S5加工質量檢測(下)

1、加工質量控制加工質量控制第五講第五講 加工質量檢測（下）加工質量檢測（下）位置誤差檢測方法位置誤差檢測方法表面粗糙度檢測方法表面粗糙度檢測方法三坐標測量儀三坐標測量儀平行度誤差平行度誤差的檢測的檢測被被測零件置于平板上，利用平板模擬基準，將被測零件底測零件置于平板上，利用平板模擬基準，將被測零件底面與平板工作面貼合。面與平板工作面貼合。指示指示表放在平板上并在表面上沿規(guī)定直線移動，被測表面表放在平板上并在表面上沿規(guī)定直線移動，被測表面相對底面的變動量由指示表直接反映出來。相對底面的變動量由指示表直接反映出來。垂直度誤差垂直度誤差的檢測的檢測測量工具為標準直角座。被測零件置于平板上，以底板和測量

2、工具為標準直角座。被測零件置于平板上，以底板和直角座共同模擬垂直基準。直角座共同模擬垂直基準。外圓兩側邊母線模擬實測軸線，根據(jù)指示表讀數(shù)最大最小外圓兩側邊母線模擬實測軸線，根據(jù)指示表讀數(shù)最大最小差值作為垂直度誤差。差值作為垂直度誤差。表讀數(shù)最大，也可以通表讀數(shù)最大，也可以通過光隙法、水平儀法等過光隙法、水平儀法等進行測量。進行測量。同軸度誤差同軸度誤差的檢測的檢測將將被測零件基準輪廓被測零件基準輪廓要素中要素中截面（兩端圓柱的中間位置截面（兩端圓柱的中間位置）置于兩置于兩個等個等高刃口高刃口狀狀V V形架上，基準軸線由形架形架上，基準軸線由形架模擬。模擬。連接指示表，測連接指示表，測頭與工件被

3、測外表面接觸頭與工件被測外表面接觸，均勻轉動工件，均勻轉動工件，觀察，觀察百分表指針的波動百分表指針的波動，最大，最大讀數(shù)與最小讀數(shù)的差值之讀數(shù)與最小讀數(shù)的差值之半半，就是該，就是該截面的同軸度誤差截面的同軸度誤差。跳動度誤差跳動度誤差的檢測的檢測被被測零件放在形架測零件放在形架上軸向固定，上軸向固定，基準軸線由形架基準軸線由形架模擬模擬。指示表測量頭與被測端面接觸，工件轉動一周，指示表。指示表測量頭與被測端面接觸，工件轉動一周，指示表讀數(shù)波動，最大讀數(shù)與最小讀數(shù)的差值為該直徑處的端面讀數(shù)波動，最大讀數(shù)與最小讀數(shù)的差值為該直徑處的端面圓跳動誤差。同法在被圓跳動誤差。同法在被測端面不同直徑處測端

4、面不同直徑處測量，測測量，測得的跳得的跳動量中的最大動量中的最大值為端面值為端面圓跳動量圓跳動量。表面粗糙度表面粗糙度加工表面上具有的較小間距峰、谷所組成的微觀幾何誤差加工表面上具有的較小間距峰、谷所組成的微觀幾何誤差稱為稱為“表面粗糙度輪廓表面粗糙度輪廓”。表面粗糙度表面粗糙度實際表面輪廓由表面粗糙度、波紋度和宏觀形狀疊加而成。實際表面輪廓由表面粗糙度、波紋度和宏觀形狀疊加而成。表面粗糙度波度（波紋度）宏觀形狀誤差表面粗糙度的評定表面粗糙度的評定判斷判斷表面粗糙度表面粗糙度特征應取一段基準長度特征應取一段基準長度lrlr：至少：至少包包括括5 5個峰和個峰和5 5個谷。個谷。評定評定長度長度

5、lnln用于用于判別被評定判別被評定輪廓輪廓X X軸方向軸方向上長度，一上長度，一般般取取lnln=5lr=5lr。若被測。若被測表面若表面若均勻性差均勻性差，應，應lnln5lr5lr。表面粗糙度的評定表面粗糙度的評定基準線基準線實際中常使用目測中線作為評定的基準線實際中常使用目測中線作為評定的基準線輪廓最小二乘中線：輪廓上的點到輪廓偏距的平方和為最小輪廓算術平均中線：在輪廓上找到一條直線，該直線使上、下部分的面積相等?；鶞示€表面粗糙度的評定表面粗糙度的評定輪廓輪廓峰頂線是指在取樣長度內，平行于基準線并通峰頂線是指在取樣長度內，平行于基準線并通過輪廓最高點的線。過輪廓最高點的線。 輪廓輪廓谷

6、底線是指在取樣長度內，平行于基準線并通谷底線是指在取樣長度內，平行于基準線并通過輪廓最低點的線。過輪廓最低點的線。表面粗糙度的評定參數(shù)表面粗糙度的評定參數(shù)輪廓算術平均偏差輪廓算術平均偏差Ra-Ra-取樣長度內，被測實際輪取樣長度內，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值平均值表面粗糙度的評定參數(shù)表面粗糙度的評定參數(shù)輪廓輪廓的的最大高度最大高度RzRz輪廓的峰頂線和谷底線輪廓的峰頂線和谷底線之間之間的距離的距離。RzRz= = RpRp+ + RvRv（輪廓（輪廓最大峰高最大峰高RpRp，輪廓，輪廓最大最大谷深谷深RvRv）表面粗糙度的評定參數(shù)表面粗糙度的評

7、定參數(shù)輪廓輪廓單元的平均單元的平均寬度寬度RsmRsm取樣取樣長度內，輪廓單元長度內，輪廓單元寬度寬度XsXs的的平均值平均值表面粗糙度的評定參數(shù)表面粗糙度的評定參數(shù)輪廓輪廓支承長度率支承長度率RmrRmr(c(c)給定給定的水平位置的水平位置c c上上, ,輪輪廓的實體材料廓的實體材料長度長度Ml(c)Ml(c)與與評定長度評定長度lnln之之比。比。當當給定水平位置給定水平位置C1C1時，時，RmrRmr(c)=(c)=Ml(c)Ml(c)i i/ /lnln； 當當給定水平位置給定水平位置C2C2時，時，RmrRmr(c)= (c)= Ml(cMl(c)/)/lnln = 100% =

8、100% 表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量比較法：比較法：將被測表面與粗糙度標準樣板相比較，通過視覺、將被測表面與粗糙度標準樣板相比較，通過視覺、觸觸 感或其它方法進行比較后，對被測表面的粗糙感或其它方法進行比較后，對被測表面的粗糙度作出評定的方法。度作出評定的方法。 表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量光切光切法法利用利用“光切原理光切原理”測量表面粗糙度的方法測量表面粗糙度的方法。使用的。使用的光光切顯微鏡又稱雙管切顯微鏡又稱雙管顯微鏡。顯微鏡。表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量干涉法干涉法利用光波干涉利用光波干涉原理測量表面粗糙度。原理測量表面粗糙度。主要用于測

9、量主要用于測量表面粗糙度的表面粗糙度的RzRz值值，測量范圍，測量范圍0.050.8m0.050.8m。表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量針描法針描法又又稱感觸法稱感觸法，一，一種接觸式測量表面粗糙度的種接觸式測量表面粗糙度的方法。方法。表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量印模印模法法利用石蠟、低熔點合金或其它印模材料，壓印在被利用石蠟、低熔點合金或其它印模材料，壓印在被測零件表面，放在顯微鏡下間接地測量被測表面的測零件表面，放在顯微鏡下間接地測量被測表面的粗糙度。適用于笨重零件及內表面。粗糙度。適用于笨重零件及內表面。三坐標測量儀三坐標測量儀三坐標測量儀三坐標測量儀

10、是是“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導軌上移動，此探測器以接觸或非接個相互垂直的導軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng)觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng) ( ( 如光如光學尺學尺 ) ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器計算出工件的各點坐標經(jīng)數(shù)據(jù)處理器計算出工件的各點坐標(X(X、Y Y、Z)Z)及各項功能測量的儀器及各項功能測量的儀器”。三三坐標測量儀的測量功能應包括尺寸精度、定位精坐標測量儀的測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。度、幾何精度及輪廓精度等。三坐標測量三坐標測量儀工作原理儀工作原理

11、1.1.測量時把被測件置于測量機的測量空間中測量時把被測件置于測量機的測量空間中2.2.通過機器運動系統(tǒng)帶動測頭對測量空間內任意位通過機器運動系統(tǒng)帶動測頭對測量空間內任意位置的被測點瞄準，當瞄準實現(xiàn)時測頭即發(fā)出讀數(shù)信置的被測點瞄準，當瞄準實現(xiàn)時測頭即發(fā)出讀數(shù)信號號3.3.通過測量系統(tǒng)獲得被測物體上各測點的坐標位置通過測量系統(tǒng)獲得被測物體上各測點的坐標位置4.4.根據(jù)這些點的空間坐標值，通過專業(yè)測量軟件對根據(jù)這些點的空間坐標值，通過專業(yè)測量軟件對被測物體的規(guī)格尺寸，形狀和相互位置關系進行快被測物體的規(guī)格尺寸，形狀和相互位置關系進行快速和精確（微米級）的計算與速和精確（微米級）的計算與輸出。輸出。

12、三坐標測量三坐標測量儀結構類型儀結構類型懸臂結構懸臂結構臥式鏜床結構臥式鏜床結構龍門結構龍門結構框架結構框架結構三坐標測量三坐標測量儀組成儀組成三坐標測量儀的主體三坐標測量儀的主體主要由以下各部分組主要由以下各部分組成：底座、測量工作成：底座、測量工作臺、立柱、測量系統(tǒng)臺、立柱、測量系統(tǒng)、驅動裝置、附件。、驅動裝置、附件。三坐標測量三坐標測量儀操作步驟儀操作步驟1.1.開機，機器歸零開機，機器歸零三坐標測量儀也擁有一個參考點，其歸零過程三坐標測量儀也擁有一個參考點，其歸零過程與數(shù)與數(shù)控控機床回參考點機床回參考點相似。相似。2 2. .探針校準探針校準測量時系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標，而不是測量

13、時系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標，而不是接觸接觸點點的坐標，因此必須對探針的半徑進行補償?shù)淖鴺?，因此必須對探針的半徑進行補償，其，其類類似于數(shù)控機床上的刀具偏置似于數(shù)控機床上的刀具偏置參數(shù)。參數(shù)。校準校準方法：使用校準球，利用探針對校準求方法：使用校準球，利用探針對校準求測量至測量至少少5 5個點，獲取球的位置、直徑、形狀偏差，個點，獲取球的位置、直徑、形狀偏差，最終最終得得到探針的半徑到探針的半徑值。值。三坐標測量三坐標測量儀操作步驟儀操作步驟3 3. .零件的找正零件的找正在測量前應確定零件坐標系在三坐標測量儀在測量前應確定零件坐標系在三坐標測量儀機器坐機器坐標系標系中的位置，其類似于數(shù)控加工

14、中的對刀中的位置，其類似于數(shù)控加工中的對刀操作。操作。找找正方法：采用正方法：采用“3-2-1”3-2-1”方法，即測量方法，即測量3 3個點確定個點確定一個一個基準面，然后測量基準面，然后測量2 2個點確定基準軸，最后測量個點確定基準軸，最后測量1 1個個點確定原點點確定原點位置。位置。4 4. .數(shù)據(jù)的測量數(shù)據(jù)的測量測量數(shù)據(jù)時應保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征，同時測量數(shù)據(jù)時應保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征，同時數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)應盡量應盡量少。反映少。反映一個平面需要至少一個平面需要至少3 3個點，但平面?zhèn)€點，但平面所在輪廓所在輪廓復雜復雜時，采集點數(shù)應時，采集點數(shù)應增加。增加。三坐標測量三坐標測量儀在逆向工程

15、中的應用儀在逆向工程中的應用三三坐標測量機測量曲面時獲取的是大量坐標測量機測量曲面時獲取的是大量反映反映曲面特征曲面特征的點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)對的點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)對曲面的還原曲面的還原取決于采樣點取決于采樣點的數(shù)量的數(shù)量。點云數(shù)據(jù)的導點云數(shù)據(jù)的導入與處理入與處理三坐標測量三坐標測量儀在逆向工程中的應用儀在逆向工程中的應用去除噪聲：去除噪聲：在在三坐標測量中可能因為零件表面三坐標測量中可能因為零件表面的瑕疵的瑕疵會出現(xiàn)測會出現(xiàn)測量表面的量表面的“突變突變”，這些突變點，這些突變點不能反映不能反映原始曲面原始曲面的狀況，稱為的狀況，稱為“噪聲噪聲”。填充破洞填充破洞：測量測量過程中可能因為三坐標測量機過程中可能因為三坐標測量機或被或被測量曲面的測量曲面的原因而造成部分極小區(qū)域數(shù)據(jù)原因而造成部分極小區(qū)域數(shù)據(jù)丟失丟失，則需要根據(jù)周，則需要根據(jù)周圍曲面的曲率情況對該區(qū)域圍曲面的曲率情況對該區(qū)域進行填充。進行填充。三坐標測量三坐標測量儀在逆向工程中的應用儀在逆向工程中的應用包絡處理：包絡處理：對處理過的數(shù)據(jù)點