模具零件常用的測(cè)量工具共14

1、第7章模具零件常用的測(cè)量工具7.1模具零件加工的技術(shù)要求和測(cè)量技術(shù)對(duì)于沖壓模、塑料模、鍛模、以及金屬壓鑄模,他們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上存在較大的差異,而且各類模具的使用功能和裝配狀態(tài)也不一樣,精度要求自然也不同.所以各類模具的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有針對(duì)性地制定了相應(yīng)的模具零件的技術(shù)要求、模具的裝配要求.有關(guān)技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)參見相應(yīng)的模具標(biāo)準(zhǔn).對(duì)模具的檢驗(yàn)可劃分為對(duì)成形零件的檢驗(yàn)和模架的檢驗(yàn),也可以按工作型面尺寸檢測(cè)、非型面尺寸檢測(cè)來劃分.在有的企業(yè)中,把模具零件的精度分類進(jìn)行質(zhì)量治理,如一類、二類、三類尺寸來劃分.它的劃分依據(jù)是對(duì)這些零件尺寸對(duì)模具成形產(chǎn)品的質(zhì)量影響大小而定.模具制造中的測(cè)量技術(shù)除采用一般幾何量測(cè)量工具

2、和測(cè)量儀測(cè)量各種長度、高度、深度、形狀位置誤差、外表粗糙度、角度、螺紋等誤差外,還包括使用計(jì)算機(jī)掃描等先進(jìn)測(cè)量技術(shù)檢測(cè)復(fù)雜曲面形狀.在測(cè)量方法上除對(duì)模具零件直接測(cè)量外,還廣泛采用間接測(cè)量方法.測(cè)量和檢測(cè)在計(jì)量上是有嚴(yán)格區(qū)別的,在模具檢驗(yàn)的過程中,由于無法直接測(cè)出實(shí)物的數(shù)據(jù)往往會(huì)借助測(cè)量手段實(shí)現(xiàn).一般可以簡單的認(rèn)為： 檢測(cè)是在理論數(shù)據(jù)的情況下與實(shí)物的測(cè)量數(shù)據(jù)比擬,可以判斷數(shù)據(jù)超差與否、工件是否合格；而測(cè)量是事先對(duì)測(cè)量物體的尺寸、形位公差等并不知道的情況下,進(jìn)行實(shí)測(cè),得到數(shù)據(jù),而這個(gè)過程本身并不判斷工件的合格與否.7.1.1模具檢驗(yàn)常用的樣板1.樣板的分類1根據(jù)用途有下料樣板、加工樣板、裝配劃線樣

3、板和裝配角度樣板等.在模具制造中,用的最多的是加工樣板.2根據(jù)空間形狀有平面樣板、立體樣板樣箱.中小型沖壓模、塑料模、壓鑄模一般都使用平面樣板,但在汽車覆蓋件沖壓模具領(lǐng)域會(huì)用到立體樣板,也稱作樣箱.3按制作樣板的材料有木材、扁鐵、薄鐵皮、油氈和紙板等.一般模具制造中使用的樣板都是薄鐵板.對(duì)這種鋼板要求：淬火變形小,耐磨.而在汽車覆蓋件模具會(huì)用到樹脂、木材等作為樣板,木質(zhì)樣板是根據(jù)展開的構(gòu)件實(shí)際形狀用木板條或夾板釘制而成.常用的加工樣板大都是根據(jù)模具零件的一些特殊的截面,由鉗工或線切割等工藝方法將薄鋼板做成相應(yīng)截面形狀,再經(jīng)淬火和研磨而成.輪廓樣板,按零件內(nèi)部輪廓尺寸制造,允許負(fù)的偏差.斷面輪廓

4、特殊部位形狀樣板,一般按最大極限尺寸制造,作為特殊形狀的驗(yàn)規(guī).2.樣板的應(yīng)用1用塞尺或透光目測(cè)法檢查樣板與型腔外表的間隙,如檢驗(yàn)精度要求不高公差值?0.05mm的鍛模模膛形狀.2對(duì)于大、中型彎曲模的凸、凹模工作外表的曲線和拆線,幾何形狀和尺寸精度要求較高時(shí),需要用樣板及樣件限制.3加工一些回轉(zhuǎn)體的模具零件如車削,其形狀和尺寸可由樣板檢驗(yàn),用樣板的基面靠零件基面來檢查成形外表正確與否.相當(dāng)于樣板作為一條母線,判斷回轉(zhuǎn)體是否合格.第1頁4輪廓樣板常常用于常規(guī)機(jī)械加工前,在復(fù)雜型面壓鑄模、塑料模上的劃線,也可以用于鉗工裝配修調(diào)模具鑲塊的檢驗(yàn).7.1.2模具檢驗(yàn)常用的樣形1.樣型和樣架用于大型曲面零件

5、制造的大型覆蓋件冷沖壓模具的工作局部,大多由三維曲面構(gòu)成,表面粗糙度及精度特別是汽車外覆蓋件的形狀精度等級(jí)要求均較高,加工時(shí)需采用樣型和樣架等專用檢驗(yàn)工具配合加工.樣型實(shí)際上是一種檢驗(yàn)的模型.1主模型主模型是一些復(fù)雜三維曲面沖壓件設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)的原始依據(jù).他可用于檢驗(yàn)像生產(chǎn)汽車覆蓋件的模具、夾具、以及檢驗(yàn)斷面形狀的樣板、立體樣箱,或直接檢驗(yàn)沖壓樣件等.主模型的結(jié)構(gòu)為優(yōu)質(zhì)木材或塑料制作制作成的覆蓋件內(nèi)外表形狀,并以一定的基準(zhǔn)面裝配在特制的主架上,構(gòu)成主模型.在主模型上劃有x、y、z三方向的坐標(biāo)線,表示覆蓋件在制品上的位置如是汽車覆蓋件那么表示其在汽車坐標(biāo)系中的位置,塑料主模型與木質(zhì)主模型相比,

6、在長期的保存和使用期間變形小、保管簡單,但制造過程較復(fù)雜.一種大型覆蓋件零件,需要數(shù)套沖模沖壓而成.如汽車覆蓋件,完成一個(gè)制件的加工平均不同性質(zhì)的模具要四套拉深、修邊、翻邊、沖孔,而這些模具的形狀要符合同一主模型,所以,主模型用以進(jìn)行翻制工藝模型、樣板及最后檢驗(yàn),主模型與樣板的派生關(guān)系如圖7.1.1所示.數(shù)秒采集一產(chǎn)品逆向k0mm、1mm、3mm面工藝處理制成檢具主模型數(shù)字力化模也一翻邊展開、工藝補(bǔ)出+加工工藝主模型廣投影樣 L 樣箱游離模型1樣架圖7.1.1典型汽車覆蓋件主模型與樣板的關(guān)系2工藝主模型在覆蓋件的主模型上補(bǔ)充了翻邊展開線修邊線以外的形狀工藝補(bǔ)充局部,同時(shí)按沖模設(shè)計(jì)的沖壓方向改裝

7、基準(zhǔn)面,即為工藝主模型.工藝主模型的工藝補(bǔ)充局部上劃有沖模中央線.工藝主模型是覆蓋件沖模制造中所用的各種模型和樣板的母模,同時(shí)還可作凸模和壓邊圈仿形加工的靠模.3樣架樣架即研修模型,是檢驗(yàn)凸模立體形面與工藝主模型的一致性的量具,還可作凹模的仿銃靠模.其結(jié)構(gòu)與工藝主模型凸模形狀相反,尺度相等而成凹型.材料采用變形小、強(qiáng)度高、易復(fù)制型面的塑料玻璃鋼或低熔點(diǎn)合金.4投影樣板和斷面樣板投影樣板是根據(jù)所測(cè)零件有關(guān)輪廓投影到平面上的形狀和尺寸制造的.用于凸模型芯外輪廓和凹模型腔內(nèi)輪廓加工時(shí)的劃線、檢驗(yàn)及修磨.5立體樣板立體樣板主要用于覆蓋件限制修邊模的曲面形狀和尺寸.2.檢具它一般是塑料材質(zhì),在汽車、拖拉

8、機(jī)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.利用主模型或數(shù)字元化的游離模型加工出來的.用于檢測(cè)制件的制造公差、裝配狀態(tài)等工藝內(nèi)容.分為：單件檢具、分總成檢具、總成檢具,前者檢測(cè)單個(gè)制件的加工狀態(tài),后二者檢測(cè)各個(gè)制件之間的裝配狀態(tài).7.2模具檢驗(yàn)的專用量具和常規(guī)量具一般來講,模具屬于單件生產(chǎn),但它涉及的零部件繁多,裝配復(fù)雜,從生產(chǎn)實(shí)際和測(cè)量本錢來講,盡量采用常規(guī)測(cè)量工具.7.2.1尺寸精度的常規(guī)測(cè)量工具1 .游標(biāo)量具這是最為常用的長度測(cè)量工具,他綜合了卡鉗和鋼尺的功能.測(cè)量時(shí),量值的整數(shù)部分從本尺上讀出,小數(shù)局部從游標(biāo)尺上讀出.是利用光標(biāo)原理主尺上的刻線間距和游標(biāo)尺上的線距之差來讀出小數(shù)局部.游標(biāo)量具分為游標(biāo)卡尺圖7.1

9、.1、游標(biāo)深度尺和游標(biāo)高度尺.圖7.2.1游標(biāo)卡尺2 .千分尺千分尺分為機(jī)械式千分尺和電子千分尺兩類.機(jī)械式千分尺是利用精密螺紋副原理測(cè)長的掌上型通用長度測(cè)量工具.精密螺桿在螺母中每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,即沿軸線移動(dòng)一個(gè)螺距.因此可用螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來表示移動(dòng)的距離.測(cè)量時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)的整圈數(shù)從固定套管上的刻度讀出,小數(shù)局部從微分筒圓周上的50個(gè)等分刻度讀出.精密螺桿的螺距常采用0.5毫米,轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒上的一個(gè)刻度,相當(dāng)于精密螺桿移動(dòng)0.01毫米,這就是千分尺的分度值.采用高精度螺桿并利用游標(biāo)或其它細(xì)分讀數(shù)機(jī)構(gòu)時(shí),可以制成分度值為0.001毫米的千分尺.數(shù)顯千分尺也稱作電子千分尺,它的原理和機(jī)械式千分尺一樣,只是在

10、測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用了光柵測(cè)長技術(shù)和集成電路等,測(cè)量結(jié)果用數(shù)字顯示出來.千分尺的品種很多,如圖7.2.2.改變千分尺測(cè)量面形狀和尺架等就可以制成不同用途的千分尺,例如有用于測(cè)量內(nèi)徑、螺紋中徑、齒輪公法線或深度等的千分尺.圖7.2.3所示為外徑千分尺結(jié)構(gòu).以上兩種測(cè)量方法都是直接測(cè)量.圖7.2.2各種千分尺圖7.2.3千分尺的結(jié)構(gòu)圖3.測(cè)微儀比擬儀測(cè)微儀是利用相對(duì)法進(jìn)行測(cè)量,圖7.2.4所示為機(jī)械式比擬儀.測(cè)量時(shí),先用量塊研合組成與被測(cè)根本尺寸相等的量塊組,再用此量塊組使測(cè)微儀指針對(duì)零,然后換上被測(cè)工件,測(cè)微儀指針指示的即為被測(cè)尺寸的偏差值.比擬儀量程小、測(cè)量精度高,適用于精密測(cè)量.主要用于高精度的圓

11、柱形、球形等零件的測(cè)量.圖7.2.4比擬儀的外形圖圖7.2.5各種極限量規(guī)按測(cè)微儀所采用的放大原理的不同,分為機(jī)械式比擬儀、光學(xué)比擬儀和電學(xué)比擬儀3種.4.量規(guī)量規(guī)是一種沒有刻度的專用檢驗(yàn)工具,它的制造精度很高,量規(guī)的測(cè)量值是確定的,不可調(diào).也就是說,某一量規(guī)只能測(cè)零件某一尺寸特征,用量規(guī)檢驗(yàn)零件時(shí),可判斷零件是否在規(guī)定的檢驗(yàn)極限范圍內(nèi),而不能得出零件的尺寸、形狀和位置誤差的具體數(shù)值.但它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、可靠、檢驗(yàn)效率高.測(cè)量孔徑、軸徑的量規(guī)稱為光滑極限量規(guī)；檢驗(yàn)孔徑的量規(guī)為塞規(guī)；檢驗(yàn)軸徑的量規(guī)為卡規(guī)或環(huán)規(guī),如圖7.2.5所示.測(cè)量高度、深度及長度尺寸的量規(guī)分別稱為高度量規(guī)、深度量規(guī)及長

12、度量規(guī),統(tǒng)稱為直線尺寸量規(guī).量規(guī)的一端按被檢驗(yàn)零件的最小實(shí)體尺寸制造稱為止規(guī),標(biāo)記為Z0;量規(guī)的另一端按被檢驗(yàn)零件的最大尺寸制造稱為通規(guī),標(biāo)記為T0.直線尺寸量規(guī)只限制被檢工件的極限尺寸,通常用于檢驗(yàn)精度較低的一般尺寸或粗加工尺寸.測(cè)量時(shí)采用目測(cè)比擬、接觸感覺及縫隙透光等方法判斷被測(cè)零件尺寸是否合格.帶表式直線尺寸量規(guī)用讀數(shù)裝置如百分表等指針擺動(dòng)的擺動(dòng)范圍確定被測(cè)零件尺寸是否合格.5.塞尺由一組具有不同厚度級(jí)差的不銹鋼制造的薄鋼片組成的量規(guī).塞尺用于測(cè)量間隙尺寸.在檢驗(yàn)被測(cè)尺寸是否合格時(shí),可以用通止法判斷,也可由檢驗(yàn)者根據(jù)塞尺與被測(cè)外表配合的松緊程度來判斷.塞尺一般最薄的為0.02毫米；最厚白

13、為3毫米.圖7.2.6為塞尺的示意圖.圖7.2.6塞尺圖7.2.7成套量塊6.量塊對(duì)于一些精密模具在制造過程中測(cè)量,測(cè)量設(shè)備往往不能到達(dá)標(biāo)稱的精度要求時(shí),需要專用檢定測(cè)量設(shè)備,量塊就是經(jīng)常用到的檢定設(shè)備.它的兩平行平面間具有準(zhǔn)確尺寸、橫截面為矩形或方形,也稱塊規(guī).兩平行平面稱為測(cè)量面.測(cè)量面外表粗糙度很低,Ra三0.016微米,因此具有良好的研合性.一量塊與另一量塊的測(cè)量面相互推合后,彼此間能緊密粘合.利用這種特性可把不同尺寸的量塊組合在一起使用、例如91塊的成套量塊能組成2100毫米間、單位為微米的任何尺寸.量塊用軸承鋼制造,最薄的一般為0.5毫米,最厚的為1000毫米.塊是長度測(cè)量系統(tǒng)中的

14、標(biāo)準(zhǔn)儀器,用于檢定低一等的量塊、千分尺、卡尺、比擬儀和一些光學(xué)測(cè)量儀等,也常和比擬儀一起利用相對(duì)法測(cè)量工件尺寸.量塊和量塊附件在一起可以組成不同尺寸用以檢驗(yàn)一些內(nèi)、外尺寸,例如孔徑、孔距等,配以劃線爪還可進(jìn)行鉗工劃線等工作.7.2.2形位誤差的測(cè)量工具測(cè)量形位誤差的常用儀器有水平儀、平板、測(cè)量指示表及萬能表架等,也可用工具顯微鏡、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、投影儀等測(cè)量儀器.1.水平儀水平儀利用重力現(xiàn)象測(cè)量微小角度.除了用于測(cè)量機(jī)床或其它設(shè)備導(dǎo)軌的直線度和工件平面的平面度外,也常用在安裝機(jī)床或其它設(shè)備時(shí)檢驗(yàn)其水平和垂直位置的正確與否.水平儀主要分為水平泡式水平儀和電子水平儀兩類.水平泡式水平儀又分為鉗工水平

15、儀、框式水平儀、合像水平儀等,如圖7.2.8.水平泡是一個(gè)內(nèi)壁磨成一定曲率半徑的玻璃管.管內(nèi)裝有粘滯系數(shù)較小的酒精、乙醛等液體,但留有一個(gè)氣泡.它隨玻璃管傾斜而移動(dòng),從玻璃管上的刻度可以讀出傾斜的角度.鉗工水平儀的底面是測(cè)量面,它僅能測(cè)量被測(cè)面相對(duì)于水平面的角度偏差.框式水平儀有兩個(gè)相互垂直的測(cè)量面,因此可以在水平和垂直兩個(gè)位置上測(cè)量.合像水平儀是利用光學(xué)雙像重合的方法來提升讀數(shù)精度.圖7.2.8水平泡式水平儀圖7.2.9電感式電子水平儀工作原理電子水平儀如圖7.2.9所示9,當(dāng)測(cè)量面處于水平位置時(shí),磁芯處于繞阻的中間位置,使電橋保持平衡.當(dāng)測(cè)量面與水平面傾斜J角時(shí),懸有磁芯的細(xì)絲由于重力作用

16、仍保持與水平面垂直,磁芯不處于繞阻的中間位置,電橋失去平衡而輸出電感量,由指示電表指示出傾斜角宙的數(shù)值.并以數(shù)字顯示或打印出誤差值.2.指示表常用的指示表有鐘表式百分表分度值0.01mm、鐘表式千分表分度值0.0010.005mm杠桿百分表分度值0.01mni和杠桿千分表分度值0.002mm等類型.指示表是利用精密齒條齒輪機(jī)構(gòu)制成的表式通用工具.它常用于零件形狀和位置誤差以及小位移的長度測(cè)量.改變測(cè)頭形狀并配以相應(yīng)的支架,可制成百分表的變形品種,例如厚度百分表、深度百分表和內(nèi)徑百分表等.使用打表測(cè)量,通常以平板外表模擬基準(zhǔn).在進(jìn)行垂直度及斜度測(cè)量時(shí),還常通過方箱或?qū)е鶎⒒鶞?zhǔn)面進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使被測(cè)面

17、線轉(zhuǎn)至與測(cè)量基準(zhǔn)平行,用測(cè)平行度方法測(cè)量.測(cè)量時(shí),應(yīng)在整個(gè)測(cè)量面上打表,取打表讀數(shù)的最大表動(dòng)量為定向誤差值.3 .2.3角度和錐度的測(cè)量用具在角度和錐度的測(cè)量中,屬于直接測(cè)量的測(cè)量工具有角度樣板、錐度量規(guī)、萬能量角器、測(cè)角儀、光學(xué)分度頭、投影儀等.用于間接測(cè)量的測(cè)量工具有正弦尺、鋼球、圓柱、平板以及千分尺、指示表和萬能工具顯微鏡等.萬能工具顯微鏡,可用于測(cè)量精度要求較高的角度和錐度.1.角度樣板和錐度量塊1角度樣板角度樣板常用于檢驗(yàn)螺紋車刀、成型刀具及零件上斜面或倒角等,如圖7.2.10。角度樣板是用于檢驗(yàn)外錐體,是根據(jù)被測(cè)角度的兩個(gè)極限尺寸制成的,因此有通端和止端之分.檢驗(yàn)工件角度時(shí),假設(shè)工

18、件在通端樣板中,光隙從角頂?shù)浇堑字饾u增大；在止端樣板中,光隙從角頂?shù)浇堑字饾u減小,那么說明角度在規(guī)定的兩極限尺寸之間,被測(cè)角度合格.圖7.2.10角度樣板示意圖圖7.2.11角度量塊2錐度量塊能在兩個(gè)具有研合性的平面間形成準(zhǔn)確角度的量規(guī).利用角度量塊附件把不同角度的量塊組成需要的角度,常用于檢定角度樣板和萬能角度尺等,也可用于直接測(cè)量精密模具零件的角度.圖7.2.11為兩種角度量塊.2.正弦尺正弦尺是錐度測(cè)量常用量具,如圖7.2.11.利用正弦定義測(cè)量角度和錐度等的量規(guī),也稱正弦尺.它主要由一鋼制長方體和固定在其兩端的兩個(gè)相同直徑的鋼圓柱體組成.兩圓柱的軸心線距離L一般為100mm或200ml

19、.按sint=H/L計(jì)算被測(cè)角度的公稱角度,式中H為量塊組尺寸.根據(jù)測(cè)微儀在兩端的示值之差可求得被測(cè)角度的誤差.正弦規(guī)常用于測(cè)量小于45的角度.圖7.2.11利用正弦尺測(cè)量圓錐量規(guī)7.2.4外表粗糙度測(cè)量工具為了提升模具加工的成形質(zhì)量和成形極限,需要對(duì)模具零件工作外表加工后的外表質(zhì)量嚴(yán)格限制,特別是產(chǎn)品成型面要求可達(dá)Ra0.20.8科m,而對(duì)于非成形面,如壓邊面、流道、安裝面等也較高的外表粗糙度要求.外表粗糙度的測(cè)量常用以下一些工具.1 .外表粗糙度樣塊外表粗糙度樣塊是用比擬法檢查零件外表粗糙度的一種測(cè)量工具,在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用.機(jī)械加工后,車、銃、包1J、鍵工件的外表粗糙度可達(dá)Ra0.8

20、6.3科m;經(jīng)磨削后的外表粗糙度為Ra0.10.8m;研磨后工件的外表粗糙度可達(dá)Ra0.0120.1科RI外表粗糙度樣塊一般用于粗糙度較大的工件外表的近似評(píng)定.用外表粗糙度樣塊確定零件外表粗糙度,是將被測(cè)零件外表與外表粗糙度樣塊進(jìn)行比較,從而做出判斷.應(yīng)用時(shí)需注意：1外表粗糙度樣塊的加工紋理方向及材料應(yīng)可能與被測(cè)零件相同,否那么易發(fā)生錯(cuò)誤的第5頁判斷.2比擬法多為目測(cè),常用于評(píng)定低和中等粗糙度值,也可借助于放大鏡Ra0.41.6科m級(jí)用、顯微鏡或?qū)Ｓ玫拇植诙缺葦M顯微鏡進(jìn)行比擬Ra0.4科m以下.用外表粗糙度樣板比擬法測(cè)量簡便易行,是實(shí)際生產(chǎn)中的主要測(cè)量手段.缺點(diǎn)是精度較差,只能作定性分析比擬,

21、評(píng)定可靠性受檢驗(yàn)人員經(jīng)驗(yàn)影響.2 .雙管顯微鏡光切顯微鏡圖7.2.12雙管顯微鏡是根據(jù)光切法原理測(cè)量外表粗糙度的儀器,一般按Rz也可按RmaX評(píng)定Rz501.6m級(jí)的外表粗糙度.測(cè)量范圍決定于物鏡的倍率,對(duì)大型模具零件與內(nèi)表面的粗糙度,可采用印模法復(fù)制被測(cè)外表模型,再用雙管顯微鏡進(jìn)行測(cè)量.圖7.2.12光切顯微鏡1-底座；2-工作臺(tái)緊固螺絲；3、20-工作臺(tái)縱橫百分尺；4-工作臺(tái)；5-V形塊；6-觀察管；7-目鏡測(cè)微計(jì)；8-緊固螺釘；9-物鏡工作距離調(diào)節(jié)手輪；10-鏡管支架；11-支臂；12-立柱；13-支臂鎖緊手柄；14-支臂升、降螺母；15-照明管；16-物鏡焦距調(diào)節(jié)環(huán)；17-光線投射位置

22、調(diào)節(jié)螺釘；18、19-可換物鏡1原理利用光切法測(cè)外表粗糙度的原理如圖7.2.13c所示.光源1發(fā)出的光,通過狹縫形成一條扁平的帶狀光束,以45.左右的角度投射到被測(cè)外表上,調(diào)整儀器可使此投射光束自被測(cè)外表反射后進(jìn)入斜置45.的觀察光管,于是從目鏡中可看到一條凹凸不平的亮帶A向視圖中未打點(diǎn)的局部.此亮帶即工件外表上被照亮了的狹長局部的放大輪廓.測(cè)量出此亮帶的高度H圖c即可求出被測(cè)外表上的實(shí)際不平度高度h.1-雙標(biāo)線；2-刻度筒；3-可動(dòng)分劃板；4-固定分劃板a目鏡千分尺b光切圖c光路圖圖7.2.13光切原理圖2使用方法步驟1選取一對(duì)適宜的物鏡分別安裝在兩鏡管的下端對(duì)雙管固定成一整體的儀器,那么將

23、物鏡板插裝在鏡管體殼的下方.2接通光源.3把被測(cè)件放在工作臺(tái)上,假設(shè)被測(cè)件不位于物鏡的正下方,那么調(diào)整工作臺(tái),轉(zhuǎn)動(dòng)支臂11進(jìn)行對(duì)準(zhǔn).4調(diào)整手輪9,使顯微鏡徐緩下降,直至在被測(cè)外表上能看到扁平的綠色光帶為止.光帶方向要與外表的加工痕跡垂直.5調(diào)整調(diào)節(jié)環(huán)16和調(diào)節(jié)螺釘17,使在目鏡視場中央出現(xiàn)最窄最清楚的亮帶.6測(cè)量.轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測(cè)微器,使目鏡中十字線的水平線平行于光帶輪廓的中線估計(jì)方向,然后轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測(cè)微器上的刻度套筒,使十字線的水平線分別在亮帶最清楚的一邊另一邊欠清楚的根本長度l范圍內(nèi),找5個(gè)最頂峰點(diǎn)和5個(gè)最低谷點(diǎn)并與之相切.讀數(shù)時(shí)要注意視場內(nèi)毫米刻度的變化情況.7計(jì)算式中N為物鏡放大倍率.3.電動(dòng)

24、輪廓儀電動(dòng)輪廓儀又稱外表粗糙度檢查儀或側(cè)面儀是利用針描法來測(cè)量外表粗糙度.使用原理是將特殊的觸針的針尖沿被測(cè)外表以等速讀緩慢地滑行,工件外表的微觀不平度使針尖上下移動(dòng),其移動(dòng)量通過傳感器等裝置,并將信號(hào)加以放大和計(jì)算處理或記錄下來.輪廓儀按其傳感器的工作原RZ55a峰a谷1112N5(7.2.(1)理分為電感式及壓電式.電感式輪廓儀測(cè)量精度高,帶有記錄裝置；壓電式輪廓儀結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、精度較低,一般做成直讀式而不帶記錄裝置.圖7.2.14電動(dòng)輪廓儀工作原理圖圖7.2.15是電感式輪廓儀實(shí)物圖,一般是由傳感器、驅(qū)動(dòng)器、指示表、記錄器、工作臺(tái)等主要部件組成.傳感器端部裝有金剛石觸針,觸針尖端曲率半

25、徑很小.測(cè)量時(shí),將觸針搭在工件上,與被測(cè)外表垂直接觸,驅(qū)動(dòng)箱以一定的速度拖動(dòng)傳感器.由于被測(cè)外表輪廓峰谷起伏,觸針在被測(cè)外表滑行時(shí)將產(chǎn)生移動(dòng),這種機(jī)械的上下移動(dòng)引起傳感器內(nèi)電量的變化,經(jīng)電子裝置將這一微弱電量的變化放大,并記錄得到截面放大圖.或者把信號(hào)通過適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)進(jìn)行濾波和積分計(jì)算,由電表直接讀出Ra值.儀器還配有各種附件,以適應(yīng)平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件外表測(cè)量.電動(dòng)輪廓儀測(cè)量迅速方便,測(cè)值精度高.圖7.2.15電動(dòng)輪廓儀的實(shí)物7.3工具顯微鏡萬能工具顯微鏡是長度計(jì)量部門最常見的光學(xué)儀器之一.可用于測(cè)量工件長度、角度、分度及形狀和位置誤差.測(cè)量可按直角

26、坐標(biāo),也可按極坐標(biāo)進(jìn)行.可測(cè)量柱形、塊形零件、螺紋、齒輪、錐體及曲線樣板,也可測(cè)量切削刀具等.是制造業(yè)中不可缺少的計(jì)量儀器.7.3.1萬能工具顯微鏡的組成及原理7.3.2具顯微鏡的結(jié)構(gòu)a工具顯微鏡實(shí)物b局部放大圖圖7.3.1萬能工具顯微鏡1-縱向微動(dòng)手輪；2、14-縱向滑臺(tái)；3-縱向讀數(shù)顯微鏡；4-光圈調(diào)節(jié)環(huán)；5-橫向讀數(shù)顯微鏡；6-立柱；7、18-主顯微鏡；8-立柱傾斜調(diào)節(jié)柄；9、16-橫向滑臺(tái)；10-頂尖座；11-工作臺(tái)；12-底座；13-橫向微動(dòng)手輪；15、17-刻度線圖7.3.1萬能工具顯微鏡萬能工具顯微鏡有多種附件,利用這些附件可以擴(kuò)大其使用范圍.最常用的附件有：螺紋目鏡、雙象目鏡、

27、靈敏杠桿、測(cè)量刀、光學(xué)分度臺(tái)、光學(xué)分度頭及調(diào)焦棒等.按工具顯微鏡的工作臺(tái)的大小和可移動(dòng)的距離、測(cè)量精度的上下以及測(cè)量范圍的寬窄,一般分為小型,大型和萬能型及重型.它們的測(cè)量精度和測(cè)量范圍不同,但根本結(jié)構(gòu)、測(cè)量方法大致相同,圖7.3.1為萬能工具顯微鏡實(shí)物.底座12上有互像垂直的縱、橫向?qū)к?縱向滑臺(tái)2、14;橫向滑臺(tái)9、16可彼此獨(dú)立地沿縱、 橫向粗動(dòng)、 微動(dòng)和鎖緊.縱向滑臺(tái)2上裝有縱向玻璃刻線尺和安放工件的玻璃工作臺(tái)10,玻璃刻線尺的移動(dòng)量,即被測(cè)工件移動(dòng)量,可由固定在底座上的縱向讀數(shù)顯微鏡3讀出.橫向t臺(tái)9、16上裝有橫向刻線尺和立柱6,立柱的懸臂上裝有瞄準(zhǔn)用的主顯微鏡7、18.主顯微鏡在

28、橫向的移動(dòng)可通過橫向刻線尺15、17及固定在底座上另一橫向讀數(shù)顯微鏡4讀出.被測(cè)工件放在工作臺(tái)上或裝在兩頂針之間,由玻璃工作臺(tái)下面射出一平行光束照明.主顯微鏡可沿立柱升降以調(diào)整焦距,因而可由此顯微鏡看到被測(cè)工件的輪廓影像.根據(jù)測(cè)量螺紋或特殊工件的需要,可使工件傾斜一定的角度,使主顯微鏡的軸線與被測(cè)截面相垂直,第7頁便于精確觀測(cè),其傾斜角度可以從刻度筒上讀出.圖7.3.2工具顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)7.3.3接觸瞄準(zhǔn)系統(tǒng)1-光源；2-濾色片；3-可變光闌；4-反射鏡；5-聚光鏡；1-光源；2-帶雙刻線分劃板；3-透鏡；6-工作臺(tái)玻璃板；7-物鏡組；8-正象棱鏡；9-保護(hù)玻璃；4-反轉(zhuǎn)鏡；5-放大物鏡；1

29、0-刻度盤；11-米字線分劃板；12-目鏡組；13-測(cè)角讀數(shù)顯微鏡6-主顯微鏡米字線分劃板主顯微鏡用于瞄準(zhǔn)工件,其上部可裝目鏡頭及投影器.目鏡頭的種類包括：測(cè)量角度、螺紋及坐標(biāo)的測(cè)角目鏡；測(cè)螺紋和測(cè)圓弧的輪廓目鏡；測(cè)孔間距或?qū)ΨQ圖形的間距的雙像目鏡頭等.投影器可將工件影像投影在影屏上,用相對(duì)法測(cè)量,或利用工作臺(tái)的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)及讀數(shù)顯微鏡測(cè)工件的尺寸.萬能工具顯微鏡的縱向?qū)к壷胁抗ぷ骰_(tái)可分為平工作臺(tái)或圓工作臺(tái).平工作臺(tái)上有玻璃臺(tái)板和T形槽,可用螺釘和壓板夾緊工件；圓工作臺(tái)用于分度測(cè)量或極坐標(biāo)測(cè)量.1工具顯微鏡的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)工具顯微鏡的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)用于測(cè)量時(shí)瞄準(zhǔn)工件.各種工具顯微鏡的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)常用的是顯微目

30、鏡,萬能工具顯微鏡還可采用光學(xué)接觸器.工具顯微鏡的目鏡由玻璃分劃板、中央目鏡、角度讀數(shù)目鏡、反射鏡和手輪組成.從中央目鏡可觀察到分劃板上的米字刻線和被測(cè)工件的輪廓影像；從角度讀數(shù)目鏡中,可觀察到分劃板上360.的度值刻線和固定游標(biāo)的分劃板060的分值刻線.轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,可使米字線和度值刻線的分劃板轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)過的角度,可在角度目鏡中讀出,其光學(xué)系統(tǒng)如圖7.3.2.萬能工具顯微鏡還配備有以接觸方式瞄準(zhǔn)工件的光學(xué)接觸器.光學(xué)接觸器可固定在主顯微鏡的3倍物鏡上,接觸器的觸頭與工件接觸,照明光源照亮固定的、帶有雙刻線的分劃板,雙刻線影像經(jīng)觸頭上方的反射鏡、 主顯微鏡的物鏡放大成像在米字線分劃板上,原理如圖7

31、.3.3所示.當(dāng)測(cè)頭的位置改變時(shí),從目鏡中可讀出雙刻線像的位移.光學(xué)接觸器用于測(cè)量孔徑、槽寬,以及端面長度、直線度、平行度等.光學(xué)接觸器的測(cè)量范圍為5200mm可測(cè)孔的最大深度孔徑大于5mm寸g 勺為15mm2工具顯微鏡縱、橫向讀數(shù)裝置在工具顯微鏡上,工作臺(tái)縱、橫向移動(dòng)距離的讀數(shù)裝置常用類似千分尺的測(cè)微螺旋機(jī)構(gòu),分度值為0.01mm或0.005mm.萬能工具顯微鏡那么一般采用阿基米得螺旋顯微鏡,分度值為1科僮目前,各種類型的工具顯微鏡的讀數(shù)裝置廣泛采用微電腦數(shù)顯儀.圖7.3.4阿基米得螺旋線顯微鏡的讀數(shù)圖7.3.5影像法的視場示意圖阿基米得螺旋顯微鏡的讀書方法：在顯微鏡讀數(shù)鏡頭中可看到三種刻度

32、：一種是毫米玻璃刻線尺上的刻度,其間距代表1mm一種是目鏡視野中間隔為0.1mm的刻度；一種是有十圈多一點(diǎn)的阿基米得螺旋刻度和螺旋線里面圓周上一擺格圓周刻度,每格圓周刻度代表阿基米得螺旋移動(dòng)0.001mm=讀數(shù)時(shí),旋轉(zhuǎn)螺旋分劃板微調(diào)手柄,使毫米刻線位于阿基米得螺旋雙刻線之間,如圖7.3.4.7.3.3萬能工具顯微鏡的根本測(cè)量方法1影像測(cè)量法用主顯微鏡的米字線對(duì)被測(cè)工件的影像進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位,并由縱橫向讀數(shù)裝置讀數(shù),圖7.3.5為影像法的視場示意圖.2軸切測(cè)量法用主顯微鏡的米字線對(duì)與被測(cè)工件在水平軸截面內(nèi)接觸的測(cè)量刀上的刻線進(jìn)行瞄準(zhǔn),并由縱、橫向讀數(shù)裝置讀數(shù).3光學(xué)接觸法用光學(xué)接觸器的球形觸頭與被測(cè)

33、工件相接觸,而用主顯微鏡的米字刻線與觸頭位置有關(guān)的雙刻線套合,并由縱、橫向讀數(shù)裝置讀數(shù).4直角坐標(biāo)測(cè)量法按縱、橫兩垂直方向測(cè)量被測(cè)工件的坐標(biāo)值.第8頁5極坐標(biāo)測(cè)量法旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)合縱、橫向的讀數(shù)裝置讀出被測(cè)工件的極角和向量半徑.7.3.4萬能工具顯微鏡在模具零件檢驗(yàn)中的應(yīng)用1.樣板與模具輪廓的測(cè)量測(cè)量樣板或?qū)δ＞咻喞獧z驗(yàn)一般采用直角坐標(biāo)測(cè)量法、極坐標(biāo)測(cè)量法或采用光學(xué)接觸法測(cè)量.測(cè)量時(shí),被測(cè)零件平放在工作臺(tái)臺(tái)面上,工具顯微鏡的立柱不需要傾斜.測(cè)量模具輪廓時(shí),萬能工具顯微鏡的目鏡焦距要調(diào)到模具刃口外表.不管樣板或模具的形狀多么復(fù)雜,其輪廓總是由圓弧與直線組成,測(cè)量時(shí)只要找出直線與圓弧的交點(diǎn),其輪廓尺寸

34、就不難檢測(cè)了.圖7.3.6a為圓弧檢測(cè)方法.測(cè)量前,先調(diào)整測(cè)角目鏡,使米字線的水平線與圓弧頂點(diǎn)相切,記下橫向讀數(shù).然后移動(dòng)縱、橫向滑臺(tái),用目鏡米字線的60或120交角線與圓弧兩邊同時(shí)相切,并記下橫向讀數(shù),兩次讀數(shù)之差為h,便可由下式算出圓弧半徑.sin-7.3.1R2-hK1h1sin2式中一為目鏡米字線交角,其值為60或120.K1一計(jì)算系數(shù).當(dāng)=60時(shí),K=1;=120時(shí),K=6.463oh測(cè)量讀數(shù)差值.當(dāng)被測(cè)圓弧較大,視場中只能看到其中一局部時(shí),可采用圖7.3.6b所示方法.測(cè)量時(shí),使目鏡米字線的水平線與圓弧頂點(diǎn)相切于D點(diǎn),將橫向滑臺(tái)移動(dòng)一個(gè)距離H取整數(shù)最好,使水平線與圓弧相割.轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)角

35、目鏡變換一個(gè)角度“/2,微動(dòng)縱向滑臺(tái),使米字線的中垂線與圓弧相切于E點(diǎn),記下縱向讀數(shù).然后反向移動(dòng)縱向滑臺(tái),反向旋轉(zhuǎn)測(cè)角目鏡變換a角度,并使米字線中央垂線相切圓弧于F點(diǎn),再記下縱向讀數(shù),兩次縱向讀數(shù)差為AR可由下式算出圓弧半徑.R=K2AB-KIH7.3.2式中K1、6計(jì)算系數(shù).K1取值同前,當(dāng)=60時(shí),&=0.866;=120時(shí),K2=1.8971.圖7.3.6圓弧的檢測(cè)方法圖7.25外錐角的測(cè)量2.錐角的測(cè)量用萬能工具顯微鏡測(cè)量錐角,一般可以利用儀器附件如分度臺(tái)、分度頭、測(cè)角目鏡等進(jìn)行直接測(cè)量,圖7.3.7所示錐角的測(cè)量為間接測(cè)量方法.圖7.3.7萬能工具顯微鏡測(cè)量錐角a圖所示為在

36、萬能工具顯微鏡上測(cè)量外錐角的方法.將被測(cè)工件安裝在儀器兩頂尖之間,用測(cè)量刀測(cè)出相距L的兩端直徑D與d,那么工件圓錐角為：準(zhǔn)確度要求較高的內(nèi)錐體測(cè)量 7.3.7b圖 ,可在萬能工具顯微鏡上用光學(xué)靈敏杠桿測(cè)量.測(cè)量時(shí),工件安置在儀器的玻璃工作臺(tái)上,用光學(xué)靈敏杠桿先在接近內(nèi)錐體大端處測(cè)量,得到讀數(shù)LI,然后在工件下墊上尺寸為H的量塊組或尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件,在接近內(nèi)錐體小端處進(jìn)行第二次測(cè)量,得到讀數(shù)區(qū)那么被測(cè)內(nèi)錐體的錐角為：2arctg927.3.42H3 .多孔凹模位置度誤差的測(cè)量2arctgDd2L(7.3.3)圖7.3.8為多孔凹模位置度誤差的測(cè)量,圖a是一個(gè)多孔凹模的設(shè)計(jì)圖,圖上對(duì)各孔有位置度的要求

37、.采用工具顯微鏡測(cè)量該多孔凹模的方法可用直角坐標(biāo)測(cè)量法,如圖b所示.圖7.3.8多孔凹模位置度誤差的測(cè)量首先按基準(zhǔn)A、B面找正凹模,使其與工具顯微鏡的縱、橫坐標(biāo)方向一致.然后測(cè)出xi、X2和yi、y2,那么孔的圓心坐標(biāo)x、y為：Xx2X27.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)CheckingandMeasuringMachine是一種以精密機(jī)械為根底,綜合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光柵與激光干預(yù)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的檢測(cè)儀器,其精度高于一般的數(shù)控機(jī)床,被廣泛應(yīng)用在模具、汽車、航空、航天、機(jī)械等制造業(yè),可對(duì)產(chǎn)品的幾何尺寸和形位公差進(jìn)行精確檢測(cè).工業(yè)興旺國家,測(cè)量機(jī)已經(jīng)非常普及,大約每七臺(tái)數(shù)控機(jī)床要配備一臺(tái)三坐

38、標(biāo)測(cè)量機(jī).三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主要功能是：1可實(shí)現(xiàn)空間坐標(biāo)點(diǎn)的測(cè)量,可方便的測(cè)量各種零件的三維輪廓尺寸、位置精度等.測(cè)量精確可靠,萬能性強(qiáng).2由于計(jì)算機(jī)的引入,可方便的進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算與程序限制,并具有很高的智能化程度.因此它不僅可方便地進(jìn)行空間三維尺寸的測(cè)量,還可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)檢測(cè).3三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了具備常規(guī)的幾何尺寸和形位公差檢測(cè)功能外,在逆向工程技術(shù)和曲面坐標(biāo)檢測(cè)方面具有特殊的優(yōu)勢(shì).三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)充分顯示了在測(cè)量方面的萬能性、測(cè)量對(duì)象的多樣性.在模具制造業(yè)中應(yīng)用廣泛.7.4.1三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的分類及構(gòu)成1 .三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分類三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)按其工作方式可分為：點(diǎn)位測(cè)量方式和連續(xù)掃描測(cè)量方式.點(diǎn)位測(cè)量方

39、式是由測(cè)量機(jī)采集零件外表上一系列有意義的空間點(diǎn),通過數(shù)學(xué)處理,求出這些點(diǎn)所組成的特定幾何元素的形狀和位置.連續(xù)掃描測(cè)量方式是對(duì)曲線、曲面輪廓進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,多為大、中型測(cè)量機(jī).三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)按結(jié)構(gòu)分類,有橋式測(cè)量機(jī)、龍門式測(cè)量機(jī)、水平臂單臂或懸臂、坐標(biāo)鍵床式式測(cè)量機(jī)和便攜式測(cè)量機(jī).測(cè)量方式大致可分為接觸式如機(jī)械式與非接觸式如光學(xué)式兩種.按測(cè)量范圍可分為大型、中型和小型.按測(cè)量精度可分為精密型計(jì)量型,一般放在有恒溫條件的計(jì)量室,用于精密測(cè)量,分辨水平為0.5m-2dm.另一類為生產(chǎn)型,一般放在生產(chǎn)車間,用于生產(chǎn)過程檢測(cè),分辨水平5m或10mi2 .三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的構(gòu)成第10頁三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式如圖

40、7.4.1所示,是由三個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)軸構(gòu)成的,這三個(gè)坐標(biāo)軸的相互配置位置對(duì)測(cè)量機(jī)的精度以及對(duì)被測(cè)工件的適應(yīng)性影響較大.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的根本構(gòu)成主要由測(cè)量機(jī)主體、測(cè)量系統(tǒng)、限制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成.a、b懸臂式；c、d橋式；e、f龍門式；g立柱式；h坐標(biāo)鍵床式圖7.4.1三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的構(gòu)成(7.3.5)將x、y與設(shè)計(jì)給定的尺寸比擬,得到偏差值fx和fyo那么該孔的位置度誤差值f為:f2fx2fy2(7.3.6)其他各孔的位置度誤差的測(cè)量方法與上述方法相同,可逐孔進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算.1三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主體圖7.4.2為一小型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖.測(cè)量機(jī)主體包括沿X軸移動(dòng)的主滑架5,沿Y向移動(dòng)的副滑

41、架4,測(cè)頭安裝在沿z向移動(dòng)軸3上,5是測(cè)量工作臺(tái).圖7.4.3為一大型門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)示意圖.1導(dǎo)軌導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置,直接影響測(cè)量機(jī)的精度,因而要求其具有較高的直線性精度.在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的導(dǎo)軌有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌,但常用的為滑動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌,滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少,由于滾動(dòng)導(dǎo)軌的耐磨性較差,剛度也較滑動(dòng)導(dǎo)軌低.目前多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用空氣靜壓導(dǎo)軌又稱為氣浮導(dǎo)軌、氣墊導(dǎo)軌,它具有許多優(yōu)點(diǎn),如制造簡單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)等.圖7.4.2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)圖7.4.3大型門式測(cè)量機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1-工作臺(tái)；2-測(cè)頭；3-z軸；4-副滑架；5-主滑架1-導(dǎo)軌；2-橫量；C-Z/W軸

42、2工作臺(tái)大多廠家已采用花崗巖、大理石、來制造工作臺(tái),這是由于花崗巖變形小、穩(wěn)定性好、耐磨損、不生銹,且價(jià)格低廉、易于加工.有些測(cè)量機(jī)還裝有可升降Z軸、有旋轉(zhuǎn)愜由的工作臺(tái),以擴(kuò)大Z軸的測(cè)量范圍和測(cè)量功能.移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)簡單,敞開性好,工件安裝在固定工作臺(tái)上,承載水平強(qiáng),用于中等精度的測(cè)量.固定橋式結(jié)構(gòu),其橋框固定不動(dòng),其主要部件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好,運(yùn)動(dòng)誤差小,適用于高精度測(cè)量,但工作臺(tái)負(fù)載水平小.橋式結(jié)構(gòu)主要用于高精度的中小機(jī)型.龍門式結(jié)構(gòu),它與移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是它的移動(dòng)局部只是橫梁,移動(dòng)局部質(zhì)量小,整個(gè)結(jié)構(gòu)剛性好,三個(gè)坐標(biāo)測(cè)量范圍較大時(shí)也可保證測(cè)量精度,適

43、用于大機(jī)型.如圖7.4.4所示用于汽車方面的大型測(cè)量機(jī).懸臂式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單,具有很好的敞開性,但當(dāng)滑架在懸臂上作丫向運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)使懸臂的變形發(fā)生變化,故測(cè)量精度不高,一般用于測(cè)量精度要求不太高的小型測(cè)量機(jī).單柱移動(dòng)式結(jié)構(gòu),也稱為儀器臺(tái)式結(jié)構(gòu),它是在工具顯微鏡的結(jié)構(gòu)根底上開展起來的.其優(yōu)點(diǎn)是操作方便、測(cè)量精度高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,測(cè)量范圍小,適用于高精度的小型數(shù)控機(jī)型.標(biāo)鍵床式結(jié)構(gòu)單柱固定式結(jié)構(gòu),它是在坐標(biāo)鍵的根底上開展起來的.其結(jié)構(gòu)牢靠、敞開性較好,但工件的重量對(duì)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)有影響,兩維平開工作臺(tái)行程不可能太大,僅用于測(cè)量精度中等的中小型測(cè)量機(jī).2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)頭和

44、標(biāo)尺.1標(biāo)尺系統(tǒng)是用來度量各軸的坐標(biāo)數(shù)值的.目前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的標(biāo)尺大多的是光柵尺,有些測(cè)量機(jī)使用了同步感應(yīng)器,為了到達(dá)更高的精度,有的測(cè)量機(jī)甚至使用了激光干預(yù)儀.測(cè)頭是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)用來拾取信號(hào)的,因而測(cè)頭的性能直接影響測(cè)量精度和測(cè)量效率,沒有先進(jìn)的測(cè)頭就無法充分發(fā)揮測(cè)量機(jī)的功能.2測(cè)頭測(cè)頭的類型按測(cè)量方法可分接觸式和非接觸式兩類.在接觸式測(cè)量頭中又分機(jī)械式測(cè)頭和電氣式測(cè)頭.此外,生產(chǎn)型測(cè)量機(jī)還配有專用測(cè)頭式切削工具,如專用銃削頭和氣動(dòng)鉆頭等.機(jī)械接觸式測(cè)頭為具有各種形狀如錐形、球形的剛性測(cè)頭、帶千分表的測(cè)頭以及劃針式工具.機(jī)械接觸式測(cè)頭主要用于手動(dòng)測(cè)量,由于手動(dòng)測(cè)量的測(cè)量力不易限制,測(cè)量

45、力的變第11頁化會(huì)降低瞄準(zhǔn)精度,因此,只適用于一般精度的測(cè)量.電氣接觸式測(cè)頭的觸端與被測(cè)件接觸后可作偏移,傳感器輸出模擬位移量信號(hào).這種測(cè)頭既可以用于瞄準(zhǔn)過零發(fā)信,也可以用于測(cè)微測(cè)給定坐標(biāo)值的偏差.電氣接觸式測(cè)頭主要分為電觸式開關(guān)測(cè)頭和三向測(cè)微電感測(cè)頭,其中電觸式開關(guān)測(cè)頭較廣泛.非接觸式測(cè)頭,主要由光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成,如投影屏式顯徽鏡、電視掃描頭.適用于軟、薄、脆的工件測(cè)量.為了提升測(cè)量效率以及探測(cè)各種零件的不同部位,常需為測(cè)頭配置一些附件,如測(cè)端、探針、連接器、測(cè)頭回轉(zhuǎn)附件等,圖7.4.5是常見的測(cè)量接觸頭.圖7.4.4TARUSt型測(cè)量機(jī)圖7.4.5測(cè)量接觸頭3三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)限制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

46、1限制系統(tǒng)限制系統(tǒng)是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵組成局部之一.其主要功能是：讀取空間坐標(biāo)值,限制測(cè)量瞄準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)測(cè)頭信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理,限制機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量所必需的運(yùn)動(dòng),實(shí)時(shí)監(jiān)控坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的狀態(tài)以保證整個(gè)系統(tǒng)的平安性與可靠性等.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分為手動(dòng)型、 機(jī)動(dòng)型和CNCSL早期的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以手動(dòng)型和機(jī)動(dòng)型為主,其測(cè)量是由操作者直接手動(dòng)或通過操縱桿完成各個(gè)點(diǎn)的采樣,然后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的開展,CNB限制系統(tǒng)變得日益普及,它是通過程序來控制坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)進(jìn)給和進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣,同時(shí)在計(jì)算機(jī)中完成數(shù)據(jù)處理.圖7.4.6為系統(tǒng)控制原理圖.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)、處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、專用的軟

47、件系統(tǒng)、專用程序或程序包計(jì)算機(jī)是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的限制卜心機(jī)的限制卜心, ,用用于限制全都測(cè)量操作、數(shù)據(jù)都測(cè)量操作、數(shù)據(jù)處理和喻入輸出.程、自動(dòng)編制程序逋過引入一CAD模型自動(dòng)生成檢測(cè)程序、自學(xué)習(xí)編程機(jī)器記下所有指令代碼,在多批次重復(fù)檢測(cè)時(shí),不需再編程、脫機(jī)編程在該系統(tǒng)外部編制好程序通過公用結(jié)口引入.在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以根據(jù)定義對(duì)檢測(cè)的尺寸、形位誤差進(jìn)行處理,有的還可以對(duì)結(jié)果加以判斷和調(diào)整.在用于測(cè)量時(shí),該系統(tǒng)可以進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理并通過內(nèi)部的幾何元素定義生成相應(yīng)的幾何體,然后通過公共接口傳出該系統(tǒng)以作他用.7.4.2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量應(yīng)用目前機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國防工業(yè)等都

48、廣泛使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量限制不可缺少的測(cè)量設(shè)備.1.可用于加工的輕型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除用于零件的測(cè)量外,還可用于如劃線、打沖眼、鉆孔、微量銃削及末道工序精加工等輕型加工,在模具制造中可用于模具的安裝、裝配.如圖7.4.7立柱式三坐標(biāo)劃線機(jī)也是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的一種,主要用于金屬加工中的精密劃線和外形輪廓的檢測(cè),特別適用于大型工件制造、模具制造、汽車和造船制造業(yè)及鑄件加工等.它屬于生產(chǎn)適用型三坐標(biāo)機(jī),可承受檢測(cè)環(huán)境較惡劣的劃線和計(jì)量測(cè)試技術(shù)工作.因此,在模具制造中,特別是大型覆蓋件冷沖模具制造中,得到廣泛應(yīng)用.圖7.4.7立柱式三坐標(biāo)劃線機(jī)圖7.4.8零件三維找正的實(shí)例1-基座；2-立柱；3-水平臂；4-支承箱；5-測(cè)頭；6-工作臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)器一電機(jī)圖,4.6系統(tǒng)限制原理圖機(jī)械傳動(dòng)在用于檢測(cè)時(shí)通過該隙作考I可以在該可以在該系對(duì)詁式窗口編第12頁立柱式三坐標(biāo)劃線機(jī),由機(jī)械主體局部和數(shù)字顯微處理系統(tǒng)組成.其機(jī)械主體局部主要包括立柱2、基座1、水平臂3、支承箱4、測(cè)頭5及一側(cè)帶導(dǎo)槽的工作臺(tái)6等.儀器基座1可在工作臺(tái)導(dǎo)槽中移動(dòng)或定位鎖緊,水平臂可在支承箱中作水平移動(dòng).在劃線或檢測(cè)時(shí),工件一次定位即能完成三個(gè)面的劃線或檢測(cè),效率高,相對(duì)精度高,反映問題迅速.數(shù)顯微處理系統(tǒng)由光柵編碼器、無滑滯