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准确定量地测量C面形状的方法

准确定量地测量C面形状的方法

近年来,不仅是金属材料,人们还常常对以轻量、强度高的CFRP(碳纤维增强树脂)和强化玻璃等作为材料的部件和产品的角(边缘)实施倒角加工,使其加工成C面。除了防止存在齿轮等接触部分的机械部件发生边缘磨损以外,有时对手表、笔记工具以及智能手机、平板电脑、可穿戴终端等人接触的产品也会实施该加工。
为了检查要求高精度倒角加工的部件是否正确完成加工,必须实施高精度的定量测量。本页面将介绍C面图纸标记等基础知识,以及实现高精度加工不可缺少的测量所存在的课题与解决方法。

何谓C面

将高强度材料实施剪切加工或冲裁加工时,由于端部变得非常锋利,会进行倒角加工(边缘处理)。倒角加工分为数种,且倒角部分形状各有不同。斜向切削角称为“C面倒角”。其它还有将角加工成弧度的“R面倒角”、细微调整加工的“线倒角”等。

C面的图纸记载

C面在图纸上常用“C”和“数字”表示,例如“C5”、“C10”。“C”表示chamfering(倒角),一般指45度C面。旁边的数字是切除边的尺寸(长度:mm)。它的含义是,以边的尺寸(长度)切除与其相交的直角等腰三角形后的“45度C面”。例如,“C3”的图纸标记和加工内容如下所示。

C面的图纸记载
C面的图纸记载

一般来说,当C面角度不是45度时,用角度和尺寸进行标记。例如,C面角度是25度,倒角部分的边长度是1.5 mm时,如下所示。

C面加工深度的计算方法

例如,以对端部呈45度的角度对准工具或加工目标物,切削制作C面时,通过计算距离端部的深度,可以得知需要切削多深。
把希望切削的深度设为“D”。在“C1”的情况下,可以用以下计算公式求得切削深度。

D=1.0÷√2≒0.7(mm)
想要求得的深度D相当于将以1 mm × 1 mm的边夹住的直角等腰三角形一分为二后,长边为1.0的直角等腰三角形的短边。
C面加工深度的计算方法

直角等腰三角形的各边比例是1:1:√2。
简化后如下。

D≒0.7(mm)
只要记住这个值,即可简单求出从45度方向切削边缘的深度,例如,“C4”时深度是D×4≒2.8。

接触式测量仪在C面测量方面存在的课题

确认是否已通过C面加工获得期望尺寸(公差范围内)和形状是非常重要的。C面是立体形状,因此要求高精度、定量的3D形状测量。
但是,在用接触式的三坐标测量仪、形状轮廓测量仪、游标卡尺、测量量具等进行测量时,出现了难以准确测量等各种课题。

使用三坐标测量仪测量C面的课题

使用三坐标测量仪测量C面的课题

一般来说,三坐标测量仪用接触件接触目标物的3至6点,制作虚拟面来测量C面,但存在如下课题。

使用三坐标测量仪测量C面的课题
C面测量中的虚拟面测量
  • 例如,当C面部分面积很小,只有1 mm2时,要用探头对准该位置,制作虚拟面并准确测量,是极为困难的。
  • 若需测量微小部分的三维形状,需要执行在三坐标测量仪上读取CAD图纸等繁琐操作。这种测量仪要求操作人员具有一定程度的熟练度,因此使用CAD图纸需要更复杂、难度更高的操作。

如上所述,并不是每位现场人员都能准确测量,因此成为一大难题。此外,因为是根据虚拟面的交点来测量C面,所以无法反映出实际形状。

使用形状轮廓测量仪测量C面的课题

使用形状轮廓测量仪测量C面的课题

对于想要测量的C面形状,形状轮廓测量仪必须在垂直方向上准确描画测量线。因此存在以下课题。

将C面水平固定的测量
将C面水平固定的测量
  • 将样品固定于夹具、对样品实施水平调整等作业十分耗时。
  • 为了准确地实施水平调整,必须具备形状轮廓测量仪的相关知识和技能。
  • 使针按照预期通过的作业非常困难,针的微小偏移就会造成测量值偏差。

使用C面游标卡尺和量具测量C面的课题

利用C面游标卡尺、C面测量量具等手动工具,可以非常轻松地测量。但是存在发生测量误差、测量值有偏差等诸多因素。
例如,使用游标卡尺和量具进行测量时,手按住测量位置的力(测量力)、测量位置偏差等各种度的把握因人而异。这会造成测量值发生偏差,难以实现定量测量。

C面测量的课题解决方法

如果重新审视使用的接触式测量仪所存在的课题,可发现某个共同点。那就是,对于立体的目标物和测量位置,总是在以点或线接触的同时进行测量。

为解决这些测量课题,bat365官网开发了3D轮廓测量仪“VR系列”。以非接触的方式,以面为单位来准确捕捉目标物的3D形状。最快1秒完成载物台上目标物的3D扫描,高精度地测量三维形状。因此,测量结果不会产生偏差,可瞬间实施定量测量。具体优点如下。

优点1:不会产生偏差

对于扫描后的3D形状数据,可在电脑画面上使用丰富的辅助工具,在各位置准确描画垂直的轮廓线,因此测量结果不会产生偏差。

利用丰富的辅助工具轻松、准确地测量

即使是过去扫描过的目标物,也可自由测量各个位置的轮廓
即使是过去扫描过的目标物,也可自由测量各个位置的轮廓

只要对目标物扫描过一次,即可测量与过去测量时不同位置的轮廓(截面形状)。无需特意再次准备相同个体重新测量。此外,还可以利用以往的数据,对批次、加工条件、材料等不同的相同形状工件轻松进行差分检查。

优点2:无需在意位置,放置于载物台即可

测量所需的作业是,将目标物放置到载物台上,然后只需按下按钮即可。无需严格定位等预先准备,即使没有测量仪的知识和经验,也能立即实施高精度测量。

优点2:无需在意位置,放置于载物台即可

与接触式测量仪不同,可提取载物台上放置的目标物的特点,自动补正位置。省去了耗时耗力的、严格的位置调整工作。因此,测量作业无需配置专人操作,不熟悉操作的人员也可轻松快速地完成测量。

优点3:高速、高精度地测量

最快1秒内即可一键完成测量。用接触式测量仪测量十分耗时,难以增加测量数,而该产品实现了测量数的大幅增加。

优点3:高速、高精度地测量

快速简单地测量目标物,因此除了对高精度3D形状测量进行开发和试验以外,还可用于抽取检测、小批量和高附加值产品的全数检测。不仅能抑制不良品流出,还能通过简单操作制作报告,因此不会浪费工时,为取得信赖做出贡献。

总结:3D扫描仪可飞跃性地改善C面测量并提升效率

采用“VR系列”,可通过高速3D扫描,以非接触的方式迅速、准确地测量目标物的3D形状,解决接触式测量仪所存在的课题。

  • 消除了人为导致的测量值偏差,实现定量测量。
  • 无需定位等操作,实现只需在载物台上放置目标物后按下按钮的简单操作。避免了配置专人执行测量作业。
  • 简单、快速、高精度地测量3D形状,因此可在短时间内测量多个目标物,有助于提升质量。

另外,还能进行简单分析,例如与3D形状数据和CAD数据的比较、公差范围内的分布等,因此可有效应用于产品开发和制造的趋势分析、抽取检测等各种用途。