Mesurer avec précision un cercle de trous de boulons?

Je dois mesurer avec précision (+/- 0,25 mm) le cercle de trous de boulons percé dans une plaque de métal épais. Il y a trois trous sur une plaque et neuf trous sur une deuxième plaque. Les plaques ont un diamètre d'environ 300 mm. Les trous sont d'environ 18 mm de diamètre taraudés M20 et le cercle de trou de boulon est d'environ 200 mm de diamètre.

Lorsque cela sera connu, je créerai une pièce correspondante sur la fraiseuse et le tour à commande numérique. La pièce finie tourne à environ 2 000 tr / min, de sorte que la précision de l’usinage et du montage déterminera la vibration du système fini.

Comment puis-je mesurer le cercle de trous? Outils? Technique? Des calculs?

Le modèle de boulon devrait être un standard; s'il y a trois trous de boulons, il devrait y avoir 120 degrés entre chaque trou. S'il y a neuf trous de boulons, il devrait y avoir (360/9) = 40 degrés entre chaque trou.

Parlons un instant de la vibration. Des vibrations existeront si la ligne médiane de votre bride ne coïncide pas avec la ligne centrale de la bride existante. Bien que votre modèle de boulon ne importe, peu importe beaucoup . Si vous comptez sur votre modèle de boulon pour aligner parfaitement deux pièces de machines de rotation, vous vous trompez. Le machiniste qui attache les deux brides ensemble devrait avoir un moyen de caler un équipement, l’autre ou les deux.

Vous devez vous fier aux cales pour rapprocher les deux lignes centrales, coïncidentes et parallèles. Encore une fois, si vous comptez sur le modèle de boulon pour le faire à votre place, cela signifie que la bride doit être parfaitement fixée à l’arbre, que les coussinets doivent être parfaitement dimensionnés, sans possibilité de tolérance dimensionnelle. pour être parfaits, les pieds de montage doivent être parfaits et la sous-structure à laquelle les deux pièces d’appareil s’attachent doit être parfaite. Vous devez disposer de suffisamment de place pour les ajustements là où les machines se verrouillent. Vous n'atteindrez jamais le degré de perfection requis pour pouvoir compter sur un modèle de boulon pour assembler deux pièces d'équipement de rotation.

Alors, que dit, où les vibrations ne importe en ce qui concerne votre modèle de boulon est que votre modèle de boulon doit être encore. Si vous avez trois boulons qui sont supposés être à 120 degrés l'un de l'autre, mais deux sont à 110 degrés l'un de l'autre et les autres sont à 125 l'un de l'autre, vous obtiendrez des vibrations car le modèle de boulon n'est pas symétrique en rotation.

Je vous conseillerais donc de déterminer les dimensions du modèle de boulon à partir de la bride existante, puis d’ ignorer les variations mineures et de rendre votre nouveau modèle aussi symétrique que possible. Si les brides existantes sont filetées, vos trous sont traversants. Il doit y avoir une certaine tolérance pour que le boulon puisse passer à travers, et elle devrait également permettre des variations mineures dans la position des trous dans les deux parties.

La force de serrage des boulons maintient les brides ensemble. Les cales sous les pieds de montage de la machine rapprochent les lignes centrales. L’emplacement des trous n’est important pour les vibrations que s’ils ne sont pas symétriques en rotation. L'ajustement de la bride n'a rien à voir avec la vibration si vous avez correctement serré les deux brides ensemble et que vous avez aligné l'axe de l'arbre pour qu'il coïncide. Encore une fois, cela se fait en déplaçant l'équipement, pas en ajustant le boulon de la bride des trous.

Je tente de vous convaincre qu’une bride avec des trous débouchants n’est pas et ne devrait pas être un équipement de haute précision. Si vous utilisez un joint, vous aurez peut-être besoin que le visage soit très plat et qu'il soit bien perpendiculaire à la ligne médiane de l'arbre, mais que les trous débouchants le sont tout simplement. Si une bride est capable de pivoter par rapport à l'autre, vous ne l'avez pas encore bien serrée et / ou vous n'avez pas utilisé suffisamment de fixations. Si les brides ont pu avoir un mouvement relatif, alors vous "montez sur l'embrayage" pour ainsi dire et pouvez vous attendre à une défaillance (très) prématurée des articulations.

Donc, tout ce que dit, voici comment calculer ce que les paramètres doivent être pour votre modèle de boulon circulaire.

1. Trouvez la distance angulaire entre les boulons, , en divisant 360 degrés par le nombre de boulons. Un modèle à 3 boulons fait 120 degrés entre les fixations, 4 boulons, 90, 9 boulons, 40, etc.$\theta$
2. Pour un trou fileté, vissez un boulon dans chacun des deux trous adjacents. Pas nécessaire si vous pouvez insérer les conseils de mesure d’une paire d’étriers dans les trous, mais cela facilite les choses.
3. Mesurez la plus grande distance extérieur-extérieur entre les deux boulons. Mesurez la plus petite distance intérieur-intérieur entre les deux boulons. Faites la moyenne de ces nombres (additionnez et divisez par deux) et vous obtenez la distance centre-centre.
4. Le rayon du motif de boulonnage est donné par:

Vous pouvez maintenant poser votre bride vierge sur un tour, trouver le centre, mesurer un rayon , marquer ce cercle et localiser vos centres de trous traversants aux positions angulaires appropriées sur ce cercle. Si vous le faites à la main, vous pouvez ouvrir une boussole sur la entre les trous de boulons trouvés, placer l'extrémité pointue n'importe où sur le cercle et le balayer, puis déplacer l'extrémité pointue sur un cercle balayé. intersection et balayer à nouveau.$r$$\mbox{average distance}$

Voici un graphique si cela rend les choses plus claires:

Une approche consiste à utiliser un poinçon de transfert pour transférer les centres des trous sur une autre plaque. Ceci est un peu compliqué par le fait que les trous sont filetés, vous devrez donc en usiner un jusqu'au diamètre correct.

Cela facilitera certainement la mesure des distances entre les centres. Une méthode similaire consisterait à fabriquer des crampons courts, à les percer au centre et à mesurer les distances avec des diviseurs.

Quelle que soit la méthode choisie, vous devriez être en mesure de construire le point central du diamètre du cercle primitif à l'aide de séparateurs http://www.mathopenref.com/constcirclecenter.html.

Vous pouvez également obtenir des carrés centraux bien que cela dépende du bord extérieur de la plaque qui est rond et concentrique au PCD.

Il se peut également que l’usine à commande numérique ait la capacité d’être utilisée comme machine à mesurer tridimensionnelle. Ce serait certainement le moyen le plus simple d'obtenir des mesures précises, car vous pouvez simplement saisir les données dans votre logiciel de CAO et construire toutes les dimensions dont vous avez besoin.

Il est également intéressant de noter que vous pouvez améliorer l'ajustement des assemblages boulonnés en utilisant des goupilles pour assurer l'alignement tout en laissant suffisamment de trous pour le dégagement pour les boulons.

De même, il peut être intéressant de légèrement surdimensionner votre composant, de les boulonner ensemble et de les usiner à la fois dans les dimensions finies.