Fotogalerie
Řezání závitů je komplexní proces, který vyžaduje přesnou geometrii břitů řezného nástroje s mnoha různými úhly (úhel čela, úhel hřbetu, úhel břitu, úhel řezu) vyobrazenými na obrázku vlevo. Navíc, některé nástroje pro řezání závitů jsou vícebřité až se 3 zuby, což komplikuje měření geometrie řezné hrany.
V minulosti se kontrola kvality musela spoléhat na jednoduché optické zařízení pro měření rozměrové přesnosti a na hrotové zařízení pro měření drsnosti břitu řezného nástroje. Tyto měřicí techniky poskytují velice limitované informativní hodnoty. Navíc, měřené řezné nástroje musí být velice často upraveny tak, aby bylo možné měřit jednotlivé části řezného nástroje, což je destruktivní proces, po kterém již nástroj není použitelný pro výrobu.
Fotogalerie
Pro zlepšení kvality řezných nástrojů vznikl požadavek na flexibilní zařízení, které by dokázalo měřit a stanovit kritické rozměry řezného nástroje a povrchovou drsnost břitu bez nutnosti destrukce měřeného řezného nástroje.
Měření
Úhel břitu je velmi důležitý parametr z hlediska očekávané životnosti řezného nástroje. Za účelem tohoto měření byl využitý 5osý 3D optický profilometr v módu Ai Focus Variation (zaostřovací variační mikroskopie) HDR (výrobcem zařízení je firma Sensofar) v kombinaci se 100x zvětšením objektivu pro získání 3D topografie břitu řezného nástroje (obrázek vpravo - příčný profil řezné hrany je zobrazen v grafu a vrchní pohled na břit zobrazený vpravo dole). Je důležité zmínit, že pro toto měření by byla vhodná a velice přesná i metoda měření pomocí konfokálního módu.
Fotogalerie
Řezný nástroj byl umístěn do přístroje v držáku pod úhlem 63,5 °, jak je vyobrazeno na obrázku vlevo (přístroj S neox Five Axis 3D optický profilometr, výrobce Sensofar).
Naměřená data topografie 3D profilu břitu řezného nástroje byla zpracována pomocí softwaru SnesoPRO v plug-in „Edge“ pro automatickou analýzu dat. Tento softwarový modul umožňuje automatickou detekci břitu řezného nástroje a počítá určité hodnoty z příčných profilů břitu.
Fotogalerie
V tomto konkrétním případě bylo zvoleno 30 profilů, ze kterých byl kromě mnoha dalších parametrů vypočítán i rádius břitu řezného nástroje (obrázek vpravo - seznam počítaných parametrů břitu řezného nástroje). Software počítá i drsnost povrchu břitu řezného nástroje (např. Ra, Rq nebo Rz).
Software SensoPRO umožňuje vizualizaci každého měřeného parametru a pro každý parametr poskytuje určitou statistiku (např. střední hodnotu, standardní odchylku, minimum a maximum).
Fotogalerie
Obrázek vlevo ukazuje průměrnou hodnotu rádiusu r = 5,14 µm vypočítanou z 30 profilů se standardní odchylkou ± 0,35 µm. Software také umožňuje nastavení tolerancí a exportování výsledků v reportu se zvýrazněním hodnot vyhovujícím nebo nevyhovujícím zadané toleranci. V uvedeném příkladu byly minimální a maximální hodnota rádiusu řezné hrany nastaveny na 4,7 a 5,7 µm, jak je vidět z grafu uvedeném v části c).
Posledním požadovaným parametrem je drsnost na břitu řezného nástroje. Tento parametr je automatickým výsledkem měření z měřícího softwaru ve formě mnoha běžných a standardních hodnot jako jsou například Ra, Rz a Rq. Drsnost měřeného břitu je Ra = 0,05 µm.
Na obrázku vlevo vidíme výsledky získané pomocí plug-in „Egde“ v softwaru SensoPro: a) naměřené parametry řezného nástroje, b) jeden z 15 příčných profilů s odpovídajícím rádiusem břitu řezné hrany, úhlem hřbetu a úhlem čela řezného nástroje, c) oblast mimo toleranci (vyznačená oranžově) v grafu s rádiusem břitu na ose y a množstvím měřených profilů (1 – 30) na ose x, d) příklad topografie břitu řezné hrany s příčnými řezy.
Závěr
3D optický profilometr S neox Five Axis umožňuje rychlé a flexibilní měření klíčových parametrů jako jsou rádius a drsnost břitu řezné hrany, úhel hřbetu a úhel čela řezného nástroje, které jsou potřebné pro plynulé zlepšení kontroly a výroby řezných nástrojů.
V uvedené případové studii byl úspěšně změřený průměrný rádius břitu řezné hrany o velikosti r = 5,14 µm a drsnost břitu řezné hrany Ra = 0,05 µm. Tyto parametry byly jednoduše měřitelné s použitím Ai Focus Variation metody a objektivem se 100x zvětšením, pro měření byl využitý speciální aplikační softwarový plug-in „Edge“ k softwaru SensoPRO.
Přístroj S neox Five Axis nabízí tři měřicí metody s použitím jediné senzorové hlavy (tj. Konfokální, Ai Focus Variation a Interferometrická), čímž je velice flexibilní při měření různých úkolů na rozmanitých součástech. Přístroj umožňuje měření jak na velmi hladkých a lesklých površích, tak i na silně drsných a nerovných površích. Měření ostrých úhlů a velmi malých rozměrů na břitu řezné hrany v rozsahu několika mikrometrů dnes již nejsou žádnou překážkou pro 3D měření pomocí optického profilometru.
Zdroj: Sensofar Metrology