測(cè)頭與測(cè)針的選擇和使用
隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)千變?nèi)f化而又復(fù)雜的加工件要求日益提高巩恼,精度檢驗(yàn)的要求就更加嚴(yán)苛。質(zhì)量保證和坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在這些過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用靠抑。其中影響量測(cè)結(jié)果的重要因素除了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)機(jī)體本身的設(shè)計(jì)之外量九,測(cè)頭與測(cè)針的選擇和使用在工業(yè)測(cè)量技術(shù)中發(fā)揮著重大作用,也是非常關(guān)鍵的要素颂碧。遺憾的是荠列,大部分的使用者都忽略了如更換測(cè)頭上的測(cè)針這種不起眼的操作,其可能對(duì)實(shí)際精度造成的巨大影響载城,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果發(fā)生較大的變化肌似。
在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中,對(duì)測(cè)針的正確選擇是一門(mén)非常重要的課題诉瓦,如果使用的測(cè)球球度差川队、位置不正、螺紋公差大睬澡,或因設(shè)計(jì)不當(dāng)使測(cè)量時(shí)產(chǎn)生過(guò)量的繞度變形固额,則很容易降低測(cè)量效果。
以下為一個(gè)典型示例:
符合ISO 10360-2 (MPEP)的典型測(cè)量誤差,用配5級(jí)測(cè)球的測(cè)針測(cè)得:MPEP=1.70μm斗躏。
此數(shù)字通過(guò)測(cè)量25個(gè)離散點(diǎn)得出逝慧,每個(gè)離散點(diǎn)都被估算為25個(gè)單獨(dú)的半徑,半徑的變化范圍是MPEP值父森。
測(cè)球圓度對(duì)此產(chǎn)生直接影響若战,因此在該示例中把5級(jí)測(cè)球換成10級(jí)后,該值增加了0.12μm效聂,并使測(cè)量誤差增加了7% MPEP=1.82μm(注:5級(jí)測(cè)球球度=0.13μm瞪澈;10級(jí)測(cè)球球度=0.25μm)
選擇測(cè)針時(shí)一定要非常謹(jǐn)慎,以確保最適合您的測(cè)量應(yīng)用枷澜。被測(cè)工件的外型特征將決定要采用的測(cè)針類型和大小脓额,在所有情況下測(cè)針的最大剛度和測(cè)球的球度至關(guān)重要。大多數(shù)測(cè)針的測(cè)尖是一個(gè)球頭跷缀,最常見(jiàn)的材料是人造紅寶石搬混。此類測(cè)尖圓度的任何誤差都可能成為坐標(biāo)機(jī)測(cè)量不確定度的一個(gè)影響因素,這很可能造成坐標(biāo)機(jī)精度降低達(dá)10%那捍。兩種最常用的測(cè)球指標(biāo)是5級(jí)和10級(jí)(等級(jí)越低測(cè)球越好)拾点。測(cè)球等級(jí)由5級(jí)“降”到10級(jí),測(cè)針可能會(huì)節(jié)約些許成本槐滔,但極有可能對(duì)高精度的要求造成威脅勃痴。
測(cè)針球頭材質(zhì)除紅寶石外,還有氮化硅热康、氧化鋯沛申、陶瓷和碳化鎢。在掃描應(yīng)用中最為明顯姐军,如以紅寶石測(cè)針來(lái)掃描鋁材或鑄鐵铁材,兩種材料之間的相互作用會(huì)產(chǎn)生對(duì)紅寶石測(cè)球表面的“粘附磨損”。因此奕锌,建議使用氮化硅測(cè)針來(lái)掃描鋁材工件或使用氧化鋯測(cè)針來(lái)掃描鑄鐵工件著觉,以避免粘附磨損現(xiàn)象。
此外惊暴,測(cè)桿的材料考慮也非常重要饼丘。測(cè)桿必須設(shè)計(jì)具有最大的剛性,確保在測(cè)量過(guò)程中將彎曲量降至最低缴守。除最基本的不銹鋼外葬毫,對(duì)于需要大剛度的小直徑桿或超長(zhǎng)桿使用碳化鎢桿是最好的選擇,而陶瓷測(cè)針桿所具有的剛性優(yōu)于鋼測(cè)針桿屡穗,但重量遠(yuǎn)比碳化鎢輕讥捧。
采用陶瓷桿的測(cè)頭因發(fā)生碰撞時(shí)測(cè)針桿會(huì)破碎娶恕,因此測(cè)針對(duì)測(cè)頭有額外的碰撞保護(hù)作用。另外重量極低的碳纖維是一種惰性材料锤楷,這種特性與特殊樹(shù)脂基體相結(jié)合篓释,在大多數(shù)極惡劣的機(jī)床環(huán)境下具有優(yōu)異的防護(hù)作用。它是高精度應(yīng)變儀片式測(cè)頭的最佳探針桿材料间皮,具有優(yōu)異的減振性能和可忽略不計(jì)的熱膨脹系數(shù)采璧。
為確保量測(cè)的精度,建議您:
≌忠簟(1)盡可能選擇短的測(cè)針:因?yàn)闇y(cè)針越長(zhǎng)彎曲或變形量越大馋顶,精度越低。
∈匝(2)盡可能減少測(cè)針組件數(shù):每增加一個(gè)測(cè)針與測(cè)針桿的連接麻彬,便增加了一個(gè)潛在的彎曲和變形點(diǎn)。
∽⒘取(3)盡可能選用測(cè)球直徑越大的測(cè)針:一是這樣能增大測(cè)球/測(cè)針桿的距離窍各,從而減少由于碰撞測(cè)針桿所引起的誤觸發(fā);其次廷蓉,測(cè)球直徑越大全封,被測(cè)工件表面粗糙度的影響越小(尤其是在掃描的應(yīng)用中更明顯)桃犬。
∩层病(4)用很長(zhǎng)的測(cè)針/加長(zhǎng)桿組合進(jìn)行檢查時(shí),建議不要選擇標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)機(jī)械式定位觸發(fā)式測(cè)頭疫萤,因?yàn)槠鋭傂缘退炭纾瑫?huì)因測(cè)針的彎曲造成精度喪失,高精度應(yīng)變儀片式測(cè)頭是較佳的選擇扯饶。
(5)當(dāng)組裝測(cè)針配置時(shí)池颈,需要參考測(cè)頭制造商指定的最大容許測(cè)針長(zhǎng)度與重量尾序。
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