S5加工质量检测(下)

1、加工质量控制加工质量控制第五讲第五讲 加工质量检测（下）加工质量检测（下）位置误差检测方法位置误差检测方法表面粗糙度检测方法表面粗糙度检测方法三坐标测量仪三坐标测量仪平行度误差平行度误差的检测的检测被被测零件置于平板上，利用平板模拟基准，将被测零件底测零件置于平板上，利用平板模拟基准，将被测零件底面与平板工作面贴合。面与平板工作面贴合。指示指示表放在平板上并在表面上沿规定直线移动，被测表面表放在平板上并在表面上沿规定直线移动，被测表面相对底面的变动量由指示表直接反映出来。相对底面的变动量由指示表直接反映出来。垂直度误差垂直度误差的检测的检测测量工具为标准直角座。被测零件置于平板上，以底板和测量

2、工具为标准直角座。被测零件置于平板上，以底板和直角座共同模拟垂直基准。直角座共同模拟垂直基准。外圆两侧边母线模拟实测轴线，根据指示表读数最大最小外圆两侧边母线模拟实测轴线，根据指示表读数最大最小差值作为垂直度误差。差值作为垂直度误差。表读数最大，也可以通表读数最大，也可以通过光隙法、水平仪法等过光隙法、水平仪法等进行测量。进行测量。同轴度误差同轴度误差的检测的检测将将被测零件基准轮廓被测零件基准轮廓要素中要素中截面（两端圆柱的中间位置截面（两端圆柱的中间位置）置于两置于两个等个等高刃口高刃口状状V V形架上，基准轴线由形架形架上，基准轴线由形架模拟。模拟。连接指示表，测连接指示表，测头与工件被

3、测外表面接触头与工件被测外表面接触，均匀转动工件，均匀转动工件，观察，观察百分表指针的波动百分表指针的波动，最大，最大读数与最小读数的差值之读数与最小读数的差值之半半，就是该，就是该截面的同轴度误差截面的同轴度误差。跳动度误差跳动度误差的检测的检测被被测零件放在形架测零件放在形架上轴向固定，上轴向固定，基准轴线由形架基准轴线由形架模拟模拟。指示表测量头与被测端面接触，工件转动一周，指示表。指示表测量头与被测端面接触，工件转动一周，指示表读数波动，最大读数与最小读数的差值为该直径处的端面读数波动，最大读数与最小读数的差值为该直径处的端面圆跳动误差。同法在被圆跳动误差。同法在被测端面不同直径处测端

4、面不同直径处测量，测测量，测得的跳得的跳动量中的最大动量中的最大值为端面值为端面圆跳动量圆跳动量。表面粗糙度表面粗糙度加工表面上具有的较小间距峰、谷所组成的微观几何误差加工表面上具有的较小间距峰、谷所组成的微观几何误差称为称为“表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓”。表面粗糙度表面粗糙度实际表面轮廓由表面粗糙度、波纹度和宏观形状叠加而成。实际表面轮廓由表面粗糙度、波纹度和宏观形状叠加而成。表面粗糙度波度（波纹度）宏观形状误差表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定判断判断表面粗糙度表面粗糙度特征应取一段基准长度特征应取一段基准长度lrlr：至少：至少包包括括5 5个峰和个峰和5 5个谷。个谷。评定评定长度长度

5、lnln用于用于判别被评定判别被评定轮廓轮廓X X轴方向轴方向上长度，一上长度，一般般取取lnln=5lr=5lr。若被测。若被测表面若表面若均匀性差均匀性差，应，应lnln5lr5lr。表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定基准线基准线实际中常使用目测中线作为评定的基准线实际中常使用目测中线作为评定的基准线轮廓最小二乘中线：轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小轮廓算术平均中线：在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等。基准线表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定轮廓轮廓峰顶线是指在取样长度内，平行于基准线并通峰顶线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最高点的线。过轮廓最高点的线。 轮廓轮廓谷

6、底线是指在取样长度内，平行于基准线并通谷底线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最低点的线。过轮廓最低点的线。表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra-Ra-取样长度内，被测实际轮取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值平均值表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数轮廓轮廓的的最大高度最大高度RzRz轮廓的峰顶线和谷底线轮廓的峰顶线和谷底线之间之间的距离的距离。RzRz= = RpRp+ + RvRv（轮廓（轮廓最大峰高最大峰高RpRp，轮廓，轮廓最大最大谷深谷深RvRv）表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评

7、定参数轮廓轮廓单元的平均单元的平均宽度宽度RsmRsm取样取样长度内，轮廓单元长度内，轮廓单元宽度宽度XsXs的的平均值平均值表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数轮廓轮廓支承长度率支承长度率RmrRmr(c(c)给定给定的水平位置的水平位置c c上上, ,轮轮廓的实体材料廓的实体材料长度长度Ml(c)Ml(c)与与评定长度评定长度lnln之之比。比。当当给定水平位置给定水平位置C1C1时，时，RmrRmr(c)=(c)=Ml(c)Ml(c)i i/ /lnln； 当当给定水平位置给定水平位置C2C2时，时，RmrRmr(c)= (c)= Ml(cMl(c)/)/lnln = 100% =

8、100% 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量比较法：比较法：将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视觉、将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视觉、触触 感或其它方法进行比较后，对被测表面的粗糙感或其它方法进行比较后，对被测表面的粗糙度作出评定的方法。度作出评定的方法。 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量光切光切法法利用利用“光切原理光切原理”测量表面粗糙度的方法测量表面粗糙度的方法。使用的。使用的光光切显微镜又称双管切显微镜又称双管显微镜。显微镜。表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量干涉法干涉法利用光波干涉利用光波干涉原理测量表面粗糙度。原理测量表面粗糙度。主要用于测

9、量主要用于测量表面粗糙度的表面粗糙度的RzRz值值，测量范围，测量范围0.050.8m0.050.8m。表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量针描法针描法又又称感触法称感触法，一，一种接触式测量表面粗糙度的种接触式测量表面粗糙度的方法。方法。表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量印模印模法法利用石蜡、低熔点合金或其它印模材料，压印在被利用石蜡、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。粗糙度。适用于笨重零件及内表面。三坐标测量仪三坐标测量仪三坐标测量仪三坐标测量仪

10、是是“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统 ( ( 如光如光学尺学尺 ) ) 经数据处理器计算出工件的各点坐标经数据处理器计算出工件的各点坐标(X(X、Y Y、Z)Z)及各项功能测量的仪器及各项功能测量的仪器”。三三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。度、几何精度及轮廓精度等。三坐标测量三坐标测量仪工作原理仪工作原理

11、1.1.测量时把被测件置于测量机的测量空间中测量时把被测件置于测量机的测量空间中2.2.通过机器运动系统带动测头对测量空间内任意位通过机器运动系统带动测头对测量空间内任意位置的被测点瞄准，当瞄准实现时测头即发出读数信置的被测点瞄准，当瞄准实现时测头即发出读数信号号3.3.通过测量系统获得被测物体上各测点的坐标位置通过测量系统获得被测物体上各测点的坐标位置4.4.根据这些点的空间坐标值，通过专业测量软件对根据这些点的空间坐标值，通过专业测量软件对被测物体的规格尺寸，形状和相互位置关系进行快被测物体的规格尺寸，形状和相互位置关系进行快速和精确（微米级）的计算与速和精确（微米级）的计算与输出。输出。

12、三坐标测量三坐标测量仪结构类型仪结构类型悬臂结构悬臂结构卧式镗床结构卧式镗床结构龙门结构龙门结构框架结构框架结构三坐标测量三坐标测量仪组成仪组成三坐标测量仪的主体三坐标测量仪的主体主要由以下各部分组主要由以下各部分组成：底座、测量工作成：底座、测量工作台、立柱、测量系统台、立柱、测量系统、驱动装置、附件。、驱动装置、附件。三坐标测量三坐标测量仪操作步骤仪操作步骤1.1.开机，机器归零开机，机器归零三坐标测量仪也拥有一个参考点，其归零过程三坐标测量仪也拥有一个参考点，其归零过程与数与数控控机床回参考点机床回参考点相似。相似。2 2. .探针校准探针校准测量时系统记录的是探针中心的坐标，而不是测量

13、时系统记录的是探针中心的坐标，而不是接触接触点点的坐标，因此必须对探针的半径进行补偿的坐标，因此必须对探针的半径进行补偿，其，其类类似于数控机床上的刀具偏置似于数控机床上的刀具偏置参数。参数。校准校准方法：使用校准球，利用探针对校准求方法：使用校准球，利用探针对校准求测量至测量至少少5 5个点，获取球的位置、直径、形状偏差，个点，获取球的位置、直径、形状偏差，最终最终得得到探针的半径到探针的半径值。值。三坐标测量三坐标测量仪操作步骤仪操作步骤3 3. .零件的找正零件的找正在测量前应确定零件坐标系在三坐标测量仪在测量前应确定零件坐标系在三坐标测量仪机器坐机器坐标系标系中的位置，其类似于数控加工

14、中的对刀中的位置，其类似于数控加工中的对刀操作。操作。找找正方法：采用正方法：采用“3-2-1”3-2-1”方法，即测量方法，即测量3 3个点确定个点确定一个一个基准面，然后测量基准面，然后测量2 2个点确定基准轴，最后测量个点确定基准轴，最后测量1 1个个点确定原点点确定原点位置。位置。4 4. .数据的测量数据的测量测量数据时应保证数据能反映零件的特征，同时测量数据时应保证数据能反映零件的特征，同时数数据据应尽量应尽量少。反映少。反映一个平面需要至少一个平面需要至少3 3个点，但平面个点，但平面所在轮廓所在轮廓复杂复杂时，采集点数应时，采集点数应增加。增加。三坐标测量三坐标测量仪在逆向工程

15、中的应用仪在逆向工程中的应用三三坐标测量机测量曲面时获取的是大量坐标测量机测量曲面时获取的是大量反映反映曲面特征曲面特征的点云数据，点云数据对的点云数据，点云数据对曲面的还原曲面的还原取决于采样点取决于采样点的数量的数量。点云数据的导点云数据的导入与处理入与处理三坐标测量三坐标测量仪在逆向工程中的应用仪在逆向工程中的应用去除噪声：去除噪声：在在三坐标测量中可能因为零件表面三坐标测量中可能因为零件表面的瑕疵的瑕疵会出现测会出现测量表面的量表面的“突变突变”，这些突变点，这些突变点不能反映不能反映原始曲面原始曲面的状况，称为的状况，称为“噪声噪声”。填充破洞填充破洞：测量测量过程中可能因为三坐标测量机过程中可能因为三坐标测量机或被或被测量曲面的测量曲面的原因而造成部分极小区域数据原因而造成部分极小区域数据丢失丢失，则需要根据周，则需要根据周围曲面的曲率情况对该区域围曲面的曲率情况对该区域进行填充。进行填充。三坐标测量三坐标测量仪在逆向工程中的应用仪在逆向工程中的应用包络处理：包络处理：对处理过的数据点