測(cè)頭與測(cè)針的選擇和使用
2022-02-19 22:20:00|
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 作者：
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，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。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，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。遺憾的是，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，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果發(fā)生較大的變化。 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非常重要的課題，如果使用的測(cè)球球度差、位置不正、螺紋公差大，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，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。 此數(shù)字通過(guò)測(cè)量25個(gè)離散點(diǎn)得出，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。 測(cè)球圓度對(duì)此產(chǎn)生直接影響，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，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；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。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，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，最常見(jiàn)的材料是人造紅寶石。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%。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）。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，但極有可能對(duì)高精度的要求造成威脅。 測(cè)針球頭材質(zhì)除紅寶石外，還有氮化硅、氧化鋯、陶瓷和碳化鎢。在掃描應(yīng)用中最為明顯，如以紅寶石測(cè)針來(lái)掃描鋁材或鑄鐵，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，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，以避免粘附磨損現(xiàn)象。 此外，測(cè)桿的材料考慮也非常重要。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。除最基本的不銹鋼外，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，但重量遠(yuǎn)比碳化鎢輕。 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，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，這種特性與特殊樹(shù)脂基體相結(jié)合，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，具有優(yōu)異的減振性能和可忽略不計(jì)的熱膨脹系數(shù)。 為確保量測(cè)的精度，建議您： （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，精度越低。 （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，便增加了一個(gè)潛在的彎曲和變形點(diǎn)。 （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，從而減少由于碰撞測(cè)針桿所引起的誤觸發(fā)；其次，測(cè)球直徑越大，被測(cè)工件表面粗糙度的影響越?。ㄓ绕涫窃趻呙璧膽?yīng)用中更明顯）。 （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，因?yàn)槠鋭傂缘停瑫?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。 （5）當(dāng)組裝測(cè)針配置時(shí)，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。(end)
標(biāo)簽： 測(cè)頭測(cè)針三坐標(biāo)測(cè)量
