螺旋插刀用于制造螺紋。螺旋加工過程復(fù)雜，這就是為什么插刀上有許多不同的角度（前角、后角、間隙角）（圖1a）。此外，有些插刀上還有多達(dá)3個(gè)刃齒。這使得插刀的測(cè)量變得非常困難。

在先前的質(zhì)量評(píng)估中，人們不得不依賴于簡(jiǎn)單的光學(xué)設(shè)備來評(píng)估尺寸精度，并使用探針設(shè)備測(cè)量表面粗糙度。然而，這些測(cè)量的信息價(jià)值非常有限。此外，通常需要破壞零件以便測(cè)量所需的尺寸。為了不斷提高工具的質(zhì)量，需要一種靈活的設(shè)備來測(cè)量和評(píng)估切削工具的關(guān)鍵尺寸和表面粗糙度。

本案例研究的目的是使用3D光學(xué)輪廓儀測(cè)量插刀的切削刃半徑，并提取沿切削工具邊緣的粗糙度參數(shù)。圖1b顯示了待測(cè)插刀的示意圖。

圖1.a) 切削工具中一些感興趣的參數(shù)。b) 插入物的圖示。紅線顯示的是在這個(gè)案例研究中正在評(píng)估的切削刃剖面。

切削刃半徑對(duì)良好的刀具壽命預(yù)期至關(guān)重要。在這個(gè)特定的應(yīng)用說明中，我們使用了S neox五軸3D光學(xué)輪廓儀，采用焦點(diǎn)變化HDR模式（Sensofar），結(jié)合100倍物鏡放大倍數(shù)，獲取插入物切削刃的3D地形（圖2）。

圖 2. 頂部顯示了用 100X Ai Focus Variation HDR 測(cè)量的圓形切削刃的 3D 地形。橫截面輪廓顯示在底部，頂視圖顯示在右側(cè)。

這個(gè)插入物是按照?qǐng)D3所示的方式保持的，仰角為63.5度。

圖 3. 在S neox五軸3D光學(xué)輪廓儀下插入物的定位

一旦獲得地形數(shù)據(jù)，就將數(shù)據(jù)發(fā)送到SensoPRO軟件的“Edge"插件進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)分析。該軟件模塊可以自動(dòng)檢測(cè)切削刃的方向，并計(jì)算與刃橫向相交的一定數(shù)量的剖面。在這個(gè)特定的示例中，我們選擇了高達(dá)30個(gè)剖面，從中計(jì)算了切削刃半徑，以及圖4中列出的許多其他參數(shù)。

圖4。列出了針對(duì)切割刃橫截面計(jì)算的參數(shù)列表。除了這些參數(shù)外，軟件還計(jì)算沿切割刃的粗糙度（例如，Ra、Rq或Rz等）。

SensoPRO軟件允許可視化每個(gè)參數(shù)并提供每個(gè)參數(shù)的一些統(tǒng)計(jì)信息（即平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、最小值和最大值）。如圖5所示，30個(gè)輪廓的平均半徑為5.14微米，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.35微米。值得一提的是，該軟件允許設(shè)置容差范圍并將結(jié)果導(dǎo)出為合格或不合格報(bào)告，在我們的案例中，我們?cè)O(shè)置了最小和最大切削刃半徑分別為4.7和5.7微米，這可以在圖5的底部圖中看到（即橙色區(qū)域）。

最后，另一個(gè)感興趣的參數(shù)是切削工具邊緣的粗糙度。該信息由軟件自動(dòng)以許多常見和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的形式提供，如Ra、Rz和Rq等。在這個(gè)特定的情況中，切削刃的Ra為0.05微米。

Finally, one last parameter of interest is the roughness at the edge of the cutting tool. This information is provided automatically by the software in the form of many common and standard parameters such as Ra, Rz and Rq, among others. In this particular case, the cutting edge had an Ra of 0.05 µm.

圖5. SensoPRO“Edge"插件的結(jié)果。a）切削工具參數(shù)列表。b）15個(gè)橫截面輪廓之一，具有相應(yīng)的切削刃半徑、間隙和后角。c）切削刃半徑（y軸）與每個(gè)輪廓編號(hào)從1到30的圖中的超差區(qū)域（橙色顯示）（x軸）。d）具有橫截面輪廓的切削刃拓?fù)涞氖纠?/p>

3D光學(xué)輪廓儀S neox Five Axis使得迅速靈活地獲得對(duì)于持續(xù)改進(jìn)我們工具所需的關(guān)鍵參數(shù)成為可能，如切割刀口半徑、間隙和后角度，甚至是刀口邊緣的粗糙度。在這個(gè)特定的案例研究中，我們成功測(cè)得切割工具邊緣的平均刀口半徑為5.14微米，邊緣的粗糙度Ra值為0.05微米。這些信息是通過Ai Focus Variation技術(shù)輕松獲取的，使用了100倍的物鏡放大率和特定應(yīng)用軟件SensoPRO（’Edge’插件）。

在同一傳感器頭中具有三種測(cè)量方法（共焦、Ai Focus Variation和干涉法）使得在各種零件上對(duì)不同測(cè)量任務(wù)進(jìn)行非常靈活的測(cè)量成為可能。從非常光滑和閃亮到表面紋理豐富、粗糙的表面，S neox Five Axis都可以勝任。對(duì)于3D光學(xué)輪廓測(cè)量來說，陡峭的角度和非常小的幾微米的切割刀口測(cè)量已經(jīng)不再是問題。