最新使用坐标测量机测量评价零件形位公差的实例
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使用坐标测量机测量评价零件形位公差的实例分析
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摘要:在客户送样检测的众多产品工件中，很多都要求评价形位公差，这里我们将结合几个典型的产品工
件，实例分析用三坐标测量机测量和评价几个常见的形位公差。 关键词:形位公差 对称度 坐标测量机 Pc-dmis
一、引言
在机械加工、模具制造中我们主要的沟通工具就是工程图纸，它提供了一个明晰的、无可争议的零件几何形状的定义。对于制造完成的产品工件、模具，我们要求对其进行几何尺寸、角度和形位公差的评价，目的在于评价工件是否符合工程图纸的设计要求。随着科技的进步，对检测精度要求的提高，越来越多的工厂和检测机构都配备了先进的空间尺寸检测设备------三坐标测量机。三坐标测量机的应用大大提高了检测效率，其中一些复杂几何元素的测量、形位公差的评价得益于坐标测量机的运用。
二、过程
为了适应检测市场的发展需求，本机构配备了海克斯康集团所生产的Global系列的坐标测量机，随机软件为Pc-dmis。其主要功能包括了几何量及形位公差的测量与评价、自动识别测量特征、CAD数模导入测量等。使用坐标测量机检测工件的流程如下图1:
分析图纸
建立零件坐标系
特征元素的测量
1、 形状:平面度、直线度、圆度、轮廓度
2、 位置:平行度、垂直度、同心度、同轴度、 尺寸及形位公差的评价 跳动、倾斜度、对称度
3、 其它:位置、距离、夹角
检测报告
图1
三、实例
在客户送样检测的众多产品工件中，很多都要求评价形位公差，这里我们将结合几个典型的产品工件，实例分析用三坐标测量机测量和评价几个常见的形位公差。
一、评价对称度公差
图2
如图2所示，要评价槽体内侧上下平面对基准A的对称度。槽体对称度公差带为距离为0.1mm且以基准中心平面对称配置的两平面之间的区域。在我们测量工件的实践过程中，主要运用2种方法来评价槽体的对称度。
方法一:用测量软件Pc-dmis自带功能评价对称度。此功能要求先构造被测元素的集合，集合定义为均匀分布于基准平面两侧且一一对因于被测元素
表
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面的点的集合。Pc-dmis要求构建集合时触测点分布顺序为1-2-3-4-5-6-7-8。如下图3示:
图3
软件界面特征为:
通过测量槽口上下表面两平行平面构造中分面即基准A 软件界面特征为:
最后通过Pc-dmis的评价对称度选项选择被评价元素集合相对于基准A得出对称度。
方法二:基于Pc-dmis但最终需算术方法计算得出对称度。此方法前提是要求被测元素必须对称配置且中分面理论平行于基准A。
图4
如图4，首先测量得出中分面，即基准A。再测量槽口内侧上下面，通过Pc-dmis测量距离选项评价得出m和n的值。计算m-n的绝对值即为对称度。通过验证上述2种方法评价所得的对称度一致。
二、评价垂直度公差
垂直度是表示零件上被测要素相对于基准要素，保持正确的90?夹角状况，也就是通常所说的两要素之间保持正交的程度。
图5
如上图5示，要评价圆柱体相对于基准A的垂直度，我们首先要测量的特征元素为圆柱体，然后是基准平面A。通过Pc-dmis评价垂直度选项我们可以很快得出垂直度公差。在测量产品工件的过程中，也时时遇到垂直度测量重复性差的情况，产生原因也很多是因为工件本身比较特殊。
图6
典型案例，如上图6是底平面对圆柱体基准A求垂直度。在评价垂直度的测量过程中，为了测量方便我们一般都测量圆柱的上部分端面(坐标测量机的探针长度有限)从而构造基准轴线，但实际工件的柱体长度可能很长。所以所构造的基准轴线并非包含整个柱体，解决办法只有增加探针延长杆。还有一种情况刚好相反，柱体不高，所构造的基准轴线太短导致测量重复性下降。由于基准轴线定位的不确定性导致了垂直度公差的不确定性。我们在实践过程中探讨出了一个现行有效的办法是:在柱体截面均匀分布测量多个圆，以圆心连线构造基准轴线，实践证明测量重复性提高。
二、评价位置度公差
位置度反映了被测要素应位于由基准和理论正确尺寸确定的理想位置上的精度要求。评
价位置度公差往往是以一个或多个基准为要求，评价过程繁琐。在特定情况下位置度可以被替代或分解成相对基准的距离或对称度等其他形位公差。
图7
如上图7，图纸要求评价工件的下部的键体相对于圆基准A的位置度。分析图纸要求可得此位置度是被测元素相对单一基准而言，所以我们可以转换到以当前工作平面所在的二维空间内分析。此时的位置度可以看成是以键体中分面为被测元素，相对于圆基准A的对称度。由于Pc-dmis软件评价对称度只能以面和线为基准要素，所以最终我们只能用算术方法进行评价。此时可以把坐标原点建立或者平移到圆基准A上，通过测量键体的左右两平面构造中分面，再求圆基准A相对于中分面的距离，以X+方向为正，可以得出键体相对于圆基准的偏置距离和偏置方向。最后图纸所要求的位置度即对称度，可以用圆到键体左右两平面的距离之差的绝对值求得。
四、小结
可以看出，运用三坐标测量机大大方便了产品工件的测量，以前依靠特殊标准设备评价形位公差现在转化为简单的软件运算，对于检测机构的工作效率实现了质的飞跃。
参考文献:
[1]甘永立 《几何量公差与检测(第四版)》 上海科学技术出版社
[2]大卫?弗兰克 《测量的良好实践指南------测量机检测策略》 诸锡荆 编译
[3]GB/T 1182-1996 《形状和位置公差》 国家技术监督局
浙公网安备 33021202002483