹度经常一起被发现，但分开测量。注意，波度和粗糙度之间没有通用的尺寸界限。界限取决于应用的行业和类型。

表面波纹度与粗糙度

ID圆周上的表面缺陷，例如划痕，腐蚀或凹陷

震颤，意思是加工制造或表面处理的过程中，机械加工工具（诸如CNC，磨床，研磨机或钻床）和工件之间的产生的振动。

汽车轴的ID颤振分析示例（由诺飞堪 3D计量系统进行测量和分析）

方面＃1，即“表面粗糙度”是本文的主题。但是，请注意，无论上述粗糙度如何定义，诺飞堪 3D计量系统都能够测量所有上述表面（尺寸，震颤和缺陷），因为在同一次扫描中便已获取了所有必需的3D轮廓数据。获取的数据点合并形成3D点云，从中可以轻松地分析所有上述内容。

然而，让我们持续关注该话题。本文从这里开始仅强调表面粗糙度测量。

圆周粗糙度的两个系统

诺飞堪提供2种非接触式3D计量系统，其可以测量内径上的轴向和圆周粗糙度：

孔检查。BoreInspect 3D测量系统通过一个小直径的旋转测头扫描ID。侧视扫描探头可跟踪通过内径（ID）的线性，圆形或螺旋形路径。

该系统提供轴向和圆周粗糙度测量。

诺飞堪BoreInspect，使用旋转扫描测头扫描ID表面

2. TubeInspect 3D metrology systemTubeInspect。TubeInspect 3D测量系统通过在精密工作台上，旋转被测（通常为管状的）工件以检测器内径，而小直径的侧视扫描测头可深入到管内腔。

像BoreInspect一样，TubeInspect可以获取ID的线性，圆形或螺旋形轮廓。

此外，TubeInspect能够测量同一管件的外部（OD）上的轴向和圆周轮廓。

TubeInspect旋转被测零件（通常为管状）以扫描其ID或OD。

从获取的轮廓中计算出的粗糙度参数

BoreInspect和TubeInspect以每秒高达100,000个的3D点测量的速率逐点采集轮廓。用户选择扫描路径是线性，圆形还是螺旋形。

所获得的数据用于计算2D粗糙度参数，例如平均粗糙度（Ra），平均粗糙度深度（Rz），**谷底深度（Rv），**峰高（Rp），**高度（从峰顶到谷底的距离） （Rt），均方根粗糙度（Rq），偏度（Rsk）和峰度（Rku）。

二维表面粗糙度测量的示例：Ra，Rz，Rq，Rp，Rv，Rt

测得的粗糙度范围

BoreInspect和TubeInspect测量的内径粗糙度，小至0.05μm（2.0μin）。为了获得非常好的粗糙度，重要的是：

使用Microcam-3D干涉仪配置系统，

选择光斑尺寸足够小的探针，

将探头（对于BoreInspect）或管状部件（对于TubeInspect）的旋转速度设置得比获取尺寸测量的速度慢。

为了测量更好的粗糙度值，可以放宽上述准则。

粗糙度测量曲线示例。表面形状和波纹已被滤除。

对制造商的好处

该系统具有许多优点：

微米精度的非接触式测量

能够使用同一探针测量ID上的粗糙度，尺寸，颤动和缺陷

ID的线性，圆形或螺旋形轮廓

支持完全自动化的测量和报告

与接触探针或手动检查技术（例如使用复制品）相比，获取速度更快

由于采用了共线扫描技术，因此比三角测量技术或接触轮廓仪更好地覆盖了高纵横比特征（例如，O形环槽的角，底切，台阶，通道，十字孔，花键，螺纹）。

适用于实验室和车间环境

可与机器人，精密平台或在线检查站集成。

诺飞堪光学探头以共线方式扫描，这意味着发射光束和反射光束沿同一轴传播。这意味着也就是说，对于扫描高纵横比的特征，与使用三角测量剖分技术进行扫描相比，对于扫描高纵横比的特征，角的遮挡是无或最小。

应用范围广

BoreInspect和TubeInspect可以在以下ID上测量粗糙度：

汽车动力总成组件

轴承类

飞机发动机管汇

枪钻溢流阀孔（油气行业）

医疗设备

枪管

等等

BoreInspect扫描汽车阀体的内孔

哪种系统适合我的ID粗糙度应用？

BoreInspect和TubeInspect都是现成的3D计量系统，均配备了为该应用选择的光学探头。

要在两种系统之间进行选择，请考虑以下一般的注意事项：

只有TubeInspect可以测量管状零件的ID和OD

只能将BoreInspect旋转扫描仪探针用作机器人末端执行器。但是两个系统都可以让机器人向他们展示被测零件。

如果无法将被测零件放在旋转平台上，则可以使用BoreInspect。

为了确保**的搭建形式，需要评估部件的尺寸，重量，位置等参数。我们建议客户咨询诺飞堪应用专家，以确定适合您测量应用的**配置。