大きなIDとODを測定する方法

Oct 05, 2023

すべての画像の出典: マール

今週のあなたのタスクが、ID がほぼ 400mm の大型ローター用のハンドツールゲージングソリューションを開発することであると想像してください。 サイズと直径が大きいことを考えると、その部品を工程内検査のためにゲージや CMM に持ち込むことはできそうにありません。 代わりに、直径は製造時に測定する必要があります。 通常、大径をチェックするには、調整可能なボアゲージまたは内側ロッドマイクロメーターを使用します。 しかし、この部品は検査対象径の中心にハブがあり邪魔になります。

他の直径測定と同様に、通常は公差に基づく、いくつかの可能な解決策があります。 直径がこのサイズに近づくと、公差は比較的緩くなり、いくつかの潜在的なオプションが提供されます。 大きな精度の直径用のソリューションもあります。 この記事では、この要件を解決できる可能性のあるゲージの範囲を検討します。

大型デジタル ノギスのジョーは、内径の測定を可能にし、基準面を提供することでノギスを内径に対して直角に配置することができます。

直径が部品のエッジに達するタイプの場合は、大きなデジタル ノギスを検討できます。 300mm を超えるキャリパーには、この目的のために特別に機械加工されたコンタクトの外径半径セットを備えたジョーが付いている傾向があります。 実際、橈骨には肩部もあり、これによりジョーが顔面の直径内に収まり、測定値が正確になり、ユーザーの位置合わせが容易になります。

これは 2 点測定システムであるため、ジョーのショルダーが測定深さを設定するための基準として機能しますが、このハンドツールのファミリー全体には特定のオペレータースキルが必要です。 これは、実際の直径を取得するには、ゲージを回転させて ID の最大値を探す必要があるためです。 したがって、通常、基準接点は所定の位置に保持され、敏感な接点は (オペレータが少し力を加えて) 部品の直径と観察される値に対して保持されます。

一部のキャリパー スタイルの ID/OD ゲージでは、2 セットのジョーを同時に使用できるため、1 つのセットアップで 2 つの異なる測定を行うことができます。

直径が端になく、穴の奥深く、あるいは直径内の溝を測定する必要がある場合は、ユニバーサル ID/OD キャリパーがこの測定を行う方法になる可能性があります。 これらのタイプのゲージは、キャリパー形式のビームまたは長いレールを使用します。 キャリパー スタイルの ID/OD ゲージでは、固定ジョーと高感度ジョーが一連のオプションと交換可能で、ゲージを測定作業専用にします。 さらに、高感度および測定スライドの上部と下部に別のジョーのセットを配置するための取り付けが利用できる場合もあります。 これにより、キャリパーの内径と外径を 1 回のセットアップで確認できます。

基本的に、これらは大型の特殊デジタル ノギスであり、このタイプのチェックにいくつかの利点があります。 ノギスは測定器であるため、基準はスケールに組み込まれており、外部マスターは必要ありません。 しかし、ノギスであるため、長距離にわたるデジタル分解能 (通常 0.01 mm/.0005 インチ) は、通常、より高い精度要件を意図したものではありません。これを、移動スケールで直径を検索するために必要なオペレーターのスキルと組み合わせると、一方で、測定サイズに合わせた専用のマスターが必要であり、測定範囲が非常に長いため、多用途性が貴重な特徴となっており、その結果、これらのデジタルノギスと内径/外径ノギスは、次のような利点を提供します。直径の荒加工や一般的な検査要件に適した値です。

ID/OD キャリパーとコンパレータでは、ID を測定するときにユーザーが直径に沿ってゲージを「スイング」し、最大の読み取り値を探す必要があります。

同じ 2 点の概念を使用して、大径チェックの次の「より良い」レベルに到達できますが、比較バージョンのハンドツールに移行します。 ノギスのようにゲージにスケールを組み込むのではなく、外部マスターを使用して測定された直径を比較します。 これはサイズを直接測定するものではなく、部品が設定マスターよりも大きいか小さいかを判断するための比較です。 この比較用ハンドツールは測定範囲が限られていますが、短い測定範囲にわたってより高い分解能と非常に優れた精度を提供できます。

多くのゲージの容量は 25mm から 1,000mm 以上に達します。 サイズに応じて、100mmから400mmまで調整可能です。 一部のゲージでは、異なる長さのレールを交換できるため、調整範囲は事実上無制限です。 多くの交換可能なジョーとコンタクトが利用可能な ID/OD ユニバーサル ボア ゲージは、溝、テーパー、シリンダー、ブラインド ショルダーの後ろに埋め込まれた形状など、幅広い用途に適応できます。

デジタル キャリパーや ID/OD キャリパーと同様に、ID/OD ゲージを揺動させるか、穴内で掃引して実際の直径を確認する必要があります。 ただし、これらのゲージはスプリング式の敏感な接触を採用しているため、キャリパータイプのバージョンよりも利点があります。 オペレータは、キャリパータイプの機器を使用して、基準接点を直径に合わせて保持する必要があります。 次に、測定接触子に力を加えながら、同時に直径全体を掃引しながら、ユーザーは最大値を探します。 結果を得るには、多くの手を調整する必要があります。 ID/OD コンパレータはスプリング式の高感度接点を備えているため、ユーザーにとってこの測定がはるかに簡単になります。

ID リファレンス アームの下方向と反力の両方に十分な力を加えて、リファレンス コンタクトを固定します。

直径を検索するときにゲージの測定圧力が最高点を見つけやすいように、敏感なコンタクトをわずかに持ち上げて下向きの力を軽減します。

ユニバーサル ID/OD ゲージのキャリパー バージョンと同様に、交換可能なジョーとコンタクトにより、さまざまな測定用途が可能になります。 ほとんどの交換可能なジョーは、ジョーに組み込まれた深さストップ、または追加の調整可能なストップを採用して、測定コンタクトの深さを設定します。 この停止によって測定から 1 度の動きが取り除かれ、オペレータにとって位置合わせが容易になります。 オペレーターにはまだある程度のテクニックが必要ですが、ゲージの基準側では、接触部が基準として機能し、高さ止めが深さを設定します。つまり、2 点の位置基準になります。 測定側では、敏感な接触によりゲージ力が発生しますが、ゲージの重量によって深さロケーターにも摩擦がかかります。 これらは大型のゲージであるため、ゲージの重量が敏感な接点のゲージ力よりも大きくなる可能性があります。 したがって、オペレータは、直径を調べるために ID をスイープするときに基準コンタクトが確実に固定されていることを確認する必要がありますが、同時に、感応コンタクトの動作に影響を与えないように、感応ジョーをごくわずかに持ち上げて深さストップから圧力を取り除く必要があります。 。 これはオペレータにとってはそれほど難しい操作ではありませんが、測定のパフォーマンスにとって重要な操作です。

一般的なジョーは、単純な浅いボア ID (半径接触) および同様の接触に使用できますが、外径チェック用の平坦部を備えています。 同様のジョーがあり、交換可能な ID/OD コンタクトを使用して 100 mm 以上の深さを実現し、ボアの奥深くまで到達できます。 100mm を超える深さ容量を提供するゲージの場合、必要な剛性を提供するために特別なブレースまたはより重いコンタクトが必要です。 正確なポイントツーポイント測定を保証するために、コンタクトは通常バックテーパーになっています。 調整可能なストップがジョーに追加され、ゲージのステップを設定してゲージを安定させます。 これらは、ID が ID 内の溝またはスロットである場合に特に便利で、連絡先またはユーザーの正確で再現可能な位置決めが可能になります。

高性能デジタルインジケーターは、ダイナミック最大読み取り値、高解像度、アナログ/デジタルディスプレイとワイヤレス接続などの機能により、オペレーターのエラーとパフォーマンスを大幅に削減します。

通常、測定される直径は大きいため、0.0001 インチまたは 0.0005 インチの分解能を持つダイヤル インジケータが一般的です。 より高解像度のインジケーター、デジタルインジケーター、さらには電子トランスデューサーを、より高い解像度やデータ出力を必要とするアプリケーションに置き換えることができます。 ID/OD ゲージは比較機器であるため、調整範囲は広いですが、実際の測定範囲は通常非常に短いです。 このため、これらのゲージではデジタル インジケータよりもデジタル コンパレータが使用されることが多くなります。 さらに、電子読み出しには動的メモリが組み込まれており、掃引中に「最小」または「最大」値を自動的にキャプチャする機能を提供します。 これはオペレータのエラーを減らすための好ましい手段であり、コンパレータのより高い分解能と精度を使用して結果を大幅に改善します。

認定済みのマスター リングは、比較 ID/OD ゲージを設定するための最良の方法である可能性が最も高くなります。

キャリパーまたは ID/OD ユニバーサル キャリパー ゲージでは、「基準」がキャリパー内に組み込まれているため、接点を接触させることでゼロを設定できる場合があります。 ただし、長距離キャリパーの場合、この内蔵スケールには測定範囲全体にわたって誤差が蓄積されます。 これらのエラーのため、またはアプリケーションが接点を使用してリファレンスを設定できないため、外部標準が必要になります。

外側マイクロメーターの使用は、最小サイズの場合に最も迅速で最も利用可能な方法である可能性がありますが、この設定の精度には問題があります。 マイクロメーターには固有の誤差があり、それがゲージに伝わる可能性があります。 もう 1 つの重要な問題は、マイクロメータの接点上のゲージの球状測定点を正確に見つけて位置合わせすることです。 この設定方法は容易に入手可能で安価ですが、精度が最も低いと考えられます。固有の誤差によってどの部分が消費されているかを確認するには、部品の公差と比較する必要があります。

調整可能なボアゲージを設定するには、マスターリングまたはディスクを使用するのが最適な方法です。 これにより実際の測定値が複製され、特定の部品サイズに合わせてマスターを作成できます。 ほとんどの ID/OD ユニバーサル ゲージはジョーに平坦な表面を備えており、ゲージをマスター リング上に配置して設定し、それ自体でサポートすることができます。 この方法では、リングを花崗岩の定盤上に置き、リングをサポートする内径/外径ユニバーサルゲージをリングにセットし、インジケーターがゼロを示すまで敏感な接触を調整します。 マスターが敏感な接触範囲内にある限り、オフセットをデジタルインジケーターのセットに組み込むことができるため、公称サイズと正確に一致しないリングゲージを使用することも可能です。 リングゲージは、繰り返しのサイズを設定する場合や、調整可能なボアゲージが特定のサイズ専用である場合に適しています。 この方法の欠点は、潜在的なコストがかかることです。 リングは高価な場合があり、製造現場で多数のサイズのそれぞれにリングが必要な場合、総コストは法外な金額になる可能性があります。直径は、最小限の投資でさまざまなゲージを設定するための経済的な方法です。

ゲージブロックを使用して直径を設定するユニバーサル長さ設定治具は、最小限の投資でさまざまなゲージを設定できる経済的な方法です。

両端にジョーを備えたクランプでゲージ ブロック アセンブリを使用すると、高精度の基準マスターも得られます。 これは、複数のサイズが必要で、柔軟性が重要な場合に推奨される方法です。 ゲージブロックは最も基本的な参照標準です。 これらはすぐに入手でき、高い精度を提供します。 唯一の欠点は、ゲージブロックスタックを公称サイズに組み立てるのに時間がかかることです。 また、スタックを 1 つだけ使用するため、スタックの組み立て時に絞りミスがないかどうかの検証ができず、わずかではありますがゲージの性能に影響を与える可能性があります。

ゲージを公称サイズに設定するときは注意が必要です。 マスターまたはゲージブロックのセットアップは重要です。 これは、汚れがなく清潔でなければならないことを意味します。 また、ゲージと同様に、温度が安定している必要もあります。

基準接点を希望のサイズに設定したら、固定ネジをぴったりと合わせて、ゲージのゼロと再現性を再度テストします。 何も変化がない場合は、所定の位置に固定されるまで、固定ネジを締め続けます。 次に、ゲージが正確に動作することを確信できるまで、再現性を再チェックします。

製造時点で大きな ID と OD を測定するのは常に困難です。 多くの場合、直径が大きくなると公差が大きくなり、ここで説明するようにキャリパーや比較 ID/OD ゲージの使用が可能になります。 大きな直径の公差が手持ち工具の範囲を超える場合は、専用の可変固定プラグまたはリングゲージが必要になる場合があります。

George Schuetz は Mahr Inc. の精密ゲージのディレクターです。詳細については、(401) 784-3392 に電話するか、[email protected] または[email protected] に電子メールを送信するか、www.mahr.com をご覧ください。