접하기 어려운 장소를 위한 맞춤형 표면 마감 게이지

Mahr Inc.의 엔지니어링 솔루션 이사인 Alexandre Dufour가 작성했습니다.

약 30년 전에 시작하여 셔츠 주머니에 들어갈 만큼 작은 휴대용 표면 마감 게이지는 제조 현장에 새로운 차원의 부품 제어를 제공했습니다. 표면 마감 검사를 실험실에서 바닥으로 가져오는 것은 몇 가지 이유에서 중요했습니다. 지난 50년 동안 부품 치수 허용 오차가 줄어들었습니다. 그 결과, 표면 마감과 형태의 불규칙성이 전체 치수 공차의 점점 더 많은 부분을 차지하게 되었고, 이는 오늘날에도 계속되고 있는 추세입니다. 또한 표면 마감이 부품의 성능에 매우 중요한 역할을 한다는 것도 분명해졌습니다. 표면의 고유한 특성은 페인트가 제자리에 남아 있는지, 윤활이 유지 또는 누출되었는지 또는 표면이 서로에 대해 움직일 때 생성되는 "소음"의 정도를 결정할 수 있습니다.

적절한 위치 지정 및 고정을 통해 소형 휴대용 표면 마감 게이지는 일반적으로 단일 버튼 터치로 표면 마감 매개변수를 쉽게 측정할 수 있습니다. 치수 수공구와 마찬가지로 범용 휴대용 표면 마감 게이지는 많은 응용 분야에서 사용하기 쉽고 신뢰할 수 있는 결과를 제공합니다. 내장된 레스트 패드가 제자리에 있도록 포켓 크기의 게이지를 부품에 놓고 버튼을 누르면 요구 사항과 비교할 준비가 된 결과가 나타납니다.

하지만 항상 쉽지만은 않습니다. 표면 마감 매개변수는 부품의 거의 모든 표면, 작은 구멍 내부, 짧은 토지 또는 구멍 주변에서 두 벽 사이의 외경 또는 해당 벽까지 적용할 수 있습니다. 구동 장치가 너무 크거나 프로브 암이 너무 짧거나 부품 자체의 장애물이 게이지 배치를 방해하는 등 표준 휴대용 표면 마감 게이지가 작동하지 않는 경우가 많습니다.

프로브 암 확장

한 가지 가능한 솔루션은 프로브 암 익스텐션을 사용하는 것이지만 이들에도 한계가 있습니다. 확장을 추가하면 프로브 암의 무게가 증가합니다. 스키드 프로브의 경우 추가 중량으로 인해 부품 표면이 손상될 수 있으며, 특히 알루미늄과 같은 부드러운 재질의 경우 더욱 그렇습니다. 또한 수평 이외의 위치에서 게이지를 사용할 때 추가 중량이 스키드의 스프링력을 무시할 수 있습니다. 이로 인해 측정 중에 프로브가 표면과 접촉하지 않아 잘못된 측정 결과와 "측정 범위를 벗어남" 오류가 발생할 수 있습니다. 스키드리스 프로브를 사용하면 추가 프로브 암 무게로 인해 진동이 발생할 수 있으며 이는 측정 결과에도 영향을 미칩니다.

일반적으로 프로브 확장은 미끄럼 힘이 0.6N을 초과하지 않도록 100mm를 넘지 않아야 합니다. 또한 기기의 각도 범위는 수평에서 시작하여 45°에서 시작하여 135° 범위 내에서 유지되어야 합니다. 드라이브 유닛 어셈블리가 땅을 향해 아래쪽을 향하고 있습니다.

엔지니어링 솔루션

표준 장치가 예상한 결과를 제공할 수 없는 경우 더 나은 솔루션은 사용자 지정 설계 또는 특정 응용 프로그램에 맞게 게이지를 엔지니어링하는 것입니다. 이는 부품 품질을 보장하고 부품 회수에 드는 높은 비용을 없애기 위해 부품의 양이 많고 치수 및 표면 조도 측정에 반숙련된 기술자가 신속하게 신뢰할 수 있는 측정을 해야 하는 경우에 특히 그렇습니다. 전용 또는 맞춤형 엔지니어링 게이지는 더 빠르고 사용하기 쉬우며 더 나은 성능과 GR&R로 결과를 생성합니다. 전용 게이지를 사용하면 거의 모든 작업자가 가공 부품을 쉽게 검사하고 품질에 대한 결정을 내릴 수 있습니다. 프로세스 분석 및 제어를 위해 결과를 수집할 수도 있습니다.

신뢰할 수 있고 반복 가능한 결과를 얻으려면 표면 마감 게이지가 두 가지 작업을 수행해야 합니다. 1) 지정된 표면적을 측정하기 위해 프로브 암 끝에 다이아몬드 스타일러스를 정확하게 배치해야 하고, 2) 민감한 표면을 보호해야 합니다. 측정 작업 중 프로브 암과 스타일러스가 손상될 수 있습니다. 도달하기 어려운 표면 영역에 대한 이러한 요구 사항을 충족함으로써 제조 시점에서 종종 부품이 그대로 있는 동안 빠르고 안정적인 표면 마감 분석을 기계공의 손에 맡길 수 있도록 설계된 전용 게이지 제품군이 탄생했습니다. 공작 기계에 고정됩니다.

실린더 구멍

실린더 보어는 오일 보유와 부드러운 축 방향 움직임의 균형을 맞추기 위해 특정 마감 처리가 필요합니다. 표면 조도 측정을 위해 설계된 전용 게이지를 사용한 최초의 애플리케이션 중 하나였습니다. 구멍은 다양한 크기로 제공되며 최대 8인치까지 비교적 깊을 수 있습니다. 인쇄는 검사를 위해 특정 깊이와 위치를 표시할 수 있으며, 일부 블록에는 최대 12개의 실린더가 있고 대다수의 대량 응용 분야에서는 4개의 실린더가 있으므로 측정할 구멍이 많이 있습니다. 따라서 게이지는 휴대가 간편하고 작업자가 깊이를 정렬하고 설정하기 쉬워야 합니다. 또한 설계는 민감한 프로브를 보호하여 게이지를 부품에 가져올 때 손상되지 않도록 해야 합니다.

전용 휴대용 표면 마감 보어 게이지는 확장 가능한 트라이-보어 게이지와 매우 유사합니다. 트라이보어는 어느 정도 크기 조정이 있지만 특정 크기로 설정할 수 있습니다. 이를 통해 "잠금"이 가능하고 작업자의 영향 없이 매우 반복 가능한 판독값을 제공하는 데 도움이 됩니다. 표시 장치는 또한 전달 메커니즘으로 보호되므로 게이지를 부품에 놓을 때 위치 지정 힘이 가해지지 않습니다.

표면 마감 실린더 보어 게이지는 동일한 원리를 차용합니다. 다양한 크기로 고정할 수 있는 조정 기능을 제공하기 위해 교체 가능한 플레이트를 사용하여 직경에 대한 올바른 측정 범위를 달성합니다. 올바른 블록 세트로 게이지를 설정하면 실린더 보어에 쉽게 들어갈 수 있으며, 제자리에 있으면 수동으로 제어되는 에어 실린더가 사이징 블록을 확장하여 게이지를 제자리에 고정합니다.

그러나 게이지의 실린더에는 훨씬 더 중요한 기능이 있습니다. 공기를 가하지 않고 압축하면 민감한 표면 마감 프로브가 수축된 위치에 유지됩니다. 이것은 삽입하는 동안 프로브가 게이지 본체 내부에서 보호된다는 것을 의미합니다. 작업자가 게이지 위치에 만족하면 공기를 가하고 게이지를 제자리에 잠그고 프로브가 확장되어 표면 테스트를 수행할 수 있습니다. 완료되면 공기가 방출되고 프로브가 수축되며 게이지가 자유로워져 사용자가 쉽게 제거할 수 있습니다.

작게 막힌 구멍

실린더 헤드 밸브 가이드의 표면 마감 측정은 작은 크기(6mm)와 실린더 헤드 내부의 위치 때문에 수행하기 특히 어렵습니다. 가장 신뢰할 수 있는 측정은 가장 접근하기 쉬운 실린더 헤드의 "스프링 쪽"에서 수행됩니다. 그러나 캠샤프트 타워는 측정을 위해 게이지 구동 시스템이 위치해야 하는 영역으로 돌출되어 있어 문제가 된다. 드라이브 시스템을 캠축 타워 사이에 배치할 수 있으므로 작은 드라이브 시스템을 갖는 것이 최고의 기술 솔루션입니다. 과도한 측정 프로브 확장 및 설정 없이 드라이브 유닛을 측정 위치에 가깝게 배치할 수 있기 때문에 이러한 문제를 제거하는 엔지니어링 게이지를 사용할 수 있습니다. 작업자는 밸브 가이드의 OD에 게이지를 장착하기만 하면 측정할 영역에 장치가 맞습니다.

실린더 게이지와 마찬가지로 이 표면 마감 버전은 플러그가 최종 측정 위치에 있을 때 기계적 전달 메커니즘이 프로브를 해제할 때까지 프로브를 후퇴시킵니다.

딥 블라인드 홀

보어는 일반적으로 작업 현장 환경에서 표면 마감 측정을 수행하기 쉽습니다. 즉, 보어에 접근할 수 있고 측정 깊이가 최소로 유지되는 경우입니다. 그러나 엔진 블록 캠샤프트 및 크랭크샤프트 보어는 종종 깊은 막힌 구멍(대부분의 엔진의 경우 최대 500mm)이고 직경이 너무 작아서 일반적인 표면 마감 구동 장치는 적절한 측정 위치를 위해 내부에 맞지 않습니다.

일반적으로 표면 마감 구동 장치는 보어 외부에 유지해야 하며 중간 캠 및 크랭크축 보어에 도달하는 데 사용되는 긴 측정 프로브 확장을 사용해야 합니다. 그러나 이러한 측정을 수행하기 위한 이상적인 솔루션은 측정 드라이브 시스템을 측정할 표면으로 직접 가져오는 것입니다.

전용 게이지는 긴 측정 연장 없이 측정할 표면 바로 위에 드라이브 유닛과 측정 프로브를 배치할 수 있습니다. 구동 장치 자체는 직경이 작고 측정 위치 바로 위에 있는 보어 내에 배치할 수 있습니다.

막힌 표면

평평한 표면은 표면이 측정 장치를 배치하기에 충분히 크고 측정 방향을 방해하는 장애물이 없는 한 작업 현장의 표면 마감 및 굴곡을 쉽게 측정할 수 있습니다. 그러나 장애물과 최소한의 면적으로 인해 기존의 휴대용 장치를 사용할 수 없는 경우가 많습니다.

일부 표면은 면적이 작을 뿐만 아니라 기존의 표면 마감 파상 시스템의 사용을 금지하는 주물에 대한 일부 장애물이 있습니다. 일반적으로 이 표면은 부품에서 떨어져 유지되는 구동 시스템으로 측정해야 하며 표면에 도달하려면 긴 측정 프로브 확장을 사용해야 합니다.

게이지는 스키드리스 구동 장치와 측정 프로브를 프로브 확장 없이 서로 가깝게 유지하면서 작업 현장에서 스키드리스 표면 마감 측정을 수행할 수 있습니다. 이 시스템은 미끄럼 방지 드라이브 장치를 배치하기 위해 템플릿 고정 장치를 사용하며 장애물을 제거하기 위해 약간 올려져 있습니다.

저널 표면

표면 마감은 크랭크 샤프트에서 매우 중요합니다. 수천 RPM으로 회전하고 베어링 및 크랭크 표면과 금속 대 금속 접촉의 끝면을 사용하면 엄청난 마모 가능성이 있습니다. 표면 마감은 이러한 제품의 수명을 결정하는 데 도움이 됩니다.

크랭크 저널의 표면 조도를 측정할 때 스냅 게이지와 유사한 개념이 사용됩니다. 표면 마감 게이지는 다양한 크기에 맞게 조정되어야 하고 제자리에 고정되어야 하며 프로브를 보호해야 합니다.

공기 작동식 전용 저널 마감 게이지를 통해 사용자는 잠금 조를 대략적인 크기로 설정할 수 있습니다. 수동 공기 작동으로 게이지는 제자리에 고정되고 프로브를 놓아 부품에 접촉합니다. 이 모든 게이지와 마찬가지로 프로브는 게이지가 제자리에 완전히 잠기지 않으면 접촉하지 않습니다. 이 게이지의 주요 차이점은 프로브가 부품의 크라운을 따라 수평으로 이동하도록 횡단 프로브 작동이 있다는 것입니다.

베어링과 크랭크 저널만큼 중요하게 마주하는 스러스트 면도 중요합니다. 또 다른 스냅 게이지 개념은 표면 마감 프로브를 여기에 배치하는 데 사용되며 동일한 생각을 염두에 두고 있습니다. 사용이 간편하고 작업자의 영향이 없으며 프로브 위치가 보호됩니다.

이전에는 Quality Magazine에 실렸습니다.