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測頭與蔡司三次元測針的選擇和使用
2019-06-12 13:24:51
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徐州蔡司三次元測針維修

  測頭與蔡司三次元測針的選擇和使用


  隨著工業發展對千變萬化而又復雜的加工件要求日益提高,精度檢驗的要求就更加嚴苛。質量保證和坐標測量技術在這些過程中發揮著關鍵作用。其中影響量測結果的重要因素除了三坐標測量機機體本身的設計之外,測頭與蔡司三次元測針的選擇和使用在工業測量技術中發揮著重大作用,也是非常關鍵的要素。遺憾的是,大部分的使用者都忽略了如更換測頭上的蔡司三次元測針這種不起眼的操作,其可能對實際精度造成的巨大影響,導致測量結果發生較大的變化。


  在實際的測量過程中,對蔡司三次元測針的正確選擇是一門非常重要的課題,如果使用的測球球度差、位置不正、螺紋公差大,或因設計不當使測量時產生過量的繞度變形,則很容易降低測量效果。


  以下為一個典型示例:


  符合ISO10360-2(MPEP)的典型測量誤差,用配5級測球的蔡司三次元測針測得:MPEP=1.70μm。


  此數字通過測量25個離散點得出,每個離散點都被估算為25個單獨的半徑,半徑的變化范圍是MPEP值。


  測球圓度對此產生直接影響,因此在該示例中把5級測球換成10級后,該值增加了0.12μm,并使測量誤差增加了7%MPEP=1.82μm(注:5級測球球度=0.13μm;10級測球球度=0.25μm)


  選擇蔡司三次元測針時一定要非常謹慎,以確保最適合您的測量應用。被測工件的外型特征將決定要采用的蔡司三次元測針類型和大小,在所有情況下蔡司三次元測針的最大剛度和測球的球度至關重要。大多數蔡司三次元測針的測尖是一個球頭,最常見的材料是人造紅寶石。此類測尖圓度的任何誤差都可能成為坐標機測量不確定度的一個影響因素,這很可能造成坐標機精度降低達10%。兩種最常用的測球指標是5級和10級(等級越低測球越好)。測球等級由5級“降”到10級,蔡司三次元測針可能會節約些許成本,但極有可能對高精度的要求造成威脅。


  蔡司三次元測針球頭材質除紅寶石外,還有氮化硅、氧化鋯、陶瓷和碳化鎢。在掃描應用中最為明顯,如以紅寶石蔡司三次元測針來掃描鋁材或鑄鐵,兩種材料之間的相互作用會產生對紅寶石測球表面的“粘附磨損”。因此,建議使用氮化硅蔡司三次元測針來掃描鋁材工件或使用氧化鋯蔡司三次元測針來掃描鑄鐵工件,以避免粘附磨損現象。


  此外,測桿的材料考慮也非常重要。測桿必須設計具有最大的剛性,確保在測量過程中將彎曲量降至最低。除最基本的不銹鋼外,對于需要大剛度的小直徑桿或超長桿使用碳化鎢桿是最好的選擇,而陶瓷蔡司三次元測針桿所具有的剛性優于鋼蔡司三次元測針桿,但重量遠比碳化鎢輕。


  采用陶瓷桿的測頭因發生碰撞時蔡司三次元測針桿會破碎,因此蔡司三次元測針對測頭有額外的碰撞保護作用。另外重量極低的碳纖維是一種惰性材料,這種特性與特殊樹脂基體相結合,在大多數極惡劣的機床環境下具有優異的防護作用。它是高精度應變儀片式測頭的最佳探針桿材料,具有優異的減振性能和可忽略不計的熱膨脹系數。


  為確保量測的精度,建議您:


 ?。?)盡可能選擇短的蔡司三次元測針:因為蔡司三次元測針越長彎曲或變形量越大,精度越低。


 ?。?)盡可能減少蔡司三次元測針組件數:每增加一個蔡司三次元測針與蔡司三次元測針桿的連接,便增加了一個潛在的彎曲和變形點。


 ?。?)盡可能選用測球直徑越大的蔡司三次元測針:一是這樣能增大測球/蔡司三次元測針桿的距離,從而減少由于碰撞蔡司三次元測針桿所引起的誤觸發;其次,測球直徑越大,被測工件表面粗糙度的影響越?。ㄓ绕涫窃趻呙璧膽弥懈黠@)。


 ?。?)用很長的蔡司三次元測針/加長桿組合進行檢查時,建議不要選擇標準的三點機械式定位觸發式測頭,因為其剛性低,會因蔡司三次元測針的彎曲造成精度喪失,高精度應變儀片式測頭是較佳的選擇。


 ?。?)當組裝蔡司三次元測針配置時,需要參考測頭制造商指定的最大容許蔡司三次元測針長度與重量。


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