小直径油管：如何选择最佳内径检测方法
针规与小零件管的光学测量
小零件采购的基本要素之一是，就规格做出明智的决策对优化可制造性具有巨大影响。例如，通过考虑零件的最终用途，您可以确定哪些公差是最关键的，进而会推动零件的生产和成本。
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有很多因素会影响零件是否满足规定的尺寸和公差要求。在这篇博文中，我们着眼于对优化小型管材等零件的可制造性可能很重要的一个因素——即确定其内径 (ID) 是否符合要求的方法。
如何测量油管 ID 以及为什么它很重要
小直径管材广泛应用于各行各业的无数应用中，包括（但当然不限于）：
- 医疗设备
- 电子产品
- 生命科学
- 物理研究
- 航空航天
- 色谱法
- 兽医学
- 汽车
- 化学加工
例如，通常被称为皮下注射管的小零件管可以精确切割成一定长度，用于需要强度、均匀性和耐腐蚀性的医疗设备。这包括用于微创手术和治疗应用的设备，例如：
- 导管
- 内窥镜检查
- 腹腔镜检查
- 关节镜
- 眼科
- 活检
- 牙科程序
- 血糖采集
- 骨科
用于医疗器械的小管有不同的外径（OD）以及不同的内径和壁厚。
测量和验证这些和其他类型的小直径管材 ID 的秘诀是提前商定要使用的工具和方法。一致的检查可能意味着满足非常精确的应用程序的规范和产生额外工作成本之间的差异。
让我们看一下检查小管 ID 的两种常用方法：针规 和光学测量 .
简单而有效的针规
传统上，小直径管道或圆柱体的内径是使用针规测量的 ，一种设计简单的故障安全测量方法。针规有时称为属性或固定极限量具，可让您检查零件的一致性并快速确定其功能是否符合要求。
针规是一个小针，经过校准可以插入零件中以确定压配合 ID 并确保直径不会太小。该过程涉及使用一系列直径逐渐增加的校准销。
将销按尺寸顺序插入小管中，以找到适合而不拉伸管的最大销。根据管材的柔软度，可以使用水或润滑剂来防止销钉粘在管材内径表面上。
对于大多数内径从 0.005” 到 0.200” 的小直径管材，针规产生可以相关的可接受结果。然而，由于它是一种简单的通过和失败的检测方法，针规的设计并不是为零件直径的各个特征提供测量值。
考虑针规公差
同样重要的是要记住，针规只能测量一个公差极限，而不是正负。此外，针规有自己的公差，可能会导致堆叠。
针规公差等级由美国国家标准与技术研究院 (NIST) 建立，并使用 ZZ、Z、Y、X、XX 和 XXX 等字母名称。不同等级量具的区别在于每种量具在制造过程中所允许的公差。
一般来说，字母表中越早（添加的字母越多），公差越小。例如，尺寸范围从 0.001” 到 0.08250” 的量规，Z 类量规的公差不超过 0.0001”，而 X 类量规的公差不超过 0.00004”。
针规测量小管的其他限制
对于非常小的 ID（例如，小于 0.004 英寸），将精密的针规插入小直径管中而不弯曲管子或损坏针规是一项挑战。针规本身容易磨损，需要监测是否损坏。
此外，结果可能因用户而异，并且不能始终满足通过-失败标准。而对于一个非常长的圆柱体的检查，例如长达 6 英尺且需要始终一致的内径的小直径油管，针规是不切实际的。
用于检查小型管道的更复杂的选项
对于更严格的需求或内径无法用标准针规测量的小零件管 - 例如，直径为 0.002” 到 0.004” - 光学测量 为计算圆柱或管的直径提供了更复杂的选项。
该方法可以很简单，例如使用灯目测检查管子是否堵塞或测量管子末端内的一个点。然而，通常光学测量使用传感器测量圆周和管内的各个点，然后通过算法运行这些数字以确定平均 ID 是否在公差范围内。
光学测量比针规更精确，可用于测量圆形、弧形和更复杂的形状。它非常适合确保液体流经长而小直径的管道（同样，针规可能不实用的应用）。
然而，光学测量也存在缺陷。
光学测量与针规的缺点
基于传感器的光学测量系统比使用针规更昂贵。此外，光学器件只能深入观察管子，不能深入到 Z 轴，而针规可以而且必须一直穿过。
尽管光学测量可以确保管的平均直径在规格范围内，但它不会告诉您整个管的 ID 是否一致。由于系统会平均它“看到”的内容，因此可能会平均化管中突出等问题。
但是，由于针规需要通过 ID 中的最小点，因此针规可能会检测到光学系统无法测量的突起。
如果另一个部件需要装入管中，光学方法也可能不够准确，需要使用针规或其他 Go/No Go 方法对 ID 进行双重检查以验证是否适合。
此外，光学测量会受到被测零件的表面光洁度和清洁度以及与光学传感器相关的零件放置可重复性的影响。
小零件管检查的一些通用指南
与您花费时间和精力确定零件尺寸和公差的方式大致相同，在决定如何确定小管的内径是否符合您的规格时，您应该仔细权衡您的选择。
与往常一样，重要的是要考虑零件的最终用途。例如，管子需要携带气体还是液体？如果是这样，光学测量可能是确保管径足以让气体或液体流动的最可靠方法。
但是，如果管子长度很短（例如，小于 1 英寸），针规可能是完全可以接受的。只要校准正确并且没有任何磨损或损坏，针规会告诉您短管的内径是否太小。另外，针规比光学测量更便宜。
针规使用指南
使用针规时，您应该使用您已经校准的标准量规，无论是内部还是外部，并且是 NIST 可溯源的。
此外，确保您和您的供应商使用相同质量的校准量具也很重要。这样您就不会因为测量小直径管材内径的错误差异而产生不必要的额外成本。
决定哪种针规公差等级最合适将取决于两件事：
- 流程的密切程度
- 使用较低等级的量具进一步收紧公差边界是否仍能达到您需要的结果
如有疑问，您的制造合作伙伴可以帮助您查阅量规制造商的公差表，以确定最适合您需求的针规。
预先指定您的小型油管 ID 检测方法
预先告诉您的合作伙伴您计划使用什么方法来检查您的成品零件也很重要。为什么这如此重要？
一位 Metal Cutting 客户向我们提供了供应商表示满足客户要求的最大 ID 为 0.015 英寸的管材。然而，当客户检查完成的零件时，他们被拒绝了，因为 0.015 英寸的校准针规不适合管子。
差异是什么？客户并没有指定他们将使用针规检查零件，并且由于零件注定要携带液体，因此管材供应商已使用光学测量来检查管材。
在这种情况下，您可以清楚地看到如何必须考虑检查方法，而不仅仅是指定的 ID 和最终功能。虽然这些部件在功能上是正确的，但由于不符合客户的 ID 检测要求而被拒绝。
最重要的是，通过保持沟通渠道畅通并确保您和您的制造合作伙伴了解情况，您可以共同努力实现您的小型管材 ID 目标，并以优异的成绩通过检查。
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