朱敏
上海延锋金桥汽车饰件系统有限公司技术中心 上海市 201206
随着汽车饰件产品开发的要求不断提高,零件的外观匹配要求也不断提高,注塑件皮纹深度从原本的肉眼对照评判已有了量化测量的需求。
我公司添置了一台基恩士3D轮廓仪,能进行3D轮廓的测量,但注塑件的皮纹有不规则性,如何进行测量才能得到稳定可靠的值来有效表述皮纹深度的值?
如图1描述了从模具最初的面到腐蚀的量和皮纹深度的最大高低差
参考了皮纹供应商测量皮纹深度的方法:
在皮纹零件上取约1cm长的截线,计算截线最高点到最低点的高度差(如图2)
图1
样品照片:
图2
3.2.1 主要技术参数:
测量原理:白光条纹反射呈像+三角测距法
观察光源:LED环形照明
高度测量精度:±5um,
高度测量重复精度σ: 0.5um
平面测量精度:±5um
平面测量重复精度σ:0.5um
3.2.2 指定测量区域
能扫描样品选定的区域形成图像(图4红色框1cmm×1cmm为扫描区域)
扫描后得到的图形,图5:
3.2.3 粗糙度功能计算
可使用软件测量多线粗糙度的功能做截线
多线粗糙度功能只要做一次截线,能生成11条等距的截线,自动输出11条截线的Rz的平均值和最大值。Rz示意图见图6。
图3
图4
图5
图6
Rzµm平均值 106.770最大值 117.592线1 116.197线2 87.533线3 103.203线4 109.389线5 101.171线6 110.556线7 108.162线8 117.592线9 101.081线10 114.902线11 104.679
一组多线粗糙度截线Rz输出结果见表1,多线粗糙度的截线示意图见图7。
3.2.4 校平功能:
软件自带的整体校平功能和2次曲面校准功能能确保样品在平整的基础上计算的RZ值是可靠的。
图7
注塑皮纹是不规则图形,且每个丘的深浅都不一致,所以考虑在相同的面积区域内测量一定的样本量,观察测量值的重复性和稳定性。
3.3.1 对SVW-7标准样板进行测量
该样板的理论深度参考值是120μm,允许的偏差是10%,即(108~132)μm
以SVW-7标准样板为例,扫描样板中1cm×1cm区域,生成六组截线,截线组示意图见图8:
图8
图8中,取了6组截线,每组截线自动输出等距的11条截线,软件会自动计算11条截线最高点与最低点的高度差Rz、总均值Rz、最大Rz值。将6组截线的测量结果汇总。表2:
结论:六组截线Rz平均值的均值、Rz最大值的均值都符合样板参考值的允许范围(108~132)μm。
但是否稳定?我们做了以下验证。
表2
3.3.2 同一样品、不同区域测量结果的比对
对SVW-7标准样板随机分五个区域进行测量,如图9,红色区域是测量区域(1cm×1cm)
图9
测量结果见表3,Rz平均值的均值、Rz最大值的均值在允许波动的10%范围内,波动范围:(108~132)μm,五个区域的最大偏差也在10%范围内。
表3
一大张仪表板原皮各区域皮纹深度测量值,见表4:单位μm
表4
结论:表征同一类型皮纹的Rz的均值和Rz最大值平均值是稳定的。
3.3.3 测量系统分析(MSA)-使用minitab工具
样品数量:5件,测量人员3人,每人测量次数:2次,测量区域为每件样品的同一区域。分析过程如下:表5
GRR图形分析图如图10:
图10
3.3.4 其它标准样板的测量结果与参考值比对,比对结果见表6
结论:从模具供应商得到的标准样板进行测量,与他们提供的皮纹深度参考值比对,Rz平均值的均值、Rz最大值的均值都符合理论参考值±10%的波动范围。
3.3.5 参加了SVW组织的比对,见表7
结论:RZ最大值均值与供应商值更接近。
表5
3.3.6 注塑皮纹深度测量方法步骤描述
a.准备大小合适、平整的样品放置工作台固定;
b.选取放大倍数,样品之间比对在同一放大倍数下测量;
c.选取扫描区域1cm×1cm,拼接扫描合成图像;
d.校平、保存测量文件;
e.选择软件中“多线粗糙度”功能,做水平截线,每条主截线尽量穿过丘的中心区域;
f.输出每组截线的Rz平均值、Rz最大值;
g.统计所有截线组的Rz平均值的平均值、Rz最大值的平均值即为最终输出值。
用上述方法验证了测量结果与标准样板理论参考值的符合性;同一样品不同区域之间测量结果的比较;MSA分析系统;与模具供应商的比对,最终得到的结果Rz平均值、Rz最大值是可以做为皮纹深度的测量值。
表6 单位:µm
表7 单位:µm
目前的应用:(1)产品与标准样板之间的比较测量;(2)相邻匹配件之间的比较测量;(3)产品开发得到客户认可后封样件的测量;(4)与上汽、SVW客户的对标;(5)弥补模具缩印造成的缺陷的皮纹深度修正值。