Il calibro, uno degli strumenti di misura più comunemente utilizzati nel campo della produzione meccanica, è semplice
da utilizzare e ampiamente applicato nella misurazione del diametro esterno. Tuttavia, presenta ancora molte limitazioni tecniche intrinseche.
Con le crescenti esigenze di precisione nella produzione moderna, gli svantaggi della misurazione del diametro esterno con il calibro sono diventati sempre più evidenti, influenzando l'accuratezza e
l'affidabilità dei risultati di misurazione. L'accuratezza di misurazione di un calibro a corsoio standard è di ±0,02
millimetri, mentre quella di un calibro digitale può raggiungere ±0,01millimetri. Tuttavia, nelle applicazioni reali,
è influenzato da molteplici fattori come le capacità operative, le condizioni ambientali e le caratteristiche del pezzo,
e l'errore di misurazione effettivo spesso supera l'intervallo di accuratezza teorico.I. La ragione fondamentale della limitazione dell'accuratezza di misurazione1. Gli errori operativi umani sono il principale svantaggio dell'utilizzo dei calibri per misurare il diametro esterno.
Il controllo
della
forza di misurazione influisce direttamente sull'accuratezza dei risultati di misurazione. La forza di misurazione standard dovrebbe
essere controllata entro l'intervallo di 8-12 Newton, ma è difficile mantenere una forza di misurazione costante nell'operazione
reale. Una variazione di 1 Newton nella forza di misurazione può comportare un errore di misurazione di 0,005-0,01
millimetri. Soprattutto quando si misurano parti a parete sottile o materiali morbidi, una forza di misurazione eccessiva può causare
la deformazione del pezzo, influenzando seriamente l'accuratezza di misurazione.2. Gli errori di lettura sono difetti tecnici intrinseci del calibro a corsoio. La soggettività degli occhi umani quando si leggono le
linee della scala porta a risultati di misurazione incoerenti. Il valore di lettura minimo del principio del nonio è 0,02
millimetri, ma la lettura effettiva è influenzata da fattori come le condizioni di luce, gli angoli di osservazione e la visione dell'operatore.
La differenza di lettura per la stessa dimensione da parte di operatori diversi può raggiungere 0,03 - 0,05 millimetri.
Questo tipo di errore di lettura umano è inaccettabile nelle misurazioni di precisione.3. La limitazione dell'area di contatto porta a un'insufficiente rappresentatività dei risultati di misurazione.
L'area di contattotra le ganasce del calibro e il pezzo è solitamente di pochi millimetri quadrati. Per i pezzi con elevata rugosità superficiale
o difetti locali, una leggera variazione nella posizione dei punti di contatto
può comportare risultati di misurazione diversiI veri errori di rotondità ed errori di ellitticità dei pezzi con sezione trasversale circolare
non possono essere accuratamente riflessi da una misurazione a punto singolo. È necessaria una misurazione a più punti
per ottenere parametri geometrici affidabili.II. L'impatto delle condizioni ambientali sull'accuratezza di misurazione
1. La variazione di temperatura è un importante fattore ambientale che influisce sull'accuratezza delle misurazioni con calibro.
Il coefficiente di espansione termica dei materiali metallici fa sì che le dimensioni cambino con la temperatura. L'espansione lineare
coefficiente dell'acciaio è di circa 11×10^-6/℃.
Una temperatura variazione di 10℃ comporterà una variazione di 0,011 mm
in una dimensione di 100 mm.
Le fluttuazioni nella temperatura dell'ambiente di officina, il trasferimento della temperatura della mano dell'operatore, e il calore residuo dalla lavorazione del pezzo possono tutti influire sull'accuratezza dei risultati di misurazione.2. L'umidità e gli inquinanti hanno un impatto negativo sull'accuratezza di misurazione del calibro,
soprattutto in ambienti di produzionegravosi. I fluidi da taglio dei metalli e i fluidi di raffreddamento rimangono sulla superficie del pezzo, formando un film liquido che altera lo stato di contatto effettivo e il riferimento di misurazione. Lo spessore del film di olio superficiale, che varia da 0,01 a 0,05 millimetri, viene direttamente sovrapposto al risultato di misurazione.
Per ottenere dati di misurazione accurati,
la superficie del pezzo deve essere accuratamente pulita.
3. Le vibrazioni e gli urti possono causare interferenze alle misurazioni di precisione. Nel sito di produzione, il funzionamento della macchina
utensili e il movimento di attrezzature pesanti possono generare vibrazioni. Come strumento di misurazione portatile, i calibri sonoparticolarmente sensibili alle interferenze da vibrazioni. Quando l'
ampiezza della vibrazione supera 0,02 millimetri, influenzerà significativamente la stabilità della lettura. Durante il processo di misurazione, anche i tremori della mano dell'operatore
verrannotrasmessi al
risultato di misurazione, influenzando la ripetibilità e l'accuratezza della misurazione.III. Vincoli delle caratteristiche del pezzo sui risultati di misurazione
1. Differenze significative nella qualità della superficie influiscono sull'affidabilità delle misurazioni con calibro. I picchi e le valli su una superficie ruvida causano incertezza nei punti di contatto. Quando la rugosità superficiale
Ra supera 1,6 micrometri, la casualità della forma geometrica microscopica sulla superficie aumenta la dispersione dei
risultati di misurazione. L'errore di misurazione per superfici ruvide come superfici di colata, superfici di forgiatura e
superfici di saldatura può raggiungere
±0,1 millimetri, superando di gran lunga l'accuratezza nominale del calibro.
2. La complessità della forma geometrica del pezzo limita l'ambito di applicazione del calibro. Forme geometriche non standard
non possono essere misurate accuratamente. I pezzi con sezioni trasversali ellittiche, sezioni trasversali poligonalie sezioni trasversali irregolari richiedono metodi e attrezzature di misurazione specializzati.
Il calibro può solo misurare dimensioni locali ma non può valutare in modo completo l'accuratezza geometrica.
Per le parti con elevati requisiti di accuratezza geometrica, la rappresentatività dei risultati di misurazione del calibro è insufficiente.3. La durezza e le proprietà elastiche dei materiali influiscono sulla stabilità dei risultati di misurazione.
I materiali morbidi subiscono deformazioni elastiche o plastiche sotto l'azione della forza di misurazione.
La misurazione di materiali comelega di alluminio, plastica e gomma richiede uno speciale controllo
della forza di misurazione. Per i materiali con una durezza inferiore
a HB100, l'errore di misurazione può superare ±0,05 millimetri. Le caratteristiche di rimbalzo dei materiali altamente elastici
fanno sì che i risultati di misurazione cambino nel tempo, influenzando così la ripetibilità dei
dati di misurazione.IV. Limitazioni dell'intervallo di misurazione e della flessibilità
1. L'intervallo di misurazione è limitato dalle dimensioni strutturali del calibro e non può misurare pezzi di grandi dimensionioltre l'intervallo. L'intervallo di misurazione massimo dei calibri standard è solitamente
150-300 millimetri. Per misurare il diametro esterno di pezzi di grandi dimensioni, sono necessari calibri specializzati di grandi dimensioni o altri metodi di misurazione.Le dimensioni di posizioni speciali come i diametri interni di fori profondi, i diametri inferiori
di fori ciechi e le larghezze di scanalature non possono essere misurate direttamente utilizzando calibri ordinari.2. I vincoli sugli angoli e le posizioni di misurazione influiscono sulla fattibilità della misurazione di determinati pezzi.
I calibri devono
essere perpendicolari alla superficie da misurare per ottenere risultati accurati.
Per i pezzi di forma complessa, alcune parti potrebbero non essere posizionate accuratamente dai calibri.
Un angolo di misurazione che devia di 5 gradi dalla direzione verticale
comporterà un errore di coseno di circa 0,4%.
La misurazione di parti in condizioni di assemblaggio è spesso limitata dallo spazio e non può raggiungere le condizioni di misurazione ideali.3. L'insufficiente capacità di misurazione dinamica limita l'applicazione dei calibri nella produzione automatizzata,
impedendo la realizzazione della misurazione online e del monitoraggio in tempo reale. La produzione moderna richiede una rapida
rilevazione e feedback. Tuttavia, i calibri hanno velocità di misurazione lente e richiedono operazioni manuali,
quindi non riescono a soddisfare i requisiti del ritmo di produzione per un'elevata efficienza. Le linee di produzione automatizzate necessitano di
sistemi di misurazione integrati. La natura manuale dei calibri diventa un collo di bottiglia
per l'efficienza produttiva.
