手の届きにくい場所のためのカスタム表面仕上げゲージ

MahrInc.のエンジニアドソリューションディレクターであるAlexandreDufourによって作成されました。

約30年前から、ポータブル表面仕上げゲージ（シャツのポケットに収まるほど小さいものもあります）は、製造現場に新しいレベルの部品制御をもたらしました。実験室から床に表面仕上げ検査を持ち込むことは、いくつかの理由で重要でした。過去50年間、部品の寸法公差は縮小していました。その結果、表面仕上げと形状の不規則性により、全体的な寸法公差の増加し続ける部分が消費されていました。この傾向は今日も続いています。また、表面仕上げが部品の性能に非常に重要な役割を果たしていることも明らかになりました。表面の固有の特性により、塗料が所定の位置に留まっているか、潤滑剤が保持されているか漏れているか、または表面が互いに移動したときに発生する「ノイズ」の量が決まります。

適切な位置と固定具を使用すると、小型のポータブル表面仕上げゲージで、通常はボタンを1つ押すだけで、表面仕上げパラメータを簡単に測定できます。寸法のあるハンドツールと同様に、汎用のポータブル表面仕上げゲージは、多くのアプリケーションで使いやすく信頼性の高い結果を提供します。ポケットサイズのゲージをパーツに配置するだけで、組み込みのレストパッドがその場所に配置され、ボタンを押すと、結果がポップアップ表示され、要件と比較できるようになります。

しかし、それは必ずしも簡単ではありません。表面仕上げパラメータは、小さな穴の内側、短い土地、または穴の周囲から、2つの壁の間の外径、さらにはそれらの壁まで、パーツのほぼすべての表面に適用できます。多くの場合、標準のポータブル表面仕上げゲージは単純に機能しません。ドライブユニットが大きすぎるか、プローブアームが短すぎるか、パーツ自体の障害物がゲージの配置を妨げます。

プローブアームエクステンション

考えられる解決策の1つは、プローブアームエクステンションを使用することですが、これらにも限界があります。エクステンションを追加すると、プローブアームの重量が増加します。スキッドプローブを使用すると、特にアルミニウムなどの柔らかい素材の場合、重量が増えると部品の表面が傷つく可能性があります。さらに、ゲージが水平以外の位置で使用されている場合、追加の重量がスキッドのばね力を無効にする可能性があります。これにより、測定中にプローブが表面との接触を失い、誤った測定結果や「測定範囲外」のエラーが発生する可能性があります。スキッドレスプローブでは、プローブアームの重量が増えると振動が発生し、測定結果にも影響を与える可能性があります。

一般に、スキッド力が0.6 Nを超えないように、プローブの延長は100 mmを超えないようにする必要があります。また、機器の角度範囲は、水平から45°から開始して135°のエンベロープ内に維持する必要があります。ドライブユニットアセンブリが地球に向かって下向きになっています。

エンジニアリングソリューション

標準のデバイスで期待どおりの結果が得られない場合は、カスタムデザインを行うか、特定のアプリケーションに合わせてゲージを設計することをお勧めします。これは、部品の量が多く、部品の品質を確保し、部品のリコールの高コストを排除するために、多くの場合、寸法および表面仕上げの測定に半熟練した機械工による、高速で信頼性の高い測定が必要な場合に当てはまります。専用またはカスタム設計のゲージは、より速く、使いやすく、より優れたパフォーマンスとGR＆Rで結果を生み出します。専用のゲージを使用すると、事実上すべてのオペレーターが機械加工部品を簡単に検査し、その品質を決定できます。プロセスの分析と制御のために結果を収集することもできます。

信頼性が高く再現性のある結果を得るには、表面仕上げゲージは2つのことを行う必要があります。1）指定された表面積を測定するためにプローブアームの端にダイヤモンドスタイラスを正確に配置する必要があります。2）敏感なものを保護する必要があります。測定操作中の損傷によるプローブアームとスタイラス。手の届きにくい表面積に関するこれらの要件を満たすことで、専用ゲージのファミリー全体が作成され、製造時点で、多くの場合、部品がまだ残っている間に、機械工が高速で信頼性の高い表面仕上げ分析を行えるように設計されています。工作機械に固定されています。

シリンダーボア

シリンダーボアは、オイルの保持とスムーズな軸方向の動きのバランスをとるために特定の仕上げが必要です。それらは、表面仕上げを測定するために設計された専用のゲージを備えた最初のアプリケーションの1つでした。ボアにはさまざまなサイズがあり、比較的深く、最大8インチになることもあります。プリントは、チェックのために特定の深さと場所を呼び出す場合があり、一部のブロックには最大12個のシリンダーがあり、大量のアプリケーションの大部分では4個のシリンダーがあるため、測定するボアがたくさんあります。したがって、ゲージは携帯性が高く、オペレーターが奥行きに合わせて設定しやすいものである必要があります。設計では、ゲージを部品に持ってくるときに損傷しないように、敏感なプローブを保護する必要もあります。

専用のポータブル表面仕上げボアゲージは、拡張可能なトライボアゲージによく似ています。トライボアにはある程度のサイズ調整がありますが、特定のサイズに設定することができます。これにより、所定の位置に「ロック」され、オペレーターの影響を受けずに非常に再現性の高い読み取り値を提供できます。指示装置も伝達機構によって保護されているため、ゲージが部品に配置されたときに指示装置に位置決め力がかかることはありません。

表面仕上げシリンダーボアゲージは同じ原理を採用しています。さまざまなサイズにロックするための調整機能を提供するために、交換可能なプレートを使用して、直径の適切な測定範囲を実現します。ゲージを適切なブロックのセットで設定すると、シリンダーボアに簡単に入ることができます。所定の位置に配置されると、手動で制御されるエアシリンダーがサイジングブロックを拡張して、ゲージを所定の位置にロックします。

しかし、ゲージのシリンダーにはさらに重要な機能があります。空気を加えずに圧縮すると、敏感な表面仕上げプローブが引っ込められた位置に保持されます。これは、挿入中にプローブがゲージの本体内で保護されることを意味します。オペレーターがゲージの位置に満足したら、空気を適用し、ゲージを所定の位置にロックし、プローブを伸ばして表面テストを行うことができます。完了すると、空気が放出され、プローブが収縮し、ゲージが解放され、ユーザーが簡単に取り外すことができます。

小さな障害物のある穴

シリンダーヘッドバルブガイドの表面仕上げ測定は、サイズが小さく（6 mm）、シリンダーヘッド内に配置されているため、特に実行が困難です。最も信頼性の高い測定は、シリンダーヘッドの「スプリング側」から実行されます。これらは最もアクセスしやすいためです。ただし、カムシャフトタワーは、測定のためにゲージドライブシステムを配置する必要がある領域に突き出ているため、問題があります。ドライブシステムはカムシャフトタワーの間に配置できるため、小型のドライブシステムを使用することが最良の技術的ソリューションです。ドライブユニットは、過度の測定プローブの延長やセットアップを必要とせずに測定場所の近くに配置できるため、これらの問題を排除する設計されたゲージを使用することが可能です。オペレーターは、ゲージをバルブガイドの外径に取り付けるだけで、ユニットは測定領域内に収まります。

シリンダーゲージと同様に、この表面仕上げバージョンは、プラグが最終測定位置にあるときに機械的移送メカニズムがプローブを解放するまで、プローブを収縮させます。

深いブラインドホール

ボアは通常、製造現場の環境で表面仕上げの測定を簡単に実行できます。つまり、もちろん、ボアにアクセスでき、測定深度が最小限に抑えられている場合です。ただし、エンジンブロックのカムシャフトとクランクシャフトのボアは、多くの場合、深い止まり穴（ほとんどのエンジンで最大500 mm）であり、直径が非常に小さいため、通常の表面仕上げドライブユニットは測定のための適切な位置に収まりません。

通常、表面仕上げドライブユニットはボアの外部に保持する必要があり、中央のカムとクランクシャフトのボアに到達するために長い測定プローブエクステンションを使用する必要があります。ただし、このような測定を実行するための理想的なソリューションは、測定ドライブシステムを測定対象の表面に直接移動することです。

専用のゲージは、長い測定延長を必要とせずに、測定対象の表面上にドライブユニットと測定プローブを直接配置できます。ドライブユニット自体は直径が小さく、測定場所の真上にあるボア内に配置できます。

遮られた表面

平面は、測定装置を配置するのに十分な大きさであり、測定方向を妨げる障害物がない限り、製造現場での表面仕上げとうねりの測定も容易です。ただし、多くの場合、障害物と最小限の土地面積により、従来のポータブルデバイスの使用が禁止されています。

いくつかの表面は、小さな土地面積を持っているだけでなく、従来の表面仕上げのうねりシステムの使用を妨げるいくつかの障害物が鋳造物にあります。通常、この表面は、部品から離れた状態に保たれたドライブシステムで測定する必要があり、表面に到達するには長い測定プローブ延長を使用する必要があります。

ゲージは、スキッドレスドライブユニットと測定プローブを近接させ、プローブを延長せずに、製造現場でスキッドレス表面仕上げ測定を実行できます。このシステムは、スキッドレスドライブユニットを配置するためにテンプレートフィクスチャを利用し、障害物を取り除くためにわずかに持ち上げられています。

ジャーナルサーフェス

クランクシャフトの表面仕上げは非常に重要です。数千RPMで回転し、ベアリングとクランクの表面、およびそれらの端面が金属同士で接触しているため、摩耗の可能性が非常に高くなります。表面仕上げは、これらの製品の寿命を決定するのに役立ちます。

クランクジャーナルの表面仕上げを測定する場合、スナップゲージと同様の概念が使用されます。表面仕上げゲージは、さまざまなサイズに合わせて調整可能で、所定の位置に固定し、プローブを保護する必要があります。

空圧式の専用ジャーナル仕上げゲージにより、ユーザーはロッキングジョーをおおよそのサイズに設定できます。手動で空気を作動させると、ゲージはそれ自体を所定の位置にロックし、プローブを解放して部品に接触させます。これらすべてのゲージと同様に、ゲージが所定の位置に完全にロックされていない限り、プローブは接触しません。このゲージとの主な違いは、プローブがパーツのクラウンに沿って水平に移動するように、トラバースプローブ操作を備えていることです。

ベアリングジャーナルやクランクジャーナルと同じくらい重要なのは、それらが乗るスラスト面です。別のスナップゲージの概念を使用して、ここで表面仕上げプローブを配置します。同じ考えを念頭に置いて、使いやすく、オペレーターの影響を受けず、プローブの配置を保護します。

以前はQualityMagazineで取り上げられました。