三次元檢驗(yàn)培訓(xùn)教程140824-1(重點(diǎn)部分)

三次元培訓(xùn)教程ActionCheckDoPlanImproved品管中心：涂良賢2014年8月24日坐標(biāo)測量基礎(chǔ)知識矢量和余弦的理解了解為什么并且如何進(jìn)行測頭校正工件定位基本原理完全理解如何建立零件坐標(biāo)系幾何要素的檢測形位公差的計(jì)算學(xué)會如何編制零件的測量程式三次元設(shè)備保養(yǎng)課程目標(biāo)矢量

矢量可以被看做一個(gè)單位長的直線，并指向矢量方向。相對于三個(gè)軸的方向矢量。I方向在X軸，J方向在Y軸，K方向在Z軸。矢量I、J、K值介于1和-1之間，分別表示與X、Y、Z夾角的余弦。IKJXZY+I+J+K矢量方向

矢量用一條末端帶箭頭的直線表示，箭頭表示了它的方向。X、Y、Z表示三坐標(biāo)測量機(jī)的坐標(biāo)位置，矢量I、J、K表示了三坐標(biāo)測量機(jī)三軸正確的測量方向。在三坐標(biāo)測量中矢量精確指明測頭垂直觸測被測特征的方向，即測頭觸測后的回退方向。Z(+K)XY(+J)45°(+I)I=0.707J=0.707K=045度方向矢量測頭校正已知直徑并且可以溯源到國家基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器。測頭校正對所定義測頭的有效直徑及位置參數(shù)進(jìn)行測量的過程。為了完成這一任務(wù)，需要用被校正的測頭對一個(gè)校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量。未知直徑和位置的測頭測頭校正在實(shí)物基準(zhǔn)的每個(gè)測量點(diǎn)的球心坐標(biāo)同它的已知道直徑比較。有效的測頭直徑是通過計(jì)算每個(gè)測量點(diǎn)所組成的直徑與已知直徑的差值有效測頭半徑※注意點(diǎn)為了正確校正測針要注意：例如校正φ2.0的測頭時(shí)，測針尺寸要盡量接近φ2.0，原則上0.0002mm以內(nèi)。測針徑的修正以及機(jī)械坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定。

三次元因?yàn)橛凶詣有拚褂脺y針的直徑的機(jī)能，所以使用的測針必須實(shí)施測針的校正，實(shí)施了校正作業(yè)的話就會自動設(shè)定機(jī)械坐標(biāo)系的原點(diǎn)?！竟镜臋C(jī)器是通過鍵輸入測針徑的。這時(shí)用鍵輸入測針徑后進(jìn)行校正作業(yè)。測針的校正2.工件在夾具中的定位

⑷定位基準(zhǔn)：

確定工件在夾具中位置的基準(zhǔn)，即與夾具定位元件接觸的工件上的點(diǎn)、線、面。當(dāng)接觸的工件上的點(diǎn)、線、面為回轉(zhuǎn)面、對稱面時(shí)，稱回轉(zhuǎn)面、對稱面為定位基面，其回轉(zhuǎn)面、對稱面的中心線稱定位基準(zhǔn)。由工藝人員確定，是工序圖上標(biāo)“”所示的基準(zhǔn)。一個(gè)物體在空間可以有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動，在直角座標(biāo)系中分別為3個(gè)平移運(yùn)動和3個(gè)轉(zhuǎn)動。習(xí)慣上，把上述6個(gè)獨(dú)立運(yùn)動稱作六個(gè)自由度。

1）六點(diǎn)定位原理支承釘在實(shí)際應(yīng)用中，常把接觸面積很小的支承釘看作是約束點(diǎn)六點(diǎn)定位原理：

一個(gè)物體在空間可以有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動，若采用6個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，就可以限制工件的6個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱為六點(diǎn)定位原理。定位元件的種類：

支承釘；支承板，長銷，短銷，長V形塊，短V形塊，長定位套，短定位套，固定錐銷，浮動錐銷等。注意：定位元件所限制的自由度與其大小、長度、數(shù)量及其組合有關(guān)

長短關(guān)系、大小關(guān)系、數(shù)量關(guān)系、組合關(guān)系2）工件的實(shí)際定位根據(jù)工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，需要6個(gè)根據(jù)工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，稱作完全定位根據(jù)工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，僅需要限制1個(gè)或幾個(gè)（少于6個(gè)）自由度的定位。稱作不完全定位。3）完全定位和不完全定位

X，Z方向移動自由度,X，Z方向轉(zhuǎn)動自由度（軸上通銑鍵槽）圖2.1為軸上通銑鍵槽4）舉例X,Y方向轉(zhuǎn)動自由度,Z方向移動自由度圖2.2為長方體上通銑平面圖2.3（a）在工件上銑通槽，保證槽寬和槽的上下、左右位置要求，試確定定位方案保證槽的上下位置要求：必須限制保證槽的左右位置要求：必須限制槽寬由定尺寸刀具保證綜合結(jié)果：必須限制五個(gè)自由度注意問題

1)定位元件限制自由度的作用表示它與工件定位面接觸，一旦脫開就失去限制自由度的作用。

2)在分析定位元件起定位作用時(shí)不考慮外力影響，即要分清定位和夾緊的區(qū)別。5）從上面幾例分析總結(jié)可知：①工件在夾具中定位，可以歸結(jié)為在空間直角坐標(biāo)系中用定位元件限制工件自由度的方法來分析；②工件定位時(shí)，應(yīng)限制的自由度數(shù)目，主要由工件工序加工要求確定；③一般講，工件定位所選定位元件限制自由度的數(shù)目充其量≯6；④各定位元件限制的自由度原則上不允許重復(fù)或干涉(見下面相關(guān)內(nèi)容分析)；⑤限制了理論上應(yīng)該限制的自由度，使一批工件定位位置一致。

6）定位中存在問題⑴欠定位：工件定位時(shí)，應(yīng)該限制的自由度沒有被全部限制的定位。實(shí)際不允許發(fā)生。圖2.7加工槽，有尺寸A和B的要求⑵過定位(重復(fù)定位)：工件定位時(shí)，幾個(gè)定位元件重復(fù)限制工件同一自由度的定位。如下2.7圖，位于同一平面內(nèi)的四個(gè)定位支承釘限制了三個(gè)自由度。不允許：如果工件的定位面為沒有經(jīng)過機(jī)械加工的毛坯面，或雖經(jīng)過了機(jī)械加工、但仍然很粗糙，這時(shí)過定位是不允許的。允許：如果工件的定位面經(jīng)過了機(jī)械加工，并且定位面和定位元件的尺寸、形狀和位置都做得比較準(zhǔn)確，比較光整，則過定位不但對工件加工面的位置尺寸影響不大，反而可以增強(qiáng)加工時(shí)的剛性，這時(shí)過定位是允許的。過定位例7）限制自由度與加工尺寸要求的關(guān)系，從上面幾例分析知，一般情況下：⑴保證一個(gè)方向上的加工尺寸需要限制1--3個(gè)自由度：⑵保證二個(gè)方向上的加工尺寸需要限制4--5個(gè)自由度：⑶保證三個(gè)方向上的加工尺寸需要限制6個(gè)自由度。特殊性例外。如在圓球上銑平面需限制1個(gè)自由度，在圓柱上銑平面需限制2個(gè)自由度。

㈠根據(jù)工件加工要求、分析理論上應(yīng)該限制哪幾個(gè)自由度1．鉆Φ6H7孔2．銑兩臺階面3．銑b槽4．車端面保證L理限：理限：5．鉆d孔6．銑臺階面理限：理限：7．銑前、后兩平面8．a(chǎn))鉆2個(gè)d孔

b)鉆d孔ab理限：a)理限：

b)理限：

3-2-1法建立坐標(biāo)系是三坐標(biāo)測量機(jī)最常用的建立坐標(biāo)系方法，如下圖所示建立坐標(biāo)系：1、在零件上平面測量3個(gè)點(diǎn)擬合一平面找正。2、在零件前端面上測量2個(gè)點(diǎn)擬合一直線旋轉(zhuǎn)軸。

3、在零件左端面測量1個(gè)點(diǎn)設(shè)定原點(diǎn)。3-2-1法建立坐標(biāo)系經(jīng)由段差點(diǎn)建立坐標(biāo)元素的尺寸及公差位置度元素的尺寸及公差位置度下面的實(shí)例是輸出圓的常規(guī)公差：50.8±0.1225.4±0.1225.4±0.120.240.24元素的尺寸及公差位置度下圖是理論圓中心的示意圖表示“好”表示超差測量圓的中心位置50.9225.1850.6825.52元素的尺寸及公差位置度下圖顯示了為什么兩個(gè)點(diǎn)距離相同但不是每個(gè)都在公差之內(nèi)。合格超差表示位置度公差帶位置度產(chǎn)生一個(gè)圓形公差帶，它能很好地判斷特征元素的配合關(guān)系。元素的尺寸公差二維距離二維距離的計(jì)算是兩元素相對于當(dāng)前工作平面的距離。典型例子就是點(diǎn)到線、圓到圓、圓到線的距離。元素的尺寸公差三維距離三維距離計(jì)算的是兩個(gè)元素之間的最小距離,與工作平面無關(guān).典型用途:點(diǎn)到平面的距離19320二維距離與三維距離舉例說明垂直度0