Misura del bordo di taglio di un inserto

Tutto è possibile con l'S neox Five Axis. Angoli ripidi e misure molto piccole di pochi micrometri non sono più un problema per la profilatura ottica 3D

Gli inserti di tourbillonnage sono utilizzati per produrre filetti. Il processo di tourbillonnage è complesso, ecco perché ci sono molti angoli diversi (angolo di piombo, angolo di spoglia, angolo di spoglia) su un inserto (Figura 1a). Inoltre, ci sono inserti con fino a 3 denti. Questo rende molto difficile la misurazione di un inserto.

Per le precedenti valutazioni della qualità, si doveva fare affidamento su semplici dispositivi ottici per valutare la precisione dimensionale e su dispositivi a stilo per misurare la rugosità. Il valore informativo di queste misure, tuttavia, è molto limitato. Inoltre, i pezzi dovevano spesso essere distrutti per poter misurare le dimensioni desiderate. Per migliorare costantemente la qualità dei nostri utensili, c'è bisogno di un dispositivo flessibile per misurare e valutare sia le dimensioni critiche che la rugosità superficiale degli utensili da taglio.

Lo scopo di questo caso di studio è quello di misurare il raggio di taglio di un inserto con un profilatore ottico 3D ed estrarre anche i parametri di rugosità lungo il bordo dell'utensile da taglio. Un disegno schematico dell'inserto da misurare è mostrato nella Figura 1b.

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Figura 1.a) Alcuni dei parametri di interesse in un utensile da taglio. b) Disegno dell'inserto di misura. La linea rossa mostra il profilo del tagliente che è sotto valutazione in questo caso di studio.

Il raggio del tagliente è molto importante per una buona aspettativa di vita dell'utensile. Per questa particolare nota di applicazione, abbiamo utilizzato il profilometro ottico 3D a cinque assi S neox in modalità HDR a variazione di fuoco (Sensofar), in combinazione con un ingrandimento obiettivo 100X, per acquisire la topografia 3D del tagliente di un inserto (Figura 2).

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Figura 2. In alto, vediamo la topografia 3D di un bordo di taglio arrotondato misurato con l'HDR 100X Ai Focus Variation. Il profilo trasversale è mostrato in basso e la vista dall'alto sul lato destro.

L'inserto è stato tenuto come mostrato nella Figura 3 con un angolo di elevazione di 63,5º.

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Figura 3. Posizionamento dell'inserto sotto il profilatore ottico 3D S neox Five Axis

Una volta acquisita la topografia, i dati sono stati inviati al plug-in 'Edge' del software SensoPRO per l'analisi automatica dei dati. Questo modulo software può rilevare automaticamente l'orientamento del bordo di taglio e calcola un certo numero di profili che sono trasversali al bordo. Per questo particolare esempio, abbiamo scelto fino a 30 profili, dai quali sono stati calcolati il raggio del tagliente, tra molti altri parametri elencati nella Figura 4.

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Figura 4. Elenco dei parametri calcolati per ogni profilo trasversale al bordo di taglio. Oltre a questi parametri, il software calcola anche la rugosità (ad esempio, Ra, Rq o Rz tra gli altri) lungo il bordo di taglio.

Il software SensoPRO permette la visualizzazione di ogni parametro e fornisce alcune statistiche su ogni parametro (cioè, valore medio, deviazione standard, minimo e massimo). Come mostrato nella Figura 5, il raggio medio di 30 profili è di 5,14 µm con una deviazione standard di ±0,35 µm. Vale anche la pena menzionare che il software permette di impostare un intervallo di tolleranza e di esportare i risultati in un rapporto Pass o Fail, nel nostro caso, abbiamo impostato un raggio minimo e massimo del tagliente di 4,7 e 5,7 µm, rispettivamente, che può essere visto nel grafico in basso nella Figura 5 (cioè, regione arancione).

Infine, un ultimo parametro di interesse è la rugosità sul bordo dell'utensile da taglio. Questa informazione è fornita automaticamente dal software sotto forma di molti parametri comuni e standard come Ra, Rz e Rq, tra gli altri. In questo caso particolare, il bordo di taglio aveva un Ra di 0,05 µm.

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Figura 5. Risultati del plug-in SensoPRO 'Edge'. a) Elenco dei parametri dell'utensile da taglio. b) Uno dei 15 profili trasversali con il raggio del tagliente, il gioco e gli angoli di spoglia corrispondenti. c) La regione fuori tolleranza (mostrata in arancione) in un grafico del raggio del tagliente (asse y) contro ogni numero di profilo da 1 a 30 (asse x). d) Esempio di una topografia del tagliente con i profili trasversali.

Il profilometro ottico 3D S neox Five Axis permette di ottenere in modo rapido e flessibile i parametri chiave necessari per il miglioramento continuo dei nostri utensili, come il raggio del tagliente, gli angoli di spoglia e di spoglia o anche la rugosità sul tagliente.

In questo particolare caso di studio, abbiamo misurato con successo un raggio medio del tagliente di 5,14 µm e un valore di rugosità Ra di 0,05 µm sul bordo dell'utensile da taglio. Queste informazioni sono state ottenute facilmente utilizzando la tecnologia Ai Focus Variation, con un ingrandimento obiettivo di 100X e con il software specifico per l'applicazione, SensoPRO (plug-in 'Edge').

La presenza di tre metodi di misurazione nella stessa testa di rilevamento (Confocal, Ai Focus Variation e Interferometria) permette una misurazione molto flessibile di diversi compiti di misurazione su vari pezzi. Da superfici molto lisce e lucide a superfici molto strutturate e ruvide: tutto è possibile con l'S neox Five Axis. Angoli ripidi e misure molto piccole di pochi micrometri non sono più un problema per la profilatura ottica 3D.