Aangepaste oppervlakteafwerkingsmeters voor moeilijk bereikbare plaatsen

Geschreven door Alexandre Dufour, Director of Engineered Solutions bij Mahr Inc.

Ongeveer 30 jaar geleden begonnen draagbare oppervlakteafwerkingsmeters - sommige klein genoeg om in een borstzak te passen - een nieuw niveau van onderdeelcontrole naar de productievloer. Het was om een ​​aantal redenen belangrijk om de inspectie van de oppervlakteafwerking uit het laboratorium en op de vloer te brengen. In de afgelopen 50 jaar waren de maattoleranties van onderdelen kleiner geworden. Het resultaat was dat oppervlakteafwerking en vormonregelmatigheden een steeds groter deel van de totale maattolerantie opslokten, een trend die zich vandaag voortzet. Het was ook duidelijk geworden dat oppervlakteafwerking een zeer belangrijke rol speelde bij de uitvoering van het onderdeel. De unieke eigenschappen van een oppervlak kunnen bepalen of verf op zijn plaats blijft, smeermiddel vasthoudt of lekt, of hoeveel "geluid" wordt geproduceerd wanneer oppervlakken tegen elkaar bewogen.

Met de juiste plaatsing en bevestiging kunnen kleine draagbare oppervlakteafwerkingsmeters gemakkelijk parameters voor oppervlakteafwerking meten, meestal met een druk op een enkele knop. Net als dimensionale handgereedschappen, bieden draagbare meetinstrumenten voor oppervlakteafwerking gebruiksvriendelijke en betrouwbare resultaten voor veel toepassingen. Plaats eenvoudig de meter in zakformaat op het onderdeel zodat de ingebouwde steunkussens hem op zijn plaats vinden, druk op een knop en uw resultaten verschijnen, klaar om te worden vergeleken met de vereisten.

Maar het is niet altijd zo gemakkelijk. Oppervlakteafwerkingsparameters kunnen worden toegepast op vrijwel elk oppervlak van een onderdeel, van binnen een kleine boring, op een kort stuk land of rond een gat, tot een buitendiameter tussen twee muren of zelfs op die muren. Vaak werkt een standaard draagbare meter voor oppervlakteafwerking gewoon niet:de aandrijfeenheid is te groot, de sondearm is te kort of obstakels op het onderdeel zelf belemmeren de plaatsing van de meter.

Probe-armverlengingen

Een mogelijke oplossing is het gebruik van sondearmverlengingen, hoewel ook deze hun beperkingen hebben. Door verlengstukken toe te voegen, neemt het gewicht van de sondearm toe. Met glijdende sondes kan extra gewicht leiden tot ontsierende onderdelen van onderdelen, vooral met zachtere materialen zoals aluminium. Bovendien kan extra gewicht de veerkracht van de slede opheffen wanneer de meter in andere dan horizontale posities wordt gebruikt. Dit kan ertoe leiden dat de sonde tijdens de meting het contact met het oppervlak verliest, wat kan leiden tot foutieve meetresultaten en fouten buiten het meetbereik. Bij skidless-sondes kan extra gewicht van de sondearm trillingen veroorzaken, wat ook van invloed is op de meetresultaten.

In het algemeen mogen sondeverlengingen niet langer zijn dan 100 mm, zodat de slipkracht niet groter is dan 0,6 N. Ook moet het hoekbereik van het instrument binnen een omhulsel van 135° worden gehouden, beginnend bij 45° van horizontaal tot een positie in waarbij de aandrijfeenheid naar beneden is gericht naar de aarde.

Technische oplossingen

Wanneer standaardapparaten de verwachte resultaten niet kunnen bieden, is een betere oplossing om een ​​aangepast ontwerp te maken of een meter te ontwerpen die past bij de specifieke toepassing. Dit is met name het geval in gevallen waar er een groot aantal onderdelen is en snelle betrouwbare metingen nodig zijn - vaak door machinisten die niet bedreven zijn in het meten van afmetingen en oppervlakteafwerking - om de kwaliteit van onderdelen te garanderen en de hoge kosten van het terugroepen van onderdelen te elimineren. Specifieke of op maat gemaakte meters zijn sneller, gemakkelijker te gebruiken en produceren resultaten met betere prestaties en GR&R's. Met een speciale meter kan vrijwel elke operator machinaal bewerkte onderdelen gemakkelijk inspecteren en beslissingen nemen over de kwaliteit ervan. Ze kunnen zelfs de resultaten verzamelen voor procesanalyse en controle.

Om betrouwbare en herhaalbare resultaten te bereiken, moet elke meetinstrument voor oppervlakteafwerking twee dingen doen:1) hij moet de diamanten stylus nauwkeurig aan het uiteinde van de sondearm positioneren om het gespecificeerde oppervlak te meten, en 2) hij moet de gevoelige sondearm en stylus tegen beschadiging tijdens de meetoperaties. Het voldoen aan deze vereisten voor moeilijk bereikbare oppervlakken heeft geresulteerd in de creatie van een hele reeks speciale meters, ontworpen om een ​​snelle, betrouwbare analyse van de oppervlakteafwerking in handen te geven van machinisten op het punt van fabricage - vaak terwijl het onderdeel nog vastgezet in de werktuigmachine.

Cilinderboringen

Cilinderboringen hebben specifieke afwerkingen nodig om de olieretentie en een soepele axiale beweging in evenwicht te brengen. Ze behoorden tot de eerste toepassingen met speciale meetinstrumenten die waren ontworpen voor het meten van de oppervlakteafwerking. Boringen zijn er in verschillende maten en kunnen relatief diep zijn, sommige tot twintig centimeter. Afdrukken kunnen specifieke dieptes en locaties voor controles aangeven, en met tot 12 cilinders in sommige blokken en vier in de overgrote meerderheid van toepassingen met grote volumes, zijn er veel boringen om te meten. Meters moeten dus zeer draagbaar zijn en gemakkelijk voor de operator om uit te lijnen en op diepte in te stellen. Het ontwerp moet ook de gevoelige sonde beschermen, zodat deze niet beschadigd raakt wanneer de meter naar het onderdeel wordt gebracht.

Het speciale draagbare meetinstrument met oppervlakteafwerking lijkt veel op een uitbreidbaar meetinstrument met drie boorgaten. De tri-boring heeft een bepaalde maataanpassing, maar kan op een specifieke maat worden ingesteld. Hierdoor kan hij op zijn plaats "vergrendelen" en zorgt voor zeer herhaalbare metingen zonder invloed van de operator. Het aanwijsapparaat wordt ook beschermd door een overdrachtsmechanisme, zodat er geen positioneringskrachten op worden uitgeoefend wanneer de meter op het onderdeel wordt geplaatst.

De cilinderboringmaat met oppervlakteafwerking leent dezelfde principes. Om het in verschillende maten te kunnen vergrendelen, worden verwisselbare platen gebruikt om het juiste meetbereik voor de diameter te bereiken. Door de meter in te stellen met de juiste set blokken, is een gemakkelijke toegang tot de cilinderboring mogelijk, en eenmaal op zijn plaats zet een handmatig bediende luchtcilinder de maatblokken uit zodat ze de meter op hun plaats vergrendelen.

Maar de cilinder van de meter heeft nog een andere, nog kritischere functie. Wanneer gecomprimeerd zonder dat er lucht wordt toegepast, houdt het de gevoelige sonde voor oppervlakteafwerking in een ingetrokken positie. Dit betekent dat tijdens het inbrengen de sonde in het lichaam van de meter wordt beschermd. Zodra de operator tevreden is met de locatie van de meter, past hij de lucht toe, vergrendelt de meter op zijn plaats en de sonde wordt uitgeschoven zodat hij de oppervlaktetest kan uitvoeren. Als u klaar bent, komt de lucht vrij, wordt de sonde teruggetrokken en komt de meter vrij, zodat de gebruiker deze gemakkelijk kan verwijderen.

Kleine belemmerde boringen

Oppervlakteafwerkingsmetingen op cilinderkopklepgeleiders zijn bijzonder moeilijk uit te voeren vanwege hun kleine formaat (6 mm) en locatie in de cilinderkop. De meest betrouwbare metingen worden uitgevoerd vanaf de "veerzijde" van de cilinderkop, aangezien deze het meest toegankelijk is. De nokkenastorens vormen echter een probleem omdat ze uitsteken in het gebied waar het meetaandrijfsysteem moet worden geplaatst voor meting. Het hebben van een klein aandrijfsysteem is de beste technische oplossing aangezien het aandrijfsysteem tussen de nokkenastorens kan worden geplaatst. Het is mogelijk om een ​​speciaal ontworpen meter te gebruiken die deze problemen elimineert, aangezien de aandrijfeenheid dicht bij de meetlocatie kan worden geplaatst zonder dat er buitensporige meetsondeverlengingen en opstelling nodig zijn. De operator monteert de meter eenvoudig op de buitendiameter van de klepgeleider en de unit past binnen het te meten gebied.

Net als de cilindermaat, trekt deze versie met oppervlakteafwerking de sonde terug totdat een mechanisch overdrachtsmechanisme de sonde vrijgeeft wanneer de plug zich in de definitieve meetpositie bevindt.

Diepe blinde gaten

Boringen zijn doorgaans eenvoudig uit te voeren oppervlakteafwerkingsmetingen in een werkplaatsomgeving. Tenminste, als de boring toegankelijk is en de meetdiepte tot een minimum wordt beperkt. De nokkenas- en krukasboringen van het motorblok zijn echter vaak diepe blinde gaten (tot 500 mm voor de meeste motoren) en zijn zo klein in diameter dat een typische aandrijfeenheid voor oppervlakteafwerking niet binnenin past voor de juiste locatie voor meting.

Gewoonlijk moet de aandrijfeenheid voor oppervlakteafwerking buiten de boring worden gehouden en moet een lange meetsondeverlenging worden gebruikt om de middelste nok- en krukasboringen te bereiken. De ideale oplossing voor het uitvoeren van dergelijke metingen is echter om het meetaandrijfsysteem rechtstreeks naar het te meten oppervlak te brengen.

Een speciale meter kan de aandrijfeenheid en meetsonde direct boven het te meten oppervlak plaatsen zonder dat lange meetverlengingen nodig zijn. De aandrijfeenheid zelf heeft een kleine diameter en kan in de boring direct boven de meetlocatie worden geplaatst.

Belemmerde oppervlakken

Vlakke oppervlakken zijn ook gemakkelijk te meten voor oppervlakteafwerking en golving op de werkvloer, zolang het oppervlak groot genoeg is voor de plaatsing van het meetinstrument en er geen obstakels zijn die de meetrichting blokkeren. Vaak verhinderen echter obstakels en een minimaal landoppervlak het gebruik van traditionele draagbare apparaten.

Sommige oppervlakken hebben niet alleen een klein landoppervlak, maar hebben ook enkele obstakels op het gietstuk die het gebruik van een traditioneel golvingssysteem voor oppervlakteafwerking verbieden. Normaal gesproken zou dit oppervlak moeten worden gemeten met een aandrijfsysteem dat op afstand van het onderdeel wordt gehouden en zou een lange meetsondeverlenging moeten worden gebruikt om het oppervlak te bereiken.

Een meter kan skidless oppervlakteafwerkingsmetingen uitvoeren op de werkvloer terwijl de skidless aandrijfeenheid en meetsonde dicht bij elkaar en zonder sondeverlengingen worden gehouden. Het systeem maakt gebruik van een sjabloonbevestiging voor het positioneren van de skidless-aandrijfeenheid en is iets verhoogd om eventuele obstakels te verwijderen.

Journaaloppervlakken

Oppervlakteafwerking is zeer kritisch op een krukas. Roterend met duizenden RPM's, en met lager- en krukoppervlakken en hun eindvlakken in metaal-op-metaal contact, is er een enorm potentieel voor slijtage. Oppervlakteafwerking bepaalt de levensduur van deze producten.

Bij het meten van de oppervlakteafwerking van kruktappen wordt een concept gebruikt dat lijkt op een klikkaliber. Het meetinstrument voor oppervlakteafwerking moet verstelbaar zijn voor verschillende maten, moet op zijn plaats worden vergrendeld en de sonde beschermen.

Luchtbediend, een speciale journaalafwerkingsmeter stelt gebruikers in staat om de vergrendelingsbekken op de geschatte grootte in te stellen. Met handmatige luchtbediening vergrendelt de meter zichzelf in positie en laat de sonde los om contact te maken met het onderdeel. Zoals bij al deze meters, maakt de sonde geen contact tenzij de meter volledig op zijn plaats is vergrendeld. Het belangrijkste verschil met deze meter is dat deze een transversale sondewerking heeft, zodat de sonde horizontaal langs de kruin van het onderdeel beweegt.

Net zo belangrijk als de lager- en kruktappen zijn de drukvlakken waar ze tegenaan rijden. Een ander snap gage-concept wordt gebruikt om de oppervlakteafwerkingssonde hier te positioneren, en met dezelfde gedachten in het achterhoofd:gemakkelijk te gebruiken, geen invloed van de operator en beschermde positionering van de sonde.

Eerder verschenen in Quality Magazine.