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3 个专业提示:以下是形状测量的工作方式

  

确定工件的形状是支持许多制造工艺的最基本测量之一。它分三个步骤进行:形状测量仪测量工件,专用软件过滤数据,然后确定结果—实际上相当简单。但要确保您安全地掌握此流程,有几个要点需要牢记。

提示 1:应用正确的滤波器

要想正确评估测量数据,在软件中选择正确的滤波器是必不可少的先决条件。但如果未提供内部标准或滤波器设置,我们建议采取以下行动:首先决定您想用形状测量仪执行哪项测量任务—表面粗糙度检验还是形状测量。如果您想检查工件的表面粗糙度,则使用短波长的数据进行分析,而将长波长的数据丢弃。如果是要进行形状测量,对涉及形状的长波长数据进行滤波和评估,短波长的数据则可以丢弃。

但对于所述的两项测量任务,您必须考虑进一步的差异。要测量表面粗糙度,滤波器设置以毫米或英寸为单位进行定义。例如,如果将滤波器设置为 0.8 mm,这意味着小于 0.8 mm 的表面偏差将被接受为表面粗糙度,而大于 0.8 mm 的元素将不包括在结果中。

相比之下,举例来说,用于圆度测量的形状滤波器通常指定为角大小,但单位并不是角度,而是名为“每转波数”(简称 UPR)的单位。许多用户选择 50 UPR 作为默认值。这意味着该弧长是一个圆的 1/50,或一个圆形物体表面上对应于7.2 度的一个截面。然而,弧长的变化类似于工件的直径。

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因此,您必须总是根据工件的直径和后续功能选择正确的滤波器。根据滤波器的选择,形状缺陷可能只包含粗粒度组件(工件为椭圆形或“三面等厚”),或者也包含细粒度组件,如更高频的波纹度。

您可以根据直径和应用(例如,在 Mahr 学院的培训课程中,或者直接在 Mahr 形状测试仪进行的培训课中)获得有关正确选择滤波器的更多提示。

提示 2:选择合适的测针大小

选择测针时,您必须考虑待测组件的尺寸。这是因为传感元件顶端的传感球本身就是一个机械滤波器。因此,测针必须与工件尺寸以及每转可测量的最大波数相对应。如果在测量表面上行进的测针元件过大,则无法以最佳方式插入实际轮廓的所有凹处。因此,测针不合适会导致对数据进行不必要的机械滤波,从而导致测量结果失真。

顺便说一句,VDI/VDE 测量和自动化技术协会可以就正确测针元件的选择标准向您提供建议:其指导方针 VDI/VDE 2631“形状测量基础”第 3 页包含了有关如何选择和使用正确测针元件的指南。对于 MarForm MMQ 500,正确测针元件的使用非常方便:其测杆单元一次最多可容纳四个测杆,根据测量任务,无需任何操作员干预即可实现全自动快速切换。

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提示 3:精确对准工件

在使用形状测试仪测量工件的形状和位置特性之前,必须先将其对准:您可以在调心调平工作台的帮助下,对其进行倾斜和对中,使工件的轴与形状测试仪的旋转轴重合。这可以防止您测量实际并不存在的所谓形状缺陷。例如,如果没有正确对准,则穿过倾斜圆柱体的切口可能会错误地显示为椭圆而不是圆。此外,正确对准可防止探测点(理想情况下正好位于 X-Z 平面)在测量过程中发生偏移。

使用 MarForm MMQ 500 这样具有自动调心调平工作台的形状测试仪,您可以很有效地控制对准误差:由于对准过程中的高精度,您可以忽略圆度测量中对误差的影响。例如,外径 50 mm 圆柱体上 5 µm 的典型残余偏心会导致小于一纳米的额外圆度偏差。对于其他特征,特别是与位置相关的特征,或直径较小的组件,对准误差的影响可能更大。但也确实可以通过精确对准来将误差保持在可忽略不计的低水平。

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因此,在实践中,对准过程中会出现两个基本问题:

1. 应在何处(即工件上的哪些点)进行对准?

2. 工件应按多高的精度进行对准?

如果工件有主基准,则应始终与该基准对准。如果没有主基准,合理做法是在公差最小的点进行对准。建议将偏斜限制为残余偏心数值的十倍(50 µm/m 允许倾斜度下 5 µm 残余偏心)。之后,无论被测圆间距如何,残余偏斜都不会引起任何问题。

对于许多测量任务,作为默认值存储在 MarWin 软件中的 5 µm 残余偏心绝对可以满足需要。Mahr 形状测试仪通常能够快速可靠地实现这一点,因此您不应使用更大的值。对于小公差(例如 1 µm 圆度、5 µm 圆柱度或 5 µm 同心度)或直径较小(10 mm 及以下)的组件,建议减小允许的残余偏心。使用新款 MarForm MMQ 500 形状测试仪,您可以快速可靠地将组件对准哪怕是最小的残余偏心。

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