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隆德大學和Sandvik:確保齒輪齒面最佳表面光潔度
Alicona應用工程師

Sandvik Coromant公司和隆德大學在聯合研究中
使用Alicona型面粗糙度量測系統,驗證新的齒輪製造方法

Bruker Alicona
“有了Alicona,我們才能夠大幅減少齒輪精煉所需的時間與支出。
Sandvik Coromant公司推薦的InfiniteFocus系統功能使我們訝異。
以往沒有一套量測系統是僅用一個系統,就可以完成量測關鍵形狀,
位置公差和齒面的粗糙度。”
Matthias Svahn
隆德大學|Lund University

以理想的表面品質,提高齒輪製造的效率

由於全球競爭,成本壓力持續上升。齒輪製造要有更好的效率。齒輪製造主要的成本之一是後處理,以精磨過程來說,重複的打磨和研磨才能確保齒面正確粗糙度。若能生產出表面品質”理論上”近乎完美,不需要大量後處理的齒輪,後製的過程即可減少。

為了實現這一點,並確保生產出所需粗糙度的齒輪,正確計算加工工具(例如用於成型銑刀)的機器參數至關重要。粗糙度主要由進料和切削速度決定,這些參數也會影響齒輪的使用壽命,疲勞度和動能的均一傳輸性。

運用數學模型找出加工參數

由於這個原因,隆德大學(瑞典)發起了一個研究項目,以模擬計算的方式研究這個問題。研究團隊創建了一個數學模型,希望計算出最佳齒輪型面品質的機器參數。這個研究項目與一家著名的瑞典工具製造商合作完成,該製造商計劃推出一種新型的銑刀。

Alicona能夠進行齒輪/齒側面的型面測量。通過量測結果與CAD數據和位置公差進行比較,使用戶受益。

光學量測用於驗證加工能力

本次以Alicona系統驗證模型中計算出粗糙度,是否能於實際生產中實現。在此之前,隆德大學使用區域粗糙度量測工具,用以驗證模型。

首席研究員Mattias Svahn解釋說:“我們在Sandvik Coromant公司進行了區域粗糙度測量工具,同時也接觸到Alicona,如此高精度的量測品質和卓越的速度,不僅說服我們更促成InfiniteFocus系統的採購。”

齒面的表面品質:粗糙度和幾何形狀

齒面的品質取決於其粗糙度和幾何形狀,齒面的粗糙度在許多方面起著重要作用。例如:噪音的產生,當表面越粗糙,齒輪噪音越大。另一方面,動能的均勻傳遞,取決於齒面的形狀和位置公差。因此量測粗糙度和形狀,對於確保齒輪的品質至關重要,在量測粗糙度時,必須要同時考慮齒輪的主要表面結構,並選擇合適的量測技術。

模型粗糙度與實際測得的粗糙度比較:研究小組開發了一個數學模型,以研究機器參數和可能的誤差,並找出切削對表面粗糙度的影響。

區域型面材質參數Sa,Sq,Sz的重要性

Mattias Svahn使用了Alicona系統,表示基於傳統輪廓量測儀粗糙度量測不會有結果。Mattias Svahn深入解釋:“基於輪廓儀的量測,只能做出局部繪製表面,而輪廓的方向粗糙度值會強烈散射,所得的數值對驗證模型沒有幫助”。

相比之下Alicona的量測系統可以快速,可重複且高分辨率地繪製完整表面。甚至齒面的粗糙度。表面紋理參數Sa,Sq和Sz可以精確評估表面品質。

形貌偏差的測量

形貌偏差量測可將形狀的偏差可視化。這是一項將量測的結果,與CAD數據形狀和位置公差進行比較,所獲得的分析結果。除了形狀和粗糙度測量之外,隆德大學還利用3D數據集的可視化功能,將較大的橫向和縱向掃描區域,貼合在整個齒輪切削的形貌上。

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馬路科技

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