Sistemi di misurazione della finitura superficiale per verificare i nuovi metodi di produzione degli ingranaggi

Un modello matematico calcola i parametri di lavorazione ideali

Per questo motivo, l'Università di Lund (Svezia) ha avviato un progetto di ricerca per indagare su questa precisa questione attraverso una simulazione. Il team di ricerca ha creato un modello matematico per calcolare i parametri della macchina per la produzione di ingranaggi con una qualità superficiale ottimale. Il progetto è stato realizzato in collaborazione con un rinomato produttore svedese di utensili che stava progettando il lancio di una nuova fresa di forma.

Misure ottiche per verificare le capacità di lavorazione

I sistemi Bruker Alicona sono stati utilizzati per verificare se i valori di rugosità calcolati nel modello potessero essere effettivamente prodotti nella realtà. La misurazione della rugosità areale ha permesso all'Università di Lund di convalidare il modello al livello di qualità richiesto. "Abbiamo effettuato la misurazione della rugosità areale in loco presso Sandvik Coromant e nel frattempo abbiamo imparato a conoscere Bruker Alicona. L'alta precisione e la velocità delle misure ci hanno immediatamente convinto ad acquistare il nostro sistema InfiniteFocus ", spiega il ricercatore principale Mattias Svahn.

La qualità della superficie è determinata dalla rugosità e dalla geometria del fianco del dente

La qualità del fianco di un dente è determinata sia dalla sua rugosità che dalla sua geometria. La rugosità del fianco del dente svolge un ruolo importante in diversi modi. Ad esempio, influisce direttamente sulla generazione del rumore. Più la superficie è ruvida, più l'ingranaggio è rumoroso. La trasmissione uniforme del moto, invece, dipende principalmente dalla forma e dalle tolleranze di posizione del fianco del dente. È quindi fondamentale misurare sia la rugosità che la forma per garantire la qualità degli ingranaggi. Quando si misura la rugosità, è importante considerare la struttura superficiale dominante degli ingranaggi e scegliere la tecnologia di misura appropriata per questo scopo.

Importanza dei parametri di struttura superficiale areale Sa, Sq, Sz

Mattias Svahn ha utilizzato un sistema Bruker Alicona, poiché sapeva che la semplice misurazione della rugosità basata sul profilo non avrebbe fornito risultati utili. "La misurazione basata sul profilo mi permette di mappare la superficie solo parzialmente. A seconda della direzione del profilo, i valori di rugosità sono soggetti a un'intensa dispersione. I valori di misura risultanti non sono semplicemente utili per creare e convalidare il modello di calcolo", spiega il ricercatore principale ed esperto di misura Mattias Svahn. Al contrario, i sistemi di misura Bruker Alicona consentono di mappare la rugosità dell'intera superficie, anche dei fianchi del dente, in modo rapido, ripetibile e ad alta risoluzione. I parametri di struttura superficiale Sa, Sq e Sz consentono una valutazione precisa della qualità della superficie.

Misurazione delle deviazioni di forma

Le deviazioni di forma possono essere rese visibili con la misurazione delle differenze. Ciò si ottiene confrontando i risultati della misurazione con un set di dati CAD e/o con le tolleranze di forma e di posizione. Oltre alla misurazione della forma e della rugosità, l'Università di Lund si avvale anche della visualizzazione di serie di dati 3D. Le ampie aree di scansione laterali e verticali consentono di mappare la topografia dell'intero taglio dell'ingranaggio.

In un colpo d'occhio:

• Bruker Alicona è stato utilizzato per convalidare un modello matematico per studiare l'impatto dei parametri della macchina e delle possibili fonti di errore sulla rugosità della superficie di taglio.
• In particolare, la misura della rugosità areale ha contribuito a convalidare il modello al livello di qualità richiesto.
• Sa, i parametri di Sq Sz sono stati misurati sui fianchi dei denti, che non sono stati accessibili in precedenza.
• La misurazione delle deviazioni della forma rispetto alla geometria di riferimento è stata eseguita utilizzando la misura della defferenza. Ciò avviene confrontando i risultati della misurazione con un set di dati CAD e/o con le tolleranze di forma e di posizione.