Инженерно корректно под стилусом понимать наконечник измерительного щупа — контактный элемент, который непосредственно взаимодействует с деталью или инструментом. На практике эти элементы часто называют «щупами», что важно учитывать при подборе и поиске.
Стилусы применяются для двух типах задач:
- измерение детали на станке (контакт с поверхностью заготовки);
- наладка и контроль инструмента (контакт с режущим инструментом).
От геометрии, длины и материала стилуса зависит точность измерений, стабильность результатов и нагрузка на датчик при работе.
Стилусы для измерения детали и наладки инструмента — в чем разница
В системах измерения на станке используются разные типы стилусов в зависимости от задачи:
Для измерения детали:
- применяются шариковые стилусы (рубиновый или керамический шарик);
- обеспечивают точный контакт с поверхностью;
- используются для привязки и контроля геометрии детали.
Для наладки инструмента:
- применяются дисковые или цилиндрические наконечники;
- работают при контакте с режущим инструментом;
- рассчитаны на более высокие нагрузки и износ.
Использование неподходящего типа стилуса может приводить к повреждению наконечника или некорректным измерениям.
Стилусы Renishaw (основные складские позиции)
Стилус для датчиков Renishaw TS27R, OTS, RTS
Стилус M4 STY D6R L50 EWL38.5 D4.5CE Renishaw
Стилус M4 STY D6R L75 EWL63.5 D4.5 CE Renishaw
Стилус M4 STY D6R L100 EWL88.5 D4.5CE Renishaw
Стилусы Hexagon (основные складские позиции)
Стилус M4, длина 50 мм Hexagon (R-6-CE-4.5-L50), арт. H00027390
Стилус M4, длина 80 мм Hexagon (R-6-CE-4.5-L80), арт. H00027391
Стилус M4, длина 100 мм Hexagon (R-6-CE-4.5-L100), арт. H00027392
Цилиндрический стилус Hexagon, карбид вольфрама, диаметр цилиндра 13 мм, арт. H00027357
Общее описание
Стилусы Renishaw способны с исключительной точностью измерять геометрические размеры деталей в процессе изготовления. Щупы непосредственно контактируют с обрабатываемыми поверхностями. Смещаясь, механизм генерирует сигнал, на основании которого система определяет геометрические параметры детали. Чтобы добиться максимальной точности, в качестве контактных поверхностей стилусов используются сверхтвердые шарики, изготавливаемые по специальной технологии. В качестве материала применяют:
- синтетический рубин;
- нитрид кремния;
- оксид циркония.
Стилусы имеют минимум сочленений, что позволяет практически полностью устранить люфт деталей. Шарики надежно крепятся к стержням, что повышает точность и продлевает срок службы щупов.
Материал стержней
Материал стержня влияет на жесткость, массу и устойчивость стилуса к вибрациям.
- Нержавеющая сталь. Металлические стержни применяют в стилусах длиной до 30 мм с диаметром шарика (наконечника) 2 мм и более. В этой категории щупы из стали обеспечивают наилучшее соотношение жесткости к массе с сохранением оптимального зазора между стержнем и шариком.
- Карбид вольфрама. Материал рекомендован для стилусов с тонкими, но длинными (до 50 мм) стержнями и шариками диаметром не более 1 мм. Для более толстых, а также крайне тонких щупов рекомендуется рассмотреть альтернативные варианты.
- Керамика. В стилусах со стержнями длиной свыше 30 мм, комплектуемыми шариками диаметром больше 3 мм, она обеспечивает прочность на уровне стали при весе, существенно меньшем, нежели при использовании карбида вольфрама. Модели из керамики способны выполнять роль предохранителей. При закритической нагрузке их стержни ломаются, защищая сенсоры от повреждения. Керамические и особенно углеволоконные стилусы имеют наименьший вес.
- Углеродное волокно (серия GF). Материал, применяемый Renishaw, имеет оптимальный баланс между жесткостью в продольном направлении и на скручивание. Высокая устойчивость к крутящим нагрузкам делает углеродное волокно лучшим вариантом для звездообразных щупов. Еще одно достоинство материала — крайне малая масса. Углеродное волокно лучше всего подходит для производства стилусов с длиной более 50 мм, к весу которых предъявляются особо строгие требования. Благодаря способности гасить колебания и сверхмалому коэффициенту теплового расширения, щупы Renishaw GF особенно хорошо сочетаются с тензометрическими датчиками.
Форма
Форма стилуса определяется геометрией детали и доступом к измеряемым поверхностям. Изделия выпускаются в нескольких формах: прямой, звездообразной, дисковидной, цилиндрической. Наряду со щупами, в каталоге производителя представлены удлинители, позволяющие «надстраивать» их до необходимой длины. Они изготавливаются из нержавеющей стали, керамики, углеродного волокна. Щуп надежно фиксируется в удлинителе, исключая люфт конструкции.
Технические характеристики стилусов
Основные характеристики материалов контактных элементов стилусов:
|
Тип |
Материал |
Отклонение от сферической формы (μm) |
Структура |
Состав (wt %) |
Чистота (%) |
Плотность (г/см³) |
Твердость (HV) |
Выдерживаемое давление (МПа) |
Прочность на изгиб (МПа) |
|
Оксид алюминия / искусственный рубин (шарик) |
Синтетический рубин |
0,13 |
Монокристалл |
99 % Al2O3 |
99,90 |
3,90 |
2300 |
2100 |
400–700 |
|
Нитрид кремния (шарик) |
Si3N4 |
0,13 |
Поликристалл |
Si3N4 |
90 |
3,0–3,2 |
1600 |
3000 |
850 |
|
Оксид циркония (шарик) |
ZrO2 |
0,13 |
Поликристалл |
ZrO2 |
90–95 |
6,05 |
1200 |
2000 |
1000 |
|
Оксид алюминия |
Al2O3 |
1 |
Поликристалл |
Al2O3 |
99,80 |
3,8–3,9 |
1900 |
2500 |
350 |
|
Высокоуглеродистая сталь (диски) |
Сталь-серебрянка |
1 |
— |
— |
8 |
8 |
450 |
— |
— |
|
Высокоуглеродистая сталь (цилиндр) |
Сталь-серебрянка |
4 μm |
— |
— |
8 |
8 |
200 |
— |
— |
|
Рубин (цилиндр с шариком) |
Синтетический рубин |
Максимальное отклонение от сферической формы: 0,13 |
Монокристалл |
99 % Al2O3 |
99,90 |
3,99 |
2300 |
2300 |
400–700 |
|
Карбид вольфрама (цилиндр с шариком) |
WC |
+ 20 μm на радиусе |
— |
92–93,5 % WC 6,5–8 % CO |
14,8 |
14,95 |
1550 |
6000 |
— |
|
Высокоуглеродистая сталь (конус) |
Сталь-серебрянка |
Угол конуса: 30° |
— |
— |
— |
8 |
300 |
— |
— |
|
Карбид вольфрама (закругленный конус) |
WC |
Угол конуса: 30° |
— |
92–93,5 % WC 6,5–8 % CO |
99,90 |
15 |
1550 |
6000 |
— |
|
Алюминий (пустотелый шарик) |
Сплав 6082-T6 |
30 μm |
— |
95,2–98,3 % AL |
— |
2,7 |
95 |
— |
— |
Стилусы Renishaw выпускаются во множестве вариантов длины в зависимости от модели и применяемых материалов.
Модель M2
- Рубиновый шарик и стержень из нержавеющей стали: 10 и 20 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из карбида вольфрама: 10, 20, 30, 40, 50 мм.
- Рубиновый шарик и керамический стержень: 30 и 50 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из углеродного волокна: 30, 50, 75, 100 мм.
Модель M3
- Рубиновый шарик и стержень из нержавеющей стали: 21 и 31 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из карбида вольфрама: 21, 30, 40, 50 мм.
- Рубиновый шарик и керамический стержень: 50 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из углеродного волокна: 75 и 100 мм.
Модель М4
- Рубиновый шарик и стержень из нержавеющей стали: 10, 20, 30, 50, 100 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из карбида вольфрама: 20 и 50 мм.
- Рубиновый шарик и керамический стержень: 50, 75, 100 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из углеродного волокна: 50, 100, 150, 200, 300 мм.
Модель М5
- Рубиновый шарик и стержень из карбида вольфрама: 20, 30, 40, 50, 75, 100 мм.
- Рубиновый шарик и стержень из углеродного волокна: 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200 мм.
Учитывайте, что доступные для заказа варианты длины зависят от диаметра шарика. Уточнить номенклатуру стилусов можно у специалистов компании «Вектор Эталон».
Применение
Стилусы используются на станках с ЧПУ, позволяя сократить время наладки, продлить срок службы оборудования, обеспечить стабильно высокую точность производства деталей. Работы по наладке, измерению и контроль могут выполняться как в ручном, так и в автоматическом режиме. С помощью зондов можно выставлять заготовку по осям и измерять ее, задавать точки привязки, оцифровывать или контролировать соблюдение 3D-форм. Обширная линейка стилусов Renishaw позволяет подобрать щуп, соответствующий задачам вашего производства.
Типичные ошибки при выборе стилуса
При подборе стилуса могут быть следующие ошибки:
- слишком длинный стилус при высокой точности измерений;
- малый диаметр шарика при недостаточной жесткости системы;
- неправильный выбор материала стержня;
- использование изношенного или поврежденного наконечника;
- использование стилуса для измерения детали в датчике наладки инструмента;
- несоответствие резьбы и типа датчика.
Эти ошибки приводят к увеличению погрешности и нестабильной работе измерений.
Подбор стилусов для измерительных систем
Подбор стилуса выполняется по типу датчика, резьбе, длине и условиям измерения. Ошибка в выборе может привести к увеличению погрешности или повреждению щупа. Укажите модель датчика или задачу — это позволит определить подходящую конфигурацию стилуса.
По умолчанию мы работаем с двумя курьерскими службами:
В основе бизнеса СДЭК всегда была логистика. Но сегодня СДЭК — гораздо больше, чем просто доставка. Это экосистема сервисов для людей. Главный принцип этой экосистемы — забота о клиенте и о сотруднике.
Группа компаний «Деловые Линии» является одной из крупнейших транспортно-логистических компаний России. С 2001 года оказывает услуги по перевозке грузов организациям и частным лицам. Центральный офис расположен в Санкт-Петербурге.
