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ProfileMaster- 控制关键轮廓形状

这是您可能不知道的事情:许多非常关键的“圆柱形”表面实际上并不是非常圆柱形。快速查看高应力滚柱轴承和活塞上的销孔将很好地证明这一点……
滚子轴承:
例如,让我们看一个单独的滚子轴承元件。这是一张来自 SKF 的漂亮照片:

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在许多高应力应用中,圆柱滚子不能“太圆柱”——否则会出现严重的边缘载荷。完全接触的圆柱表面总是在边缘处具有更高的应力。此外,如果辊子稍微未对准或者如果组件在操作过程中弯曲或变形,这种边缘负载可能会恶化。通过在滚子上放置一个严格控制的“冠”(使其呈桶形)在微米级,实际上可以使轴承的载荷在整个轴承长度上更加一致。下图显示了不同类型的表面如何轮廓在低载荷和高载荷下会产生不同类型的接触应力。

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正如我们在上面看到的,圆柱滚子实际上在拐角处产生了最高的应力。通过混合拐角,可以减少这些高应力。最终,对数滚子提供了最均匀的应力分布。

活塞销孔:
活塞销孔承载整个燃烧负荷。因此,您可能认为销孔必须是发动机中最圆柱形的形状。

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如果您认为这些销孔是超级圆柱形,那您就错了!完美的圆柱形销孔会导致边缘负载,而边缘负载可能会导致接触应力升高、润滑失效,在某些情况下还会导致发动机完全故障。好的活塞具有实际上在内外边缘附近变大的销孔。碰巧您开的车有“喇叭口”的销孔,真是太好了……设计使然!

所以这里的挑战是:
这些表面形状对组件的操作非常关键。但是这些形状是典型的表面纹理特征的顺序。那么我们如何评估“纹理”中的“形状”此外,如果我们有一些我们正在拍摄的名义形状,我们如何评估与它相关的误差?

ProfileMaster 迎接挑战!
Digital Metrology Solutions 开发了 ProfileMaster 包,考虑到了这些困难的形状。ProfileMaster 是一个完整的轮廓几何和表面纹理包!

并非所有的公差都是一样的……
这些关键轮廓的一个独特方面是轮廓的某些区域必须控制到更严格的公差。让我们看一下典型销孔轮廓的一侧:

外边缘(在图的右侧)实际上给出了更大的容差。这个外边缘不太重要--因此这个区域的公差更大。这产生了一个特殊的挑战,因为轮廓中间的 2 微米误差可能会推向公差极限,但轮廓边缘的 2 微米误差可能是完全可以接受的。ProfileMaster使用“消耗百分比”方法来评估配置文件错误很好地解决了这个问题。

处理引起应力的特征
即使轮廓在公差范围内,仍然可能存在局部特征(如“凸块”)会导致应力升高。ProfileMaster 结合了局部凸度分析--一种强大的新工具,用于理解“凸块”导致“应力”。例如,该轮廓在左侧有一个“凸块”。在某些应用中,诸如此类的凸块会导致重大产品故障。传统的波纹参数(如“Wt”)不会检测到该凸块,因为它落在内部轮廓的总峰谷范围。

ProfileMaster可以帮助您检测并为这些功能打上编号。下面是它的工作原理…… ProfileMaster允许您在波纹轮廓下滚动磁盘。这称为“形态开口过滤器”,如果您想知道……是的,您可以选择半径。

圆盘的上部路径是“开口轮廓”。如果我们查看开口轮廓和测量数据集之间的间隙——我们可以清楚地看到半径比圆盘更锐利的局部凸面(或“凸起”) . 这种方法的最高局部凸度的高度被指定为 Wcvx。Wcvx(意为“波纹凸度”)已被证明与应力模型和组件性能问题有很好的相关性。

这是它在实际配置文件中的外观。(注意:此配置文件来自 ProfileMaster 的“Crown Drop”显示 - ProfileMaster 还包括传统的“drop analysis”,下降位置以灰线显示。)

粗糙度和波纹度如何?
很高兴您提出要求。ProfileMaster 提供粗糙度和波纹度分析以及几何分析。包括高斯和鲁棒滤波器,您可以获得一整套粗糙度、波纹度和轮廓参数。

只需一次跟踪,ProfileMaster就可以为您提供所需的一切!ProfileMaster可以处理来自大多数主要仪器的数据文件。它包括为生产集成自动加载数据集以及为 SPC 系统导出结果。


 

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