Как выбрать оптимальный метод инспекции внутреннего диаметра для труб малого диаметра

Шплинтовые калибры vs. Оптическое измерение для труб мелких деталей

Одной из фундаментальных закупки мелких деталей является то, что принятие информированных решений о спецификациях имеет огромное влияние на оптимизацию технологичности. Например, учитывая конечное использование детали, вы можете определить, какие допуски наиболее критичны и, в свою очередь, будут двигать производство и стоимость ваших деталей.

Связанная статья: Ваш жесткий допуск может серьезно влиять на стоимость детали

Есть много факторов, которые могут влиять на то, встречают ли детали указанные требования для измерений и допусков. В этом блоге мы смотрим на фактор, который может быть важным в оптимизации технологичности деталей таких как мелкие трубы — а именно, метод для определения того, встречает ли его внутренний диаметр (ID) требования.

Как измерять ID труб — и почему это важно

Мелкодиаметровые трубы широко используются в бесчисленных применениях в широком спектре отраслей, включая (но निश्चенно не ограничиваясь):

• Медицинские устройства
• Электроника
• Науки жизни
• Физическое исследование
• Авиакосмическая
• Хроматография
• Ветеринарная медицина
• Автомобильная
• Химическая обработка

Например, мелкодиаметровые трубы, часто называемые гиподерическими трубами, могут быть точно нарезаны по длине для использования в медицинских устройствах, требующих прочности, однородности и коррозионной стойкости. Это включает устройства для минимально инвазивных хирургических и терапевтических применений таких как:

• Катетеры
• Эндоскопия
• Лапароскопия
• Арроскопия
• Офтальмология
• Биопсии
• Стоматологические процедуры
• Сбор глюкозы крови
• Ортопедия

Мелкие трубы для медицинских устройств доступны в разных внешних диаметрах (OD) так же как в разных ID и толщинах стенок.

Секрет измерения и верификации ID этих и других типов мелкодиаметровых труб — это договориться заранее о инструменте и методе для использования. Последовательная инспекция может означать разницу между встречей спецификаций для очень точных применений и несущением стоимости дополнительной работы.

Давайте посмотрим на два распространенных метода инспекции ID мелких труб: шплинтовые калибры (pin gages) и оптическое измерение.

Простой но эффективный шплинтовый калибр

Традиционно внутренний диаметр мелкодиаметровых труб или цилиндров измеряется с использованием шплинтовых калибров (pin gages), просто спроектированного, фейл-сейф метода измерения. Иногда называемых атрибутными или фиксированными предельными калибрами, шплинтовые калибры позволяют вам инспектировать деталь на соответствие и быстро определить, функционально ли она в соответствии.

Шплинтовый калибр — это маленький шплинт, калиброванный для вставки в деталь для определения пресс-сид ID и уверенности, что диаметр не слишком мал. Процесс включает использование серии калиброванных шплинтов с постепенно увеличивающимися диаметрами.

Шплинты вставляются в мелкие трубы в последовательности размеров для нахождения наибольшего шплинта, который подходит без растяжения трубы. В зависимости от мягкости материала трубы, вода или смазка могут использоваться для предотвращения прилипания шплинта к поверхности ID трубы.

Для большинства размеров мелких труб с ID от 0,005 дюйма до 0,200 дюйма, шплинтовые калибры дают приемлемые результаты, которые могут быть коррелированы. Однако, потому что это простой pass-fail метод инспекции, шплинтовые калибры не спроектированы для предоставления значения измерения для индивидуальных характеристик диаметра детали.

Рассмотрение допусков шплинтовых калибров

Также важно иметь в виду, что шплинтовый калибр может измерить только один предел допуска, не оба плюс и минус. Кроме того, шплинтовые калибры приходят со своими собственными допусками, которые могут приводить к накоплению (stacking).

Классы допусков шплинтовых калибров установлены Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) и используют буквенные обозначения такие как ZZ, Z, Y, X, XX и XXX. Разница между разными классами калибров — это допуск, разрешенный в производственном процессе каждого калибра.

В общем, чем раньше в алфавите (и чем больше букв добавлено), тем меньше допуск. Например, с калибрами, варьирующимися в размере от 0,001 дюйма до 0,08250 дюйма, класс Z калибров имеет допуск не более 0,0001 дюйма, в то время как класс X калибров имеет допуск не более 0,00004 дюйма.

Другие ограничения шплинтовых калибров для измерения мелких труб

С очень маленькими ID — скажем, менее 0,004 дюйма — это вызов вставить деликатный шплинтовый калибр в трубу малого диаметра без изгиба трубы или причинения ущерба шплинтовому калибру. Шплинтовые калибры сами подвержены износу и должны быть мониторингованы на ущерб.

Кроме того, результаты могут варьироваться от пользователя к пользователю и не последовательно встречать pass-fail критерии. И для инспекции очень длинного цилиндра, такого как мелкодиаметровая труба, которая такая длинная как 6 футов в длину и требует последовательного ID через всю, шплинтовый калибр непрактичен.

Более изощренный вариант для инспекции мелких труб

Для более точных нужд или мелких деталей труб с ID, которые не могут быть измерены стандартными шплинтовыми калибрами — например, с диаметрами 0,002 дюйма до 0,004 дюйма — оптическое измерение предлагает более изощренный вариант для расчета диаметра цилиндра или трубы.

Метод может быть простым, таким как использование света для визуальной проверки трубы на закупорку или измерения точки просто внутри конца трубы. Обычно, однако, оптическое измерение использует сенсор для измерения различных точек вокруг окружности и внутри трубы, и затем прогоняет числа через алгоритм для определения, находится ли средний ID в пределах допуска.

Оптическое измерение более точное, чем шплинтовые калибры, и может использоваться для измерения окружностей, дуг и более сложных форм. Оно отлично для уверенности, что жидкость будет течь через длинные мелкодиаметровые трубы (снова, применение где шплинтовый калибр может быть непрактичен).

Однако есть недостатки оптического измерения.

Недостатки оптического измерения vs. Шплинтовые калибры

Сенсорная оптическая система измерения более дорогая, чем использование шплинтовых калибров. Кроме того, оптика может смотреть только так далеко в трубу и не может разрешить глубоко в Z-оси, где шплинтовый калибр может и должен пройти полностью через.

Хотя оптическое измерение может предоставить уверенность, что средний диаметр трубы в пределах спецификаций, оно не скажет вам, если ID последовательно по всей трубе. Поскольку система усредня то, что она «видит», проблемы такие как выступ в трубе могут просто усредниться.

Однако, потому что шплинтовый калибр должен пройти через наименьшую точку в ID, калибр может обнаружить выступ, который оптическая система не может измерить.

Оптический метод также может быть не достаточно точным, если другая деталь должна влезть в трубу, требуя ID быть двойной проверкой с шплинтовым калибром или другим Go/No Go методом для верификации посадки.

Кроме того, оптическое измерение может быть затронуто чистовой отделкой и чистотой измеряемой детали, а также повторяемостью размещения детали в отношении оптического сенсора.

Некоторые общие руководства для инспекции мелких деталей труб

Почти так же, как вы вкладываете время и усилие в определение измерений деталей и допусков, вы должны тщательно взвешивать ваши варианты при решении о том, как определить, встречает ли ID мелких труб ваши спецификации.

Как всегда, важно рассматривать конечное использование детали. Например, будет ли трубе нужно нести газ или жидкость? Если да, оптическое измерение может быть наиболее надежным способом убедиться, что диаметр трубы достаточен для того, чтобы газ или жидкость текла.

Однако если длина трубы короткая (скажем, под 1 дюйма), шплинтовый калибр может быть вполне приемлемым. Пока он калиброван правильно и не имеет никакого износа или ущерба, шплинтовый калибр скажет вам, если короткая труба ID слишком мала. Как дополнительный плюс, шплинтовый калибр менее дорогой, чем оптическое измерение.

Некоторые руководства для использования шплинтовых калибров

При использовании шплинтовых калибров вы должны использовать мастер-калибр, который вы калибровали, либо внутренне, либо внешне, и который NIST-прослеживаемый.

Кроме того, важно убедиться, что вы и ваш поставщик используете одно и то же качество калиброванного калибра. Таким образом вы не понесете ненужные добавленные затраты из-за ложных несоответствий в измерении ID мелкодиаметровых труб.

Решение о том, какой класс допуска шплинтового калибра наиболее уместен, будет зависеть от двух вещей:

• Насколько близко процесс удерживается
• Может ли дополнительное затягивание границ допуска от использования более низкого класса калибра все еще достичь результатов, которые вам нужны

Когда в сомнении, ваш производственный партнер может помочь вам проконсультироваться с таблицей допусков производителя калибров для определения лучшего шплинтового калибра для ваших нужд.

Специфицируйте ваш метод инспекции ID мелких труб заранее

Также жизненно важно сказать вашему партнеру заранее, какой метод вы планируете использовать для инспекции ваших готовых деталей. Почему это так важно?

Один клиент Metal Cutting предоставил нам трубы, которые поставляющий вендор индицировал встречали требования клиента 0,015 дюйма максимальный ID. Однако когда клиент инспектировал готовые детали, они были отвергнуты, потому что 0,015 дюйма калиброванный шплинтовый калибр не влез бы в трубы.

Какое было несоответствие? Клиент не специфицировал, что они будут инспектировать детали используя шплинтовые калибры, и так как детали предназначались нести жидкость, поставщик труб инспектировал трубы используя оптическое измерение.

Это случай, где вы можете ясно увидеть, как метод инспекции, не только указанный ID и конечная функциональность, должны быть приняты во внимание. Хотя детали были функционально правильными, они были отвергнуты за несоответствие требованиям клиента по инспекции ID.

Кратко, держа линии коммуникации открытыми и убеждаясь, что вы и ваш производственный партнер информированы, вы можете работать вместе для встречи ваших целей ID мелких труб и прохождения инспекции с летящими цветами.

Для советов о том, как улучшить точность ваших спецификаций и проектных котировок, скачайте наше бесплатное руководство Как точно настроить ваш запрос котировки для максимальной выгоды: Часто задаваемые вопросы в закупке мелких деталей.