测量难以到达空间内径的圆周粗糙度-西安光电测量novacam诺飞勘中国

2023-06-02 11:15

我们之前的粗糙度测量文章介绍了一种在难以到达的空间(例如管、孔或窄槽)中测量线性(轴向)粗糙度的方法。

但是,如果您需要测量难以到达的空间周围的粗糙度怎么办?在 ID 表面光洁度影响零件性能的高精度零件的制造中通常需要此功能。

例子

汽车或航空航天工业中的密封面就是最好的例子。以发动机燃油喷射器的阀座为例。气门座内径圆周粗糙度过大会影响密封,造成漏气,影响发动机效率,最终造成严重的安全隐患。因此,测量和控制该组件内部的粗糙度是没有商量余地的。


ID 表面粗糙度测量值可从线性或圆形轮廓获得。

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。

让我们澄清一下——粗糙度是什么意思?

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

  1. 表面粗糙度。这是术语“粗糙度”最严格的含义。它可以描述为与标称测量表面的高频/短波偏差。

显示表面粗糙度的图表

表面粗糙度

  1. 表面波纹度粗糙度和波纹度通常一起发现,但分开测量。请注意,波纹度和粗糙度之间没有通用的尺寸限制;相反,限制取决于应用程序的部门和类型。

表面波纹度和粗糙度比较图

表面波纹度与粗糙度

  1. 内径圆周上的表面缺陷,例如划痕、腐蚀或点蚀

  1. 颤振,意思是在制造或精加工过程中,加工工具(例如 CNC、磨床、铣床或钻头)与零件之间的振动通常会产生波瓣。

汽车轴 ID 的颤振分析示例(由 Novacam 3D 计量系统测量和分析)

汽车轴 ID 的颤振分析示例(由 Novacam 3D 计量系统测量和分析)

第 1 方面,即“表面粗糙度”,是本文的主题。

然而,让我们继续讨论主题——从这里开始,本文仅讨论表面粗糙度测量。

另外,请注意,无论粗糙度定义如何,Novacam 系统都能够测量上述所有表面方面- 包括粗糙度、波纹度、尺寸颤振和缺陷。这是因为所有必要的 3D 轮廓数据都是在同一次扫描中采集的。采集的数据点组合形成 3D 点云,从中可以轻松分析上述所有粗糙度方面。

圆周粗糙度的两个系统

Novacam 制造了两种非接触式 3D 计量系统,可测量内径的轴向和圆周粗糙度:

  1. 钻孔检查BOREINSPECT 3D 计量系统使用小直径旋转探头扫描 ID。侧视扫描探头通过内径 (ID) 追踪线性、圆形或螺旋路径。

    • 该系统提供轴向和圆周粗糙度测量。


Novacam BoreInspect 使用旋转扫描探头扫描 ID 表面

Novacam BOREINSPECT 系统使用旋转扫描探头扫描 ID 表面

  1. 管检查TUBEINSPECT 3D 计量系统通过在精密平台上旋转被测(通常是管状)零件来测量内径,同时小直径侧视扫描探头进入管内径。

    • 与 BoreInspect 一样,TubeInspect 获取 ID 的线性、圆形或螺旋轮廓。

    • 此外,TubeInspect 能够测量同一管状部件外部 (OD) 的轴向和圆周轮廓。


TubeInspect 旋转被测(通常为管状)零件以扫描其内径和/或外径。

TUBEINSPECT 系统旋转被测(通常为管状)零件以扫描其内径和/或外径。

从获取的轮廓计算的粗糙度参数

BOREINSPECT 和 TUBEINSPECT 系统都以每秒高达 100,000 个 3D 点测量的速度逐点获取剖面。用户可以选择扫描路径是线性的、圆形的还是螺旋形的。

获得的数据用于计算二维粗糙度参数,如平均粗糙度(Ra)、平均粗糙度深度(Rz)、最大谷深(Rv)、最大峰高(Rp)、最大高度(最高峰到最低谷的距离) (Rt)、均方根粗糙度 (Rq)、偏度 (Rsk) 和峰度 (Rku)。

二维表面粗糙度测量示例:Ra、Rz、Rq、Rp、Rv、Rt

测量粗糙度范围

BOREINSPECT 和 TUBEINSPECT 系统可测量小至 0.05 μm(2.0 μin)的内径粗糙度。要获得这种非常精细的粗糙度,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头,

  • 将探头(在 BOREINSPECT 的情况下)或管状部件(在 TUBEINSPECT 的情况下)的旋转速度设置为比获取尺寸测量值慢。

为了测量更高的粗糙度值,可以放宽上述指南。

粗糙度测量曲线示例。 表面形状和波纹度已被过滤掉。

粗糙度测量曲线示例。表面形状和波纹度已被过滤掉。

对制造商的好处

该系统提供了许多好处:

  • 微米级精度非接触式测量

  • 能够测量内径上的粗糙度、尺寸、颤振和缺陷——所有这些都使用同一个探头

  • ID 的线性、圆形或螺旋轮廓

  • 支持测量和报告的完全自动化

  • 比使用接触式探头或使用复制品等手动检查技术更快地采集数据

  • 由于共线扫描(见图),与三角测量技术或接触式轮廓仪相比,高纵横比特征(例如 O 形环槽的拐角、底切、台阶、通道、交叉孔、花键、螺纹)的测量范围更广(见图

  • 适用于实验室和车间环境

  • 可选择与机器人、精密平台或在线检测站集成。

Novacam 光学探头以共线方式扫描,这意味着出射光束和反射光束沿同一轴传播。 这意味着对于扫描高纵横比特征,与使用三角测量技术进行扫描相比,角落遮挡没有或最小。

Novacam 光学探头以共线方式扫描,这意味着出射光束和反射光束沿同一轴传播。这意味着对于扫描高纵横比特征,与使用三角测量技术进行扫描相比,角部遮挡没有或很少。

西安光电测量novacam诺飞勘中国


广泛的应用

BOREINSPECT 和 TUBEINSPECT 系统测量以下 ID 的粗糙度:

  • 汽车动力总成部件

  • 轴承

  • 飞机发动机歧管

  • 枪钻安全阀孔(石油和天然气行业)

  • 医疗设备

  • ETC。

BoreInspect 扫描汽车阀体中的内孔

BOREINSPECT 3D 计量系统旋转探头扫描汽车阀体中的孔内


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