Лучшие методы измерения обрабатываемых деталей с ЧПУ | КИМ, лазер, допуск

Микроны имеют огромное значение в таком ответственном деле, как обработка на станках с ЧПУ. Гладкая поверхность обработанного компонента скрывает сложные этапы и проверки, которые определяют производительность, срок службы и безопасность. Это называется наукой блеска. Для машиниста, инспектора по качеству или инженера знание современных методов измерения является не только преимуществом, но и необходимостью.

В этом руководстве мы также раскроем самые надежные, новейшие и точные Методы измерения деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ. От координатно-измерительных машин (КИМ) до лазерных сканеров, от тестеров шероховатости поверхности до измерителей допусков - это ваше самое полное руководство по освоению точности размеров.

Почему точные измерения важны при обработке с ЧПУ?

Подумайте о создании двигателя самолета, в котором детали подходят друг к другу только с погрешностью в 0,01 мм. Катастрофа, верно? В таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская промышленность, точность измерений не терпит компромиссов. Точные измерения:

• Предотвращение брака и повторной обработки деталей
• Обеспечение совместимости компонентов и сборки
• Соответствие строгим отраслевым стандартам и стандартам ISO
• Оптимизация производительности и надежности

Методы контроля размеров: Передовая линия точности

Процесс обработки, который оказывает наибольшую поддержку в обеспечении качества, - это контроль размеров. Лучшими методами являются следующие:

1. Координатно-измерительные машины (КИМ)

Почему это важно: КИМ - это титаны точных измерений. Используя измерительную систему, они измеряют геометрию физических объектов с предельной точностью.

Типы КИМ:

• КИМ мостового типа
• КИМ портального типа
• Горизонтально-рычажные КИМ
• Портативные КИМ (шарнирные рычаги)

Что они измеряют:

• Диаметр отверстия
• Плоскость
• Цилиндричность
• Профиль и контур

КИМ, как правило, сочетаются с данными САПР, что позволяет сравнивать деталь и ее 3D-версию в реальном времени. Они обеспечивают повторяемость и точность в 1 микрон.

2. Оптические компараторы

Они проецируют увеличенный силуэт детали на экран для проверки ее профиля и размеров по шаблонам. Идеально подходит для анализа небольших плоских деталей и их быстрого визуального изучения.

3. Микрометры и штангенциркули

Устаревшие, но ставшие золотым стандартом инструменты для основных измерений:

• Микрометры: Для высокоточных измерений наружной и внутренней поверхности, а также глубины
• Суппорты: Универсальный и быстрый для внутренних и внешних размеров

4. Измерители высоты

Используется для измерения вертикальных размеров и разметки предметов с высокой точностью на гранитной плите.

Бесконтактные и контактные измерительные системы

Контактные измерительные системы

Эти инструменты обеспечивают физический контакт с деталью:

• КИМ с контактными датчиками
• Микрометры
• Циферблатные индикаторы

Плюсы:

• Высокая точность
• Хорошо подходит для плотных или твердых материалов

Конс:

• Может привести к износу мягких или деликатных поверхностей

Бесконтактные измерительные системы

К ним относятся лазерные сканеры, системы структурированного света и системы технического зрения.

Плюсы:

• Быстрое измерение
• Идеально подходит для мягких, маленьких или чувствительных компонентов
• Быстрый захват всей геометрии поверхности

Конс:

• Точность немного ниже, чем у контактных методов
• Более дорогое оборудование

Проверка шероховатости поверхности и допусков

Даже если деталь соответствует размерным характеристикам, текстура поверхности может сделать ее функциональной.

Приборы для определения шероховатости поверхности

Они могут называться профилометрами и измеряют шероховатость (Ra, Rz и т.д.) путем сканирования поверхности. Причина, по которой это необходимо:

• Влияет на трение, износ и смазку
• Влияние на адгезию покрытия
• Необходим для герметизации поверхностей

Контроль допусков

Детали с ЧПУ часто имеют допуски в пределах ±0,005 мм. Для проверки используются специализированные инструменты:

• Допуск на положение
• Плоскостность и прямолинейность
• Округлость и концентричность

Инструменты включают:

• Манометры для измерения отверстий
• Штекерные манометры
• Манометры с защелкой
• Кольцевые датчики

Передовые оптические и цифровые инструменты

Технологии изменили представление о точности. Давайте познакомимся с некоторыми футуристическими инструментами, которые сегодня уже вошли в обиход:

1. Системы лазерного сканирования

В них используются высокоскоростные лазерные лучи для захвата миллионов точек на поверхности детали. Полученное облако точек затем сравнивается с данными САПР для мгновенного обнаружения дефектов.

2. 3D-сканеры со структурированным светом

Они проецируют известный рисунок на поверхность детали и анализируют деформацию для расчета геометрии.

3. Системы измерения зрения (VMS)

Камеры и объективы с высоким разрешением выполняют точные 2D и 3D измерения без контакта.

4. Цифровые микроскопы

С увеличением до 5000x они помогают в микроинспекции небольших обработанных деталей или дефектов поверхности.

Интеграция CAD/CAM для контроля в процессе производства

Современные станки с ЧПУ часто оснащаются измерительными системами и программным обеспечением для контроля в реальном времени. Интеграция с CAD/CAM позволяет:

• Корректировки в процессе производства
• Автоматизированное исправление ошибок
• Снижение количества брака

Неопределенность измерений и калибровка: Неупомянутые факторы

Неопределенность и частая калибровка отсутствуют в любом режиме измерений.

• Неопределенность: Количественное сомнение в измерениях. Знание этого факта помогает определить диапазоны приемлемости.
• Калибровка: Все измерительные инструменты должны регулярно калиброваться с использованием прослеживаемых стандартов (сертифицированных NIST или ISO)

Как выбрать правильный метод измерения

Спросите себя:

• Каков критический допуск?
• Является ли поверхность тонкой или отражающей?
• Вам нужна высокая скорость или сверхточность?
• Геометрия включает в себя простые или сложная геометрия?

Применение деталей с ЧПУ в промышленности

• Аэрокосмическая промышленность: Реактивные турбины, шасси и рамы самолетов требуют высокоточных (сверхлегких) компонентов.
• Медицинская промышленность: Медицинские имплантаты и хирургические инструменты требуют микронной точности и зеркальной отделки.
• Автомобили: Компоненты трансмиссии и двигателей должны работать с небольшими допусками и должны быть сглажены.

Все эти отрасли зависят от сочетания контактных и бесконтактных стратегий, основанных на геометрии и материале детали.

Заключение

Обработка на станках с ЧПУ Может быть, это и резка металла, но настоящее мастерство заключается в том, чтобы методы измерения обрабатываемых деталей с ЧПУ. Это мешает производительности, безопасности и репутации. От скромного штангенциркуля до современных координатно-измерительных машин (КИМ), лазерных сканеров и систем 3D-изображения - эти прецизионные измерительные инструменты в механической обработке развивались, чтобы соответствовать постоянно растущим требованиям современной промышленности.

Поэтому в следующий раз, когда вы будете восхищаться блеском обработанной детали, помните: ее совершенство не случайно, оно является результатом тщательной работы. методы контроля размеровтщательный контроль шероховатости поверхности и допусков, а также разумное использование бесконтактных и контактных измерительных систем. Измерения - это не второстепенная задача, это скрытый герой совершенства ЧПУ.

Часто задаваемые вопросы о методах измерения деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ