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    1. 齒輪技術
      回轉工件綜合測量一次性完成

      發布時間:2020.04.20 13:49  瀏覽次數:  作者:

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      齒輪技術對齒輪測量設備的要求很高:齒輪測量設備必須為齒面的齒形和螺旋線測量提供很高的測量精度以便進行測量數值的連續記錄(掃描),并以很高的點密度探測到微小的偏差。這些任務需要高精度形狀和坐標檢測的復雜組合??肆重惛窬軠y量中心具備這樣的特性,使得通常需要在多臺設備上完成的回轉工件的多種測量任務能夠在一臺克林貝格精密測量中心上組合完成。





      多功能克林貝格精密測量中心的背后是其專有技術和工具開發,這首先使得設備在車間現場的使用成為可能。


      齒輪測量的主要挑戰在于需要在一臺設備上組合高精度路徑測量、通用形狀測量和絕對三維測量,而且保證精度不打折扣。在齒輪精度檢測中,需要對絕對尺寸,如齒厚和齒頂圓直徑進行檢測,這二者都是坐標測量的實例。同時,必須要確保形狀誤差,如齒形和齒向誤差保持在非常嚴格的范圍內。另外,如果需要在齒形的波紋基礎上對齒輪的運轉特性進行評估,則對形狀測量精度的要求就會更高。


      測量設備的這些特性可以使它超越僅僅用于齒輪測量,而獲得更有利益的應用??肆重惛窬軠y量中心也可以對軸類工件完成絕大多數的測量任務。對于坐標測量和形狀測量都是如此。


       

      采用自主開發技術的形狀測量

       

      克林貝格測量設備的核心元件是其連續掃描3D測頭。對于形狀測量,測頭系統必須具備有效的掃描性能。這需要測頭的低測量和偏轉力以及測頭運動系統的低慣量。同時還需要高采樣頻率以及位移和測量信號之間的比率。另一方面,系統必須沿所有探測方向提供可靠的、無問題的測量信號并且保護測頭避免由于碰撞或誤操作帶來的損壞。


      為此克林貝格持續對3D測量系統進行了專有性的開發,從而滿足其精度和穩健性的要求。


      克林貝格精密測量中心上另外一個為高精度形狀測量所必需的主要元件是工件回轉軸。對于形狀測量,工件回轉軸的圓度測量精度必須比被測工件的公差精密約10倍。大多數情況下,形狀測量設備采用氣浮軸承以提供很高的圓度測量精度。但是,氣浮軸承的穩健性不足以應對現場測量,而現場測量多年來卻是克林貝格的技術出色之處。為此克林貝格一直堅持精密滾動體技術的專有開發。為了獲得采用此項技術的必需精度,克林貝格一直堅持在本廠自己制造軸承。


       

      出色的軸


      基于所有努力,我們得到了一臺具備優異特性的測量設備,它不僅限用于齒輪測量技術,而且也適用于通用的軸測量技術??肆重惛竦睦砟钍窃谝慌_測量設備上,不僅要測量軸上的齒輪,還要測量整個軸上的全部需要測量的參數。



      小結:


      多合一完整方案


      無需轉換,無需換機:克林貝格精密測量中心結合了傳統上需要若干臺設備完成的精密形狀、坐標和表面測量任務。如此“多功能”的設備,可用于測量曲軸和凸輪軸,也可以直接用于車間現場。

       

       



      甚至沒有齒輪特征的部件也可以采用如圖P 40型精密測量中心進行測量。


      P40配置:


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      圖1:如圖P 40型精密測量中心可以測量整個軸上需要測量的全部參數



      克林貝格在該領域的開發十分先進,以致于很多沒有齒輪的部件也選擇在克林貝格精密測量中心上進行測量(見圖1)。


      軸測量任務的典型實例是發動機制造中的曲軸和凸輪軸。這些零件需要大量的幾何測量操作。


      除了坐標和形狀測量外,在一次測量過程中,還可以檢測表面精度。



      深入了解:曲軸……


      曲軸的主要元素是主軸頸和連桿軸頸,圓度、徑向跳動和幾何尺寸對它們來說都是關鍵因素。連桿軸頸的角向位置是另外一項精度指標。在檢測軸承座的過程中,進行尺寸、形狀和位置測量(見圖2a)。驅動法蘭檢測(見圖2b)則集中在孔的位置檢測和精密孔的角向位置,例如與連桿軸頸或齒輪之間的角向位置關系。為此,可采用自動探針更換架來選取帶角度的探針。


       

      ……和軸向軸承座

       

      微信圖片_20200420141642.png


      如軸向軸承座,則有不同的測量任務:一方面要測量徑向和軸向軸承表面之間的過渡圓角半徑(見圖3a),另一方面要測量軸向軸承表面的粗糙度(見圖3b)。粗糙度的測量,要使用帶滑動導頭的測頭,根據不同測量任務,裝備有尖點半徑5 μm或2 μm的探針。這樣就可以在精密測量中心上直接進行符合標準的粗糙度測量。


      微信圖片_20200420141734.png


      粗糙度 測量

       

      粗糙度測量是測量步驟的一個組成部分。就像普通的測頭元件一樣,粗糙度測頭通過標準的過渡盤與3D測頭系統適配。這就意味著可以通過自動探針更換架來選取粗糙度測頭??肆重惛駷榇碎_發了一種特殊的適配器,使得粗糙度測頭的插頭連接器也可以自動插入連接。粗糙度測頭具備內置電動旋轉機構,可以根據測量任務自動調整測頭方向。

       

      得益于這些前提,可以在自動測量循環中涵蓋不同的粗糙度測量,從而在一次操作過程中對于整個工件進行完整的測量。該過程的另外一個優勢是可以達到很高的重復精度。因為粗糙度測頭是像普通的探針元件一樣吸附在3D測頭系統上,采用相同的軸運動,這樣就使粗糙度測量計錄始終在工件的相同位置進行。

       

      這樣就使精確定義的測量在工件相關功能位置能夠重復進行。



      鏈輪和圓柱齒輪測量


      毫無疑問,也可以在同一臺測量設備上,在一次裝夾下進行鏈輪和圓柱齒輪的測量??肆重惛穸嗄甑慕涷炓呀涷炞C了它特別是在圓柱齒輪測量領域的技術先進性。圓柱齒輪測量軟件包括多個評估選項,可以覆蓋所有相關的全球標準(如DIN、ISO、AGMA)。

       

      同時也考慮了大多數行業先進的齒輪和齒輪箱制造商的工廠標準,這對于供應商行業尤其重要。



       


      車間生產:由于使用了鋼鐵材料, 設備部件和被測量部件具備相同的溫度膨脹系數。


       

      凸輪軸檢測

       

      微信圖片_20200420142125.png

      圖4a:凸輪軸測量


      軸測量的另外一個特點是可用于凸輪軸檢測。這種情況下是將凸輪的名義幾何數據與實際測量結果,即凸輪的實際幾何數據進行比較(見圖4a/b)。用戶可以選擇著重于單個凸輪測量任務,或所有凸輪顯示在一起,以便獲得整個工件的概貌。當然,同時可以評估凸輪形狀以及不同凸輪高點之間的相互位置。


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      車間現場使用


      使用克林貝格精密測量中心的一個極其重要的方面是可以享受到通過有效的溫度補償獲得的良好溫度性能。如今在很多應用中,測量室直接放置在車間現場。這樣就可以避免從測量間的長距離和非生產等待時間,特別是在首件檢測時,可以馬上投入生產。合理的機床設計和溫度補償效果使得在車間現場使用成為可能。在此一貫使用的鋼鐵材料床身很有好處,因為設備元件和被測量元件具備相同的溫度膨脹系數。而且,殘余誤差補償是基于環境、機床和工件的溫度測量而進行計算的。這就使得測量設備可以在車間環境中使用 - 在許多情況下可以不需要空調測量間。


      通過集成隔振裝置選項可以完善車間測量(見圖1)。



      結論:


      很多部件可以在克林貝格精密測量中心上進行完整的測量,特別是在傳動系統技術領域。主要的優勢在于在單臺測量設備上組合了形狀、坐標和表面測量。


      這樣就避免了更換不同設備和工具。而且還有可能在一個自動循環過程中執行多重測量任務。通過直接在車間測量的可能性,這些在測量復雜軸對稱部件時優化效率的特性得到增強。



      亮點概述:


      1. 形狀、坐標和表面測量的組合

      2. 復雜的軸對稱元件測量(如曲軸和凸輪軸)

      3. 在一個自動循環過程中執行多種不同測量任務

      4. 重復精度高

      5. 測量軟件覆蓋相關國際標準以及行業先進的齒輪和齒輪箱制造商工廠標準

      6. 有效的溫度補償適合設備在車間環境中的使用




      大昌華嘉編譯


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