A seleção das ferramentas de medição é uma etapa fundamental no processamento mecânico e no controle de qualidade. A escolha das ferramentas de medição corretas não apenas aumenta a eficiência da detecção, mas também reduz o risco de erros de julgamento. Quando as empresas encontram vários instrumentos de medição, como paquímetros, micrômetros, comparadores, indicadores de alavanca, medidores de altura, medidores de plugue e medidores de anel, muitas vezes encontram problemas como precisão excessiva, funcionalidade insuficiente ou custos excessivos de manutenção. A seguir, a partir das perspectivas de posicionamento da tarefa de medição, correspondência de precisão, tipo de instrumento, avaliação econômica e processo de seleção, exploramos sistematicamente os princípios fundamentais e critérios de avaliação para a seleção de ferramentas de medição.
I. Sistema de posicionamento de tarefas de medição e classificação de ferramentas
1. O estágio inicial de seleção de ferramentas envolve a divisão das tarefas de medição em quatro categorias principais: medição de dimensões, medição de tolerância de forma e posição, medição de qualidade de superfície e medição de parâmetros especializados. A medição de dimensões inclui quantidades geométricas básicas, como comprimento, diâmetro, profundidade e espessura; a medição da tolerância de forma e posição abrange retilineidade, planicidade, circularidade, cilindricidade, perpendicularidade e coaxialidade, etc.; a medição da qualidade da superfície abrange rugosidade, ondulação, dureza, etc.; a medição de parâmetros especializados inclui diâmetro menor da rosca, perfil do dente da engrenagem, passo da engrenagem, etc.
2. De acordo com o nível de precisão da medição, as ferramentas de medição podem ser classificadas aproximadamente em três categorias: nível comum, nível de precisão e nível de alta precisão. Ferramentas comuns de medição de nível, como paquímetros e micrômetros comuns, são adequadas para inspeção aleatória rápida entre processos; ferramentas de medição de nível de precisão, como micrômetros digitais, micrômetros de alavanca e medidores de altura, são usadas para inspeção final ou para confirmação de dimensões críticas; ferramentas de medição de alto nível de precisão, como comparadores ópticos, máquinas de medição de três coordenadas, medidores de circularidade e medidores de rugosidade superficial, são destinadas a laboratórios de metrologia ou para verificação de pesquisa e desenvolvimento.
3. De acordo com o método de medição, as ferramentas de medição podem ser classificadas em tipo de leitura direta, tipo de comparação e tipo de inspeção abrangente. Ferramentas de medição do tipo leitura direta podem exibir diretamente o valor medido, como paquímetros digitais e micrômetros; as ferramentas de medição do tipo comparação precisam contar com peças padrão para comparação relativa, como comparadores de alavanca e instrumentos de medição pneumáticos; ferramentas de medição abrangentes do tipo inspeção, como medidores de plugue e medidores de anel, só podem determinar se são qualificadas ou não, mas não fornecem valores específicos. Definir claramente a tarefa de medição e os requisitos de precisão pode ajudar a evitar a escolha do tipo errado de ferramenta de medição.
II. Princípio de correspondência de precisão e controle de incerteza de medição
1. O princípio fundamental para a seleção da precisão das ferramentas de medição é que a incerteza de medição deve ser inferior a uma certa proporção da faixa de tolerância da dimensão medida. A prática comum na indústria é utilizar o valor mínimo de graduação da ferramenta de medição ou a incerteza de medição, que deve representar um décimo a um quinto da faixa de tolerância da dimensão medida. Por exemplo, se a tolerância da dimensão medida for de ±0,05 milímetros, o valor mínimo de graduação do instrumento de medição deverá ser de 0,01 milímetros, correspondendo a um quinto da faixa de tolerância; se a tolerância for ±0,01 milímetros, um micrômetro com valor de graduação de 0,001 milímetros ou um instrumento mais preciso deve ser selecionado.
2. A incerteza de medição é composta pelo erro de indicação da própria ferramenta de medição, erro de leitura, influência da temperatura, fatores do operador e erro de formato da peça. O erro de indicação de um paquímetro comum é geralmente em torno de ±0,03 milímetros, enquanto o de um paquímetro digital pode atingir ±0,02 milímetros. O erro de indicação de um micrômetro de diâmetro externo é geralmente de ±0,004 milímetros, e o de um micrômetro de diâmetro interno é um pouco maior. Ao escolher um instrumento de medição, não se deve considerar apenas a resolução, mas também atentar para o erro máximo permitido indicado no certificado de calibração.
3. A influência da temperatura na medição mecânica do tamanho não pode ser ignorada. A temperatura de medição padrão é de 20 graus Celsius. Para peças de aço, a mudança no comprimento por metro por grau Celsius é de aproximadamente 11 micrômetros. O coeficiente de expansão térmica das peças de liga de alumínio é cerca de duas vezes maior que o do aço. Quando o material do objeto medido for diferente daquele da ferramenta de medição ou a temperatura real se desviar significativamente da temperatura padrão, é aconselhável escolher ferramentas de medição com coeficientes de expansão de temperatura semelhantes ou controlar a temperatura do ambiente de medição dentro de 20 ± 2 graus Celsius. Para medições precisas, é necessário que esteja dentro de 20 ± 0,5 graus Celsius.
III. Tipos comuns de ferramentas de medição e cenários típicos de aplicação
1.Compassos de calibreepaquímetros digitaissão adequados para medição rápida de vários parâmetros, como comprimento, diâmetro externo, diâmetro interno e profundidade. A faixa de medição é normalmente de 0 a 150 mm, 0 a 200 mm ou 0 a 300 mm, com uma precisão de 0,02 mm ou 0,01 mm. Essas ferramentas de medição são flexíveis e convenientes, adequadas para inspeção de processos no local em oficinas, mas têm precisão limitada e não são adequadas para avaliar dimensões precisas ou tolerâncias de forma e posição.
2. Omicrômetro externo,micrômetro internoemicrômetro de profundidadesão adequados para medição precisa de dimensões. O micrômetro externo possui valor de graduação de 0,001 milímetros e a faixa de medição é segmentada em 25 milímetros, como 0 a 25 milímetros, 25 a 50 milímetros, etc. A estabilidade da força de medição é a chave para obter leituras precisas. Ao usar o micrômetro, preste atenção à limpeza da superfície de medição e à calibração da posição zero.
3.Indicadores de discagememicrômetrossão usados para medir tolerâncias de forma e posições relativas. O valor de graduação de um relógio comparador é de 0,01 milímetros, com faixa de medição de 5 a 10 milímetros; o valor de graduação de um micrômetro é de 0,001 milímetros, com faixa de medição de 1 a 5 milímetros. Quando usados em conjunto com bases de indicadores magnéticos, placas planas ou blocos em forma de V, eles podem medir planicidade, desvio redondo, coaxialidade, etc. Durante a medição, é necessário garantir que a haste de medição esteja perpendicular à superfície medida; qualquer inclinação introduzirá erros de cosseno.
4.Medidores de plugue, medidores de anele os medidores stop-check são ferramentas de inspeção abrangentes, adequadas para julgamento rápido na produção em massa. Os medidores de plugue são usados para inspecionar o diâmetro do furo, os medidores de anel são usados para inspecionar o diâmetro do eixo e os medidores de verificação de parada permitem a passagem enquanto os medidores de plugue não, indicando que o produto é qualificado. Essas ferramentas de medição são altamente eficientes, mas precisam ser customizadas de acordo com o tamanho da peça, que tem pouca flexibilidade e é adequada para produção em massa estável.
