三次元检验培训教程-(重点部分)

1、三次元培训教程三次元培训教程ActionCheckDoPlan品管中心：涂良贤品管中心：涂良贤2014年年8月月24日日 坐标测量基础知识矢量和余弦的理解了解为什么并且如何进行测头校正工件定位基本原理 完全理解如何建立零件坐标系几何要素的检测形位公差的计算 学会如何编制零件的測量程式三次元设备保养矢量矢量 矢量可以被看做一个单位长的直线，并指向矢量方向。相对于三个轴的方向矢量。I方向在X轴，J方向在Y轴，K方向在Z轴。矢量I、J、K值介于1和-1之间，分别表示与X、Y、Z夹角的余弦。IKJXZY+I+J+K矢量方向矢量方向 矢量用一条末端带箭头的直线表示，箭头表示了它的方向。X、Y、Z表示三坐

2、标测量机的坐标位置，矢量I、J、K表示了三坐标测量机三轴正确的测量方向。 在三坐标测量中矢量精确指明测头垂直触测被测特征的方向，即测头触测后的回退方向。Z(+K )XY(+J )45(+I )I = 0.707J = 0.707 K = 045度方向矢量已知直径并且可以溯源到国家基准的标准器。测头校正对所定义测头的有效直径及位置参数进行测量的过程。为了完成这一任务，需要用被校正的测头对一个校验标准进行测量。未知直径和位置的测头在实物基准的每个测量点的球心坐标同它的已知道直径比较。有效的测头直径是通过计算每个测量点所组成的直径与已知直径的差值有效测头半径注意点为了正确校正测针要注意：例如校正2.

3、0的测头时，测针尺寸要尽量接近2.0，原则上0.0002mm以内。测针径的修正以及机械坐标系的原点设定。 三次元因为有自动修正使用测针的直径的机能，所以使用的测针必须实施测针的校正，实施了校正作业的话就会自动设定机械坐标系的原点。本公司的机器是通过键输入测针径的。这时用键输入测针径后进行校正作业。测针的校正2.工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位 定位基准定位基准： 确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。当接触的工件上的点、线、面为回转面、对称面时，称回转面、对称面为定位基面定位基面，其回转面、对称面的中心线称定位基准。由工艺人员确定，是工序图上标“ ”所示的基

4、准。 一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标系中分别为系中分别为3个平移运动和个平移运动和3个转动。习惯上，把上述个转动。习惯上，把上述6个独立运动称作六个自由度。个独立运动称作六个自由度。 XXYZZXY1）六点定位原理）六点定位原理支承钉支承钉在实际应用中，常把接触面积很小在实际应用中，常把接触面积很小的支承钉看作是约束点的支承钉看作是约束点六点定位原理：六点定位原理： 一个物体在空间可以有六个独立的一个物体在空间可以有六个独立的运动，若采用运动，若采用6个按一定规则布置的约个按一定规则布置的约束点，就可以限制工件的束点，就可以限制工件

5、的6个自由度，个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。实现完全定位，称为六点定位原理。定位元件的种类：定位元件的种类： 支承钉；支承板，长销，短销，长支承钉；支承板，长销，短销，长V形块，形块，短短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，形块，长定位套，短定位套，固定锥销，浮动锥销等浮动锥销等。注意注意：定位元件所限制的自由度与其大小、：定位元件所限制的自由度与其大小、长度、数量及其组合有关长度、数量及其组合有关 长短关系、大小关系、数量关系、组合关系长短关系、大小关系、数量关系、组合关系2）工件的实际定位）工件的实际定位表1-10 典型定位元件的定位分析工件的定位面夹 具 的 定 位 元 件

6、定位情况1个支承钉2个支承钉3个支承钉图示平面支承钉限制的自由度XZY、YXZ、定位情况一块条形支承板二块条形支承板一块矩形支承板图示平面支承钉限制的自由度ZY、YXZ、YXZ、定位情况短圆柱销长圆柱销两段短圆柱销图示限制的自由度ZY、ZYZY、ZYZY、定位情况菱形销长销小平面组合短销大平面组合图示圆孔圆柱销限制的自由度ZZYZYX、ZYZYX、根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，需要求，需要6个根据工件加工面的位置度（包括个根据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，位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，称称作完全定位作

7、完全定位根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，仅需要限制求，仅需要限制1个或几个（少于个或几个（少于6个）自由度个）自由度的定位。的定位。称作不完全定位称作不完全定位。3）完全定位和不完全定位）完全定位和不完全定位 X，Z方向移动方向移动自由度自由度, X，Z方向转动方向转动自由度自由度（轴上通铣键槽）（轴上通铣键槽）xzxz图2.1为轴上通铣键槽轴上通铣键槽4） 举例举例X,Y方向转动自由度方向转动自由度, Z方向移动自由度方向移动自由度zxy图2.2为长方体上通长方体上通铣平面铣平面图2.3（a）在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的上下、左右位置要求

8、，试确定定位方案 zyxyzxxxyzz保证槽的上下位置要求：必须限制保证槽的左右位置要求：必须限制槽宽由定尺寸刀具保证综合结果：必须限制五个自由度注意问题注意问题 1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作用。 2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力影响，即要分清定位和夹紧的区别。 5）从上面几例分析总结可知：）从上面几例分析总结可知：工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用定位元件限制工件自由度的方法来分析；工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加工要求确定；一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其量 6；各定位元件限制的自由

9、度原则上不允许重复或干涉(见下面相关内容分析)；限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置一致。 6）定位中存在问题）定位中存在问题欠定位欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。实际不允许发生。有被全部限制的定位。实际不允许发生。图图2.7加工槽，有尺加工槽，有尺寸寸A和和B的要求的要求过定位过定位(重复定位重复定位)：工件定位时，几个定位：工件定位时，几个定位元件元件重复限制工件同一自由度的定位。重复限制工件同一自由度的定位。 如下如下2.7图，位于同一平面内的四个定位图，位于同一平面内的四个定位支承钉限制了三个自由度。支承钉限制了三个

10、自由度。不允许：不允许：如果工件的定位面为没如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽有经过机械加工的毛坯面，或虽经过了机械加工、但仍然很粗糙，经过了机械加工、但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。这时过定位是不允许的。允许：允许：如果工件的定位面经过了如果工件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元机械加工，并且定位面和定位元件的件的尺寸、形状和位置都做得比尺寸、形状和位置都做得比较准确较准确，比较光整，则过定位不，比较光整，则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响但对工件加工面的位置尺寸影响不大，反而可以增强加工时的刚不大，反而可以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的。性，这时过定位是

11、允许的。过定位例7）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从上面几例分析知，一般情况下：上面几例分析知，一般情况下：保证一个方向上的加工尺寸需要限制保证一个方向上的加工尺寸需要限制1-3个自由度：个自由度：保证二个方向上的加工尺寸需要限制保证二个方向上的加工尺寸需要限制4-5个自由度：个自由度：保证三个方向上的加工尺寸需要限制保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。个自由度。特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在个自由度，在圆柱上铣平面需限制圆柱上铣平面需限制2个自由度个自由度。 根据工件加工要求、分析理论上应该限制

12、哪几个自由度1钻 6H7孔2铣两台阶面3铣b槽4车端面保证L理限：理限：5钻d孔6铣台阶面理限：理限：7铣前、后两平面8a) 钻2个d孔 b) 钻d孔a b理限：a) 理限： b) 理限： 3-2-1法建立坐标系是三坐标测量机最常用的建立坐标系方法，如下图所示建立坐标系：1、在零件上平面测量3个点拟合一平面找正。 2、在零件前端面上测量2个点拟合一直线旋转轴。 3、在零件左端面测量1个点设定原点。3-2-1法建立坐标系法建立坐标系经由段差点建立坐标元素的尺寸及公差元素的尺寸及公差位置度位置度位置度位置度下面的实例是输出圆的常规公差：50.8 0 .1225.4 0.1225.4 0 .120.240.24位置度位置度下图是理论圆中心的示意图表示 “好”表示超差测量圆的中心位置50.9225.1850.6825.52位置度位置度下图显示了为什么两个点距离相同但不是每个都在公差之内。合格超差表示位置度公差带位置度产生一个圆形公差带，它能很好地判断特征元素的配合关系。二维距离二维距离二维距离的计算是两元素相对于当前工作平面工作平面的距离。典型例子就是点到线、圆到圆、圆到线的距离。 三维距离三维距离三维距离计算的是两个元素之间的最小距离最小距离,与工与工作平面无关作平