Medición del borde de corte de una plaquita

Todo es posible con el S neox Five Axis. Los ángulos pronunciados y las mediciones de corte muy pequeñas de unos pocos micrómetros ya no son un problema para el perfilado óptico 3D

Las plaquitas giratorias se utilizan para producir roscas. El proceso de torbellinado es complejo, por eso hay muchos ángulos diferentes (ángulo de avance, ángulo de desprendimiento, ángulo de holgura) en una plaquita (figura 1a). Además, hay plaquitas con hasta 3 dientes. Esto dificulta mucho la medición de una plaquita.

Para las evaluaciones de calidad anteriores, había que recurrir a simples dispositivos ópticos para evaluar la precisión dimensional y a dispositivos de palpado para medir la rugosidad. Sin embargo, el valor informativo de estas mediciones es muy limitado. Además, a menudo había que destruir las piezas para poder medir el tamaño deseado. Para mejorar constantemente la calidad de nuestras herramientas, se necesita un dispositivo flexible que permita medir y evaluar tanto las dimensiones críticas como la rugosidad superficial de las herramientas de corte.

El objetivo de este estudio de caso es medir el radio del borde de corte de una plaquita con un perfilador óptico 3D y también extraer los parámetros de rugosidad a lo largo del borde de la herramienta de corte. En la figura 1b se muestra un dibujo esquemático de la plaquita que se va a medir.

cs14 Utilis - inserto de filo de corte 1

Figura 1.a) Algunos de los parámetros de interés en una herramienta de corte. b) Dibujo de la plaquita de medición. La línea roja muestra el perfil del filo de corte que se está evaluando en este caso de estudio.

El radio del filo de corte es muy importante para una buena esperanza de vida de la herramienta. Para esta nota de aplicación concreta, utilizamos el perfilómetro óptico 3D de cinco ejes de S neox en el modo HDR de variación de enfoque (Sensofar), junto con un aumento del objetivo de 100X, para adquirir la topografía 3D del filo de corte de una plaquita (figura 2).

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Figura 2. En la parte superior, vemos la topografía 3D de un borde de corte redondeado medida con el HDR de Variación de Enfoque 100X. El perfil transversal se muestra en la parte inferior y la vista superior en el lado derecho.

El inserto se sujetó como se muestra en la Figura 3 con un ángulo de elevación de 63,5º.

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Figura 3. Colocación del inserto bajo el perfilador óptico 3D de cinco ejes de S neox

Una vez adquirida la topografía, los datos se enviaron al plug-in "Edge" del software SensoPRO para el análisis automático de los datos. Este módulo de software puede detectar automáticamente la orientación de la arista de corte y calcula un cierto número de perfiles transversales a la arista. En este ejemplo concreto, se eligieron hasta 30 perfiles, a partir de los cuales se calculó el radio del filo de corte, entre otros muchos parámetros que figuran en la figura 4.

cs14 Utilis - inserción de la arista de corte 4

Figura 4. Lista de parámetros calculados para cada perfil transversal a la arista de corte. Además de estos parámetros, el software también calcula la rugosidad (por ejemplo, Ra, Rq o Rz entre otros) a lo largo del borde de corte.

El software SensoPRO permite visualizar cada parámetro y proporciona algunas estadísticas sobre cada uno de ellos (es decir, valor medio, desviación estándar, mínimo y máximo). Como se muestra en la figura 5, el radio medio de 30 perfiles es de 5,14 µm con una desviación estándar de ±0,35 µm. También cabe mencionar que el software permite establecer un rango de tolerancia y exportar los resultados en un informe de aprobado o suspenso; en nuestro caso, establecimos un radio de borde de corte mínimo y máximo de 4,7 y 5,7 µm, respectivamente, que puede verse en el gráfico inferior de la figura 5 (es decir, la región naranja).

Finalmente, un último parámetro de interés es la rugosidad en el borde de la herramienta de corte. Esta información la proporciona automáticamente el software en forma de muchos parámetros comunes y estándar como Ra, Rz y Rq, entre otros. En este caso particular, el borde de corte tenía una Ra de 0,05 µm.

cs14 Utilis - inserto de filo de corte 5

Figura 5. Resultados del plug-in "Edge" de SensoPRO. a) Lista de parámetros de la herramienta de corte. b) Uno de los 15 perfiles transversales con los correspondientes radios de corte, holgura y ángulos de inclinación. c) La región fuera de tolerancia (mostrada en naranja) en un gráfico del radio de corte (eje y) frente a cada número de perfil de 1 a 30 (eje x). d) Ejemplo de topografía de corte con los perfiles transversales.

El perfilómetro óptico 3D S neox Five Axis permite obtener de forma rápida y flexible los parámetros clave necesarios para la mejora continua de nuestras herramientas, como el radio del filo de corte, los ángulos de holgura y de desprendimiento, o incluso la rugosidad en el filo.

En este caso concreto, hemos medido con éxito un radio medio del filo de corte de 5,14 µm y un valor de rugosidad Ra de 0,05 µm en el filo de la herramienta de corte. Esta información se obtuvo fácilmente utilizando la tecnología Ai Focus Variation, con un aumento del objetivo de 100X y con el software específico de la aplicación, SensoPRO (plug-in "Edge").

La presencia de tres métodos de medición en el mismo cabezal (es decir, confocal, Ai Focus Variation e interferometría) permite una medición muy flexible de diferentes tareas de medición en diversas piezas. Desde superficies muy lisas y brillantes hasta superficies muy texturizadas y rugosas: todo es posible con el S neox Five Axis. Los ángulos pronunciados y las mediciones de bordes de corte muy pequeños de unos pocos micrómetros ya no son un problema para el perfilado óptico 3D.