Métodos para medir a precisão dimensional de peças de hardware de precisão

Na fabricação industrial moderna, as peças de hardware de precisão têm uma gama extremamente ampla de aplicações, desde pequenos conectores em dispositivos eletrônicos até componentes importantes de transmissão no campo aeroespacial. Sua precisão dimensional afeta diretamente o desempenho da montagem, a confiabilidade operacional e a qualidade geral dos produtos. A precisão dimensional refere-se ao grau de conformidade entre o tamanho real de uma peça e o seu tamanho ideal; quanto menor o desvio, maior a precisão. Portanto, medir com precisão a precisão dimensional das peças de hardware de precisão é um elo fundamental para garantir a qualidade da produção e aumentar a competitividade do produto. Este artigo irá elaborar os métodos para medir a precisão dimensional de peças de hardware de precisão.

I. Métodos de medição com ferramentas de medição tradicionais

As ferramentas de medição tradicionais ainda são amplamente utilizadas em situações onde os requisitos de precisão não são extremamente elevados devido às suas vantagens de operação simples e baixo custo.

1. 1 Paquímetro Vernier

Os paquímetros Vernier são uma ferramenta de medição comum, consistindo em uma escala principal e um vernier. Eles podem medir dimensões como diâmetro externo, diâmetro interno, comprimento e profundidade das peças. Sua precisão de medição é geralmente 0,02 mm, 0,05 mm ou 0,1 mm. Quando em uso, coloque a peça entre as duas mandíbulas de medição do paquímetro, prenda suavemente a peça e, em seguida, leia os valores da escala na escala principal e no vernier; a soma dos dois é o tamanho medido da peça. No entanto, a precisão da medição dos paquímetros vernier é muito afetada por fatores de operação humana, como o ângulo de visão durante a leitura e a força de medição, o que pode levar a erros de medição.

1.2 Micrômetros

Micrômetros, também conhecidos como medidores de parafuso, têm maior precisão de medição do que os paquímetros, geralmente até 0,01 mm. Eles consistem principalmente em uma luva fixa, um dedal, uma bigorna e um parafuso micrométrico. Eles são adequados para medir peças de pequeno porte com requisitos de alta precisão, como o diâmetro das peças do eixo e a espessura das peças da placa. Ao medir, primeiro coloque a peça entre a bigorna e o parafuso micrométrico e depois gire o dedal. Quando o parafuso micrométrico estiver prestes a tocar a peça, mude para a catraca até que ela emita um som de “clique”. Neste ponto, leia os valores da escala na manga fixa e no dedal. Os micrômetros têm certos requisitos para o ambiente de medição; mudanças de temperatura podem causar expansão e contração térmica da própria ferramenta de medição, afetando assim a precisão da medição.

1.3 Indicadores comparadores

Os relógios comparadores são ferramentas de medição do tipo indicador, usadas principalmente para medir os erros de forma e posição das peças, como circularidade, cilindricidade, planicidade e paralelismo. Eles também podem ser usados ​​para calibrar a posição de instalação das peças durante a montagem. Sua precisão de medição é de 0,01 mm e o valor da medição é exibido pela rotação do ponteiro acionado pelo leve movimento do cabeçote de medição. Quando em uso, fixe o relógio comparador em um suporte, faça o cabeçote de medição entrar em contato com a superfície medida, ajuste-o para uma faixa de medição apropriada e, em seguida, mova lentamente a peça ou o suporte e observe a oscilação do ponteiro. A oscilação máxima do ponteiro é o valor do erro da peça.

II. Métodos de medição com instrumentos de medição óptica

Com o desenvolvimento da tecnologia industrial, os instrumentos de medição óptica têm sido cada vez mais utilizados na medição da precisão dimensional de peças de hardware de precisão devido às suas vantagens de não contato, alta precisão e alta eficiência.

1.1 Projetores Ópticos

Os projetores ópticos usam o princípio da projeção óptica para ampliar o contorno da peça medida e projetá-la em uma tela de projeção. Comparando com desenhos ou modelos padrão, eles medem os erros dimensionais e de forma da peça. Eles são adequados para medir peças com formatos complexos, como engrenagens, cames e roscas. Ao medir, coloque a peça na bancada, ajuste o caminho óptico para fazer com que o contorno da peça seja claramente projetado na tela de projeção e, a seguir, use a escala ou vernier na tela para medir as dimensões relevantes. Sistemas de processamento de imagens de computador também podem ser usados ​​para analisar e medir automaticamente a imagem projetada, melhorando a eficiência e a precisão da medição.

1.2 Microscópios para Fabricantes de Ferramentas

Os microscópios dos fabricantes de ferramentas são instrumentos de medição de precisão que integram tecnologias ópticas, mecânicas e eletrônicas. Eles podem ser usados ​​para medir parâmetros como comprimento, ângulo, parâmetros de rosca e parâmetros de engrenagem de peças. Eles ampliam os detalhes da peça medida através de um microscópio e depois medem as dimensões usando o movimento da bancada e do dispositivo de leitura. Os microscópios dos fabricantes de ferramentas são divididos em tipos pequenos, grandes e universais. Entre eles, os microscópios dos fabricantes de ferramentas universais possuem maior precisão de medição e funções mais completas, podendo atender às necessidades de medição de diversas peças complexas.

1.3 Interferômetros Laser

Os interferômetros a laser são instrumentos de alta precisão que utilizam o laser como fonte de luz e o princípio da interferência da luz para medição, com precisão de medição até a nanoescala. Eles podem ser usados ​​para medir parâmetros como comprimento, ângulo, retilineidade e planicidade, e são amplamente utilizados em fabricação de precisão, metrologia e campos de testes. Na medição de dimensões de peças de hardware de precisão, os interferômetros a laser podem calibrar a precisão de posicionamento e repetir a precisão de posicionamento de máquinas-ferramentas, e também podem medir diretamente as dimensões das peças. Seu processo de medição é sem contato, o que não danifica a superfície da peça, e possui uma grande faixa de medição, que pode atender às necessidades de medição de peças de precisão de grande porte.

III. Método de medição de máquina de medição por coordenadas (CMM)

Uma Máquina de Medição por Coordenadas (CMM) é um dispositivo de medição altamente automatizado e de alta precisão. Ele amostra vários pontos da peça medida no espaço tridimensional por meio de um sistema de apalpação (como um apalpador de toque ou um apalpador de varredura), obtém seus valores de coordenadas e, em seguida, calcula os erros dimensionais, de forma e de posição da peça com base nesses valores de coordenadas.

A precisão de medição do CMM pode atingir o nível do micrômetro ou até mais, e é adequado para medir várias peças de hardware de precisão de formato complexo, como peças de caixa e peças de molde. Possui fortes capacidades de processamento de dados e pode ser combinado com sistemas de Design Auxiliado por Computador (CAD) para realizar medição e análise digital de peças. Ao usar uma CMM, a peça precisa ser instalada firmemente na bancada e, em seguida, um programa de medição é compilado ou a sonda é operada manualmente para medição. Após a conclusão da medição, o sistema gerará automaticamente um relatório de medição, exibindo intuitivamente vários valores de erro da peça.

4. Base para seleção de métodos de medição

Ao selecionar o método para medir a precisão dimensional de peças de hardware de precisão, os seguintes fatores precisam ser considerados de forma abrangente:

1. Requisitos de precisão da peça

Peças diferentes têm requisitos diferentes de precisão dimensional; quanto maior o requisito de precisão, maior deve ser a precisão do método de medição e instrumento selecionado. Por exemplo, para peças com requisitos de precisão abaixo de 0,01 mm, geralmente são necessários interferômetros a laser ou CMMs para medição; enquanto para peças com requisitos de precisão em torno de 0,1 mm, paquímetros ou comparadores podem atender às necessidades.

2. Forma e tamanho da peça

A forma e o tamanho da peça também são bases importantes para a seleção do método de medição. Para peças de pequeno porte e formatos simples, podem ser utilizadas ferramentas de medição tradicionais; para peças de formato complexo ou de grande porte, instrumentos de medição óptica ou CMMs precisam ser selecionados.

3. Requisitos para Eficiência de Medição

Na produção em massa, a eficiência da medição é uma consideração importante. Instrumentos de medição óptica e CMMs geralmente têm um alto grau de automação e podem realizar medições rápidas de peças em lote, enquanto as ferramentas de medição tradicionais são mais adequadas para medir peças únicas ou pequenos lotes de peças.

4. Custo de Medição

O custo dos diferentes métodos e instrumentos de medição varia muito. Com a premissa de atender aos requisitos de precisão e eficiência de medição, um esquema de medição com menor custo deve ser selecionado.

V. Precauções durante a medição

Para garantir a precisão da medição da precisão dimensional das peças de hardware de precisão, os seguintes pontos devem ser observados durante o processo de medição:

1. Controle do Ambiente de Medição

Fatores ambientais como temperatura, umidade e vibração afetarão a precisão da medição. De modo geral, a temperatura do ambiente de medição deve ser controlada em 20 ℃ ± 2 ℃, a umidade relativa em 40% - 60% e vibrações severas e luz forte direta devem ser evitadas.

2. Calibração de Ferramentas e Instrumentos de Medição

As ferramentas e instrumentos de medição devem ser calibrados antes do uso para garantir que sua precisão de medição atenda aos requisitos. O ciclo de calibração deve ser determinado de acordo com fatores como a frequência de uso e o nível de precisão das ferramentas e instrumentos de medição.

3. Instalação e posicionamento correto das peças

Durante o processo de medição, a instalação e posicionamento da peça devem ser precisos e confiáveis ​​para evitar erros de medição causados ​​por afrouxamento ou deslocamento da peça. Para peças com formatos irregulares, devem ser utilizados acessórios especiais para fixação.

4. Especificações Operacionais do Pessoal de Medição

O pessoal de medição deve receber treinamento profissional, estar familiarizado com os métodos de operação de diversas ferramentas e instrumentos de medição e seguir rigorosamente os procedimentos operacionais de medição para evitar erros causados ​​por operação humana inadequada.

Concluindo, existem vários métodos para medir a precisão dimensional de peças de hardware de precisão, e cada método tem seu escopo e características aplicáveis. Em aplicações práticas, o método e o instrumento de medição devem ser razoavelmente selecionados de acordo com as condições específicas da peça, e as precauções durante o processo de medição devem ser rigorosamente seguidas para garantir a precisão e confiabilidade dos resultados da medição, fornecendo uma forte garantia para a qualidade da produção de peças de hardware de precisão.