El calibrador, como una de las herramientas de medición más utilizadas en el campo de la fabricación mecánica, es simple
de operar y ampliamente aplicado en la medición del diámetro exterior. Sin embargo, aún tiene muchas limitaciones técnicas inherentes.
Con los crecientes requisitos de precisión en la fabricación moderna, los inconvenientes de la medición del diámetro exterior con calibrador se han vuelto cada vez más evidentes, afectando la precisión y
fiabilidad de los resultados de la medición. La precisión de medición de un calibrador vernier estándar es ±0.02
milímetros, mientras que la de un calibrador digital puede alcanzar ±0.01milímetros. Sin embargo, en aplicaciones reales,
se ve afectado por múltiples factores como las habilidades operativas, las condiciones ambientales y las características de la pieza de trabajo,
y el error de medición real a menudo excede el rango de precisión teórico.I. La razón fundamental de la limitación de la precisión de la medición1. Los errores operativos humanos son el principal inconveniente del uso de calibradores para medir el diámetro exterior.
El control
de
la fuerza de medición afecta directamente la precisión de los resultados de la medición. La fuerza de medición estándar debe
controlarse dentro del rango de 8-12 Newtons, pero es difícil mantener una fuerza de medición constante en la operación
real. Un cambio de 1 Newton en la fuerza de medición puede resultar en un error de medición de 0.005-0.01
milímetros. Especialmente al medir piezas de paredes delgadas o materiales blandos, una fuerza de medición excesiva puede causar
que la pieza de trabajo se deforme, afectando seriamente la precisión de la medición.2. Los errores de lectura son fallas técnicas inherentes del calibrador vernier. La subjetividad de los ojos humanos al leer las
líneas de la escala conduce a resultados de medición inconsistentes. El valor de lectura mínimo del vernier es 0.02
milímetros, pero la lectura real se ve afectada por factores como las condiciones de luz, los ángulos de observación y la visión del operador.
La diferencia de lectura para el mismo tamaño por diferentes operadores puede alcanzar 0.03 - 0.05 milímetros.
Este tipo de error de lectura humana es inaceptable en mediciones precisas.3. La limitación del área de contacto conduce a una representatividad insuficiente de los resultados de la medición.
El área de contactoentre las mordazas del calibrador y la pieza de trabajo suele ser de solo unos pocos milímetros cuadrados. Para piezas de trabajo con alta superficie
rugosidad o defectos locales, un ligero cambio en la posición de los puntos de contacto
puede resultar en diferentes medicionesresultados. El verdadero error de redondez y el error de elipticidad de las piezas de trabajo de sección transversal circular
no se pueden reflejar con precisión mediante una medición de un solo punto. Se requiere una medición de múltiples puntos
para obtener parámetros geométricos confiables.II. El impacto de las condiciones ambientales en la precisión de la medición
1. La variación de la temperatura es un factor ambiental importante que afecta la precisión de las mediciones con calibrador. El
coeficiente de expansión térmica de los materiales metálicos hace que las dimensiones cambien con la temperatura. La expansión lineal
coeficiente del acero es aproximadamente 11×10^-6/℃.
Un cambio de temperatura de 10℃ resultará en un cambio de 0.011 mm en
una dimensión de 100 mm. Las fluctuaciones en el taller
la temperatura ambiente, la transferencia de la temperatura de la mano del operador, y el calor residual del procesamiento de la pieza de trabajo pueden afectar la precisión de los resultados de la medición.2. La humedad y los contaminantes tienen un impacto negativo en la precisión de la medición del calibrador,
especialmente en entornos de producción hostilesentornos de producción. Los fluidos de corte de metales y los fluidos de enfriamiento permanecen en la superficie de la pieza de trabajo, formando un líquido película que altera el estado de contacto real y la referencia de medición. El grosor de la película de aceite superficial, que oscila de 0.01 a 0.05 milímetros, se superpone directamente al resultado de la medición.
Para obtener una medición precisa datos,
la superficie de la pieza de trabajo debe ser limpiada a fondo.
3. La vibración y los golpes pueden causar interferencias en las mediciones precisas. En el sitio de producción, el funcionamiento de la máquina
herramientas y el movimiento de equipos pesados pueden generar vibraciones. Como herramienta de medición portátil, los calibradores sonparticularmente sensibles a la interferencia de vibraciones. Cuando la
amplitud de la vibración excede los 0.02 milímetros, afectará significativamente la estabilidad de la lectura. Durante el proceso de medición, los temblores de la mano del operador también se
transmitirán al resultado de la medición, afectando la repetibilidad y la precisión de la medición.
III. Restricciones de las características de la pieza de trabajo en los resultados de la medición1. Las diferencias significativas en la calidad de la superficie afectan la fiabilidad de las mediciones con calibrador. Los picos
y valles en una superficie rugosa causan incertidumbre en los puntos de contacto. Cuando la rugosidad de la superficie Ra excede los 1.6 micrómetros,
la aleatoriedad de la forma geométrica microscópica en la superficie aumenta la dispersión de los resultados de la medición.
El error de medición para superficies rugosas como superficies de fundición, superficies de forja y superficies de soldadura puede alcanzar
±0.1 milímetros, superando con creces la
precisión nominal del calibrador.2. La complejidad de la forma geométrica de la pieza de trabajo limita el alcance de aplicación del calibrador.
Las formas no estándar las formas geométricas no se pueden medir con precisión. Las piezas de trabajo con
secciones transversales elípticas, secciones transversales poligonales,y secciones transversales irregulares requieren métodos y equipos de medición especializados.
El calibrador solo puede medir dimensiones locales pero no puede evaluar de forma exhaustiva la precisión geométrica.
Para piezas con altos requisitos de precisión geométrica, la representatividad de los resultados de la medición con calibrador es insuficiente.3. La dureza y las propiedades elásticas de los materiales afectan la estabilidad de los resultados de la medición.
Los materiales blandos se someten a deformación elástica o plástica bajo la acción de la fuerza de medición.
La medición de materiales comoaleación de aluminio, plástico y caucho requiere un control especial
de la fuerza de medición. Para materiales con una dureza inferior
a HB100, el error de medición puede exceder ±0.05 milímetros. Las características de rebote de los materiales altamente elásticos
hacen que los resultados de la medición cambien con el tiempo, afectando así la repetibilidad de los
datos de medición.IV. Limitaciones del rango de medición y la flexibilidad
1. El rango de medición está restringido por las dimensiones estructurales del calibrador y no puede medir piezas de trabajo de gran tamañomás allá del rango. El rango máximo de medición de los calibradores estándar suele ser
150-300 milímetros. Para medir el diámetro exterior de piezas de trabajo grandes, se requieren calibradores especializados de gran tamaño u otros métodos de medición.Las dimensiones de posiciones especiales como los diámetros interiores de agujeros profundos, los diámetros inferiores
de agujeros ciegos y los anchos de las ranuras no se pueden medir directamente usando calibradores ordinarios.2. Las restricciones en los ángulos y posiciones de medición afectan la viabilidad de la medición de ciertas piezas de trabajo.
Los calibradores necesitan
ser perpendiculares a la superficie que se está midiendo para obtener resultados precisos.
Para piezas de trabajo de forma compleja, algunas partes pueden no ser posicionadas con precisión por los calibradores.
Un ángulo de medición que se desvía en 5 grados de la dirección vertical
resultará en aproximadamente 0.4% de error de coseno.
La medición de piezas en condiciones de montaje a menudo está limitada por el espacio y no puede lograr las condiciones de medición ideales.3. La capacidad de medición dinámica insuficiente restringe la aplicación de calibradores en la producción automatizada,
impidiendo la realización de la medición en línea y el monitoreo en tiempo real. La fabricación moderna requiere una detección y retroalimentación rápidas. Sin embargo, los calibradores tienen velocidades de medición lentas y requieren
operación manual,por lo tanto, no cumplen con los requisitos de ritmo de producción para una alta eficiencia.
Las líneas de producción automatizadas necesitan sistemas de medición integrados.
La naturaleza manual de los calibradores se convierte en un cuello de botella para la eficiencia de la producción.
