智能产线单机、单元仿真与调试 课件 4.4零件的清洗检验与分类、4.5三坐标测量

零件的清洗检验与分类第二章零件的清洗检验与分类

第一节零件的清洗清洗的目的：除油；检验；分类；修理零件清洗的原则：1、保证满足对零件清洗程度的要求；2、防止零件在清洗过程中的腐蚀；3、确保安全操作；4、讲究经济效益；零件表面的的污垢主要是：油污、积炭、水垢一、油污的清除1.用有机溶剂除油。采用有机溶剂，如汽油、煤油、柴油、酒精等，对此类零件进行清洗，一般不需加热。

2.用碱性溶液除油。对钢铁零件表面的动植物油脂和矿物油指的清除，可采用碱性溶液加入少量乳化剂，经加温后清洗。若采用压力喷射，除油效果更佳。清洗完后，应用加热的清水喷射，冲洗掉零件表面残留的碱溶液。

二、积炭的清除1.积碳的形成积碳是燃料、润滑油在高温作用下的氧化产物。在燃烧室中由于燃烧不完全，未燃烧的燃料和窜入燃烧室的润滑油以及燃烧的残留物混合在一起，在氧和高温作用下形成一种稠的胶状液体（羟基酸）。羟基酸进一步氧化就变成一种半流体树脂状的胶质粘附在发动机零件上。高温的作用，又使胶质聚合成更复杂的聚合物，形成一种硬质胶结碳，俗称积碳。积碳的成分有易挥发的物质（油、羟基酸）和不易挥发的物质（沥青质、油焦质和碳青质及灰粉等）。发动机工作温度越高，易挥发物质的含量就少，不易挥发的物质含量就增高，使积碳变的更硬，与金属粘接得更牢。

2.积碳的危害零件表面积碳会降低零件的导热能力，使发动机过热并形成炽热点，引起可燃混合气先期燃烧，破坏发动机的正常工作。减少燃烧室容积，使汽缸压缩比增大，易引起发动机的非正常燃烧。爆震和表面点火。3.积碳的清除

清除积碳的方法有：机械清除法；化学清除法（1）机械法。手工清除：一般可用金属刷、铲刀及断活塞环等铲除积炭。但因这种方法容易刮伤零件表面，故对清除精密偶件上的积炭不得用砂布和钢刮刀，可用木制、竹制或铜制刮刀进行清除，也可在软木板上来回摩擦清除。用机械法清除零件积炭后，须用油仔细清洗。这种方法操作简单，不需设备，但不足之处是难以接触到的部位的积炭不易清洗干净。流体喷砂：将液体和石英砂的混合物以一定压力喷到零件表面

（2）化学法。

将零件放在配制好的化学溶液中，浸放一段时间，使积炭软化松脱，然后将零件取出，用毛刷或棉丝擦除积炭，用热水洗净后使其干燥。

试验证明：多数退碳剂只能有限量的溶解积碳。退碳剂的主要作用是使积碳层膨胀、变松、削弱其与金属的结合力，积碳不会自动脱离金属表面而溶于退碳剂中。

退碳剂的成分：溶剂、稀释剂、活性剂和缓蚀剂（防止退碳剂中的碱性成分对有色金属的腐蚀，加入过多会降低退碳效果。）组成。

三、水垢的清除

1.水垢形成的原因分析冷却系水垢的形成原因有两种:物理变化和化学变化。物理变化主要是指随着发动机的温度升高，硬水中的大量矿物质诸如硫酸钙之类呈过饱和状态析出，粘附在冷却系内壁上而形成水垢;化学变化主要是指硬水中某些矿物盐和杂质随温度的升高而发生化学反应，形成难溶解物质而沉积于冷却系内壁上。形成水垢的化学反应为Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2OMg(HCO3)2=MgCO3↓+CO2↑+H2O碳酸镁微溶于水后可继续与水反应，生成更难溶的氢氧化镁:MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑(此反应很少)

2.预防水垢的对策

发动机冷却系水垢形成的根源在于水质问题，因此减少水源中的矿物质金属离子，软化水质，是防止和减轻水垢形成的关键所在。(1)煮沸法。硬水烧开以后其中的矿物质会沉积下来，取上面的清洁水用作冷却水加注到冷却系中，就可以减少水垢的形成数量。此方法简单，但不能使水彻底软化。(2)磁化法。将一些小块磁铁放进发动机的冷却系内，磁铁产生的磁场对冷却水有磁化作用，磁化水能减少水垢的形成，并且能使原有的水垢逐渐消失。中建集团公司的工程机械使用此方法，效果很好。(3)加入软化剂法。用碳酸氢钠(小苏打)或氢氧化钠(烧碱)，按每升硬水加0.5~1.5g碳酸氢钠或每升水加0.6~0.7g氢氧化钠的比例添加软化剂，其离子方程式为碳酸氢钠法

HCO3-+H2O=H2CO3+OH-Ca2++2OH-=Ca(OH)2Mg+2OH-=Mg(OH)2↓氢氧化钠法

Ca2++2OH-=Ca(OH)2Mg+2OH-=Mg(OH)2↓(4)用防腐剂法。在冷却液中经常加防腐剂，既能起到防止水道的腐蚀，也能减少水垢的产生。另外，如康明斯发动机规定使用DCA冷却液、卡特彼勒发动机规定使用加有防锈剂及防冻液的冷却液，都能起到防止穴蚀、锈蚀、水垢及防冻作用。3.水垢的清洗方法

发动机水道的形状比较复杂，一般不宜用机械方法清除水垢，只能采用化学方法除垢。（1）对碳酸盐类水垢可用苛性钠（氢氧化钠）溶液或盐酸溶液（2）对硫酸盐类水垢，先用碳酸钠溶液，再用盐酸溶液（3）对硅酸盐类水垢用苛性钠溶液清洗（4）磷酸三钠清洗法。先拆下节温器，向水箱加入事先配好的磷酸三钠溶液(按每升冷却水加10%的磷酸三钠溶液50~80ml比例)，然后启动发动机，运转十几分钟后停机不用;经过一晚上后放掉冷却液;再加同样用量的磷酸三钠溶液(做法同前)，如此重复几次，最后将冷却系溶液放出，并用清水冲洗两次，水垢即可消除。其化学反应为3CaCO3+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓+3Na2CO3

3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓+3Na2SO43Mg(OH)2+2Na3PO4=Mg3(PO4)2↓+6NaOH以上生成物中钠盐易溶于水，磷酸钙疏松易冲洗掉，磷酸镁则象泥渣一般极易冲击。这种方法对缸体不会有腐蚀，因此适用于一切发动机，且清洗效果较理想。注意：使用上述清洗方法需要注意的是:给发动机除垢时应注意所选的溶液一定要适合水垢的性质，且不会对缸体产生腐蚀。因此铝合金缸体、缸盖不能采用盐酸、碳酸钠、氢氧化钠清洗法，以免其表面遭受腐蚀。应采取磷酸三钠、磷酸、硅酸钠清洗法才行第二节零件的检验与分类零件检验分类是通过技术鉴定，根据零件的技术状况，分为可用零件、需修零件和报废零件。一、零件检验的内容和方法1、零件检验的内容:（1）零件的尺寸及磨损程度；（直径/高度/厚度）（2）零件的形位公差；（圆柱度、同轴度、垂直度、平面（3）配合零件的间隙；（紧度、跳动、密封、啮合）（4）零件表面的粗糙度；（裂纹、刮痕、腐蚀斑点）（5）零件表层材料与基本金属的结合强度；（电镀、喷镀层等）（6）铸造及焊接零件的内部缺陷；（夹杂、气孔、疏松等）（7）零件材料的硬度、韧性、弹性等；（8）零件的质量及平衡情况；（活塞连杆组、曲轴与飞轮）（9）零件有无破碎、折断、烧毁；2、零件检验的方法：外部检视、仪器测量、内部缺陷检验。零件出现破裂，具有明显裂纹、变形或磨损时，一般可通过外部检视进行检验。零件因磨损引起尺寸上的变化，或因变形引起几何形状或相互位置公差的变化，必须采用通用或专用量具，通过测量尺寸或相对位置公差来确定零件的技术状况。对零件的物理机械性能和零件内部的隐蔽缺陷，则必须采用染色法、磁力探伤法、X射线法、超声波等设备来检验。二、零件的外部检验1、感觉检验：目视：毛糙、沟槽、刮痕、裂纹、剥落、折断、变形弯曲、烧蚀等敲击：壳体、轴瓦等，听声音比较：新旧对比触摸：用经验，凭触摸，粗判零件的间隙、温度、螺纹等以上方法要很丰富的经验，有局限性。2、测量检验：尺寸平面度圆度圆柱度圆跳动平行度和垂直度同轴度直线度平面度误差的检测平面度是指平面要素实际形状的平整程度；汽车上的应用；发动机气缸体上、下平面；检测：中凹（稳定状态）或中凸（不稳定状态，两端间隙调成等值）平面；圆度和圆柱度误差的检测圆跳动的检测圆跳动的检测包括径向圆跳动和端面圆跳动。前者测量方向与基准轴线垂直且相交，测量面为垂直于基准轴线的同一正截面。后者的测量方向与基准轴线平行，测量面是与基准轴线同轴的圆柱面。径向圆跳动的测量平行度和垂直度平行度误差和垂直度误差属于位置度误差；汽车上的应用：气缸孔中心线与曲轴主轴承座孔轴线的垂直度误差；曲轴与凸轮轴轴承座孔轴线的平行度误差。同轴度误差和直线度误差同轴度的公差带是以基准轴线为轴线，直径等于公差值的圆柱体；在汽车修理中，同轴度要求及其误差的检测一般都以径向圆跳动要求及其检测代替，并将最大径向圆跳动值直接作为同轴度误差值使用。直线度误差是实际直线相对于理想直线产生的偏差的实际值。在汽车修理中直线度要求大部分是对轴线提出的，但也有针对素线的；径向圆跳动值的一半；圆度和圆柱度误差的检测圆度误差是指横截面上实际圆偏离理想圆的实际值；圆度误差是在半径方向测量的。圆柱度误差是实际圆柱面偏离理想圆柱面的实际值；在测量圆柱度误差中，采用的两点法是指在被测圆柱表面的任意部位或方向上所测的直径中取最大值与最小值差值的一半。三、零件内部缺陷的检验1.浸油法

（1)先将清洗干净的零件浸入煤油数分钟（2）擦干表面后涂上一层滑石粉（3）小锤轻击2.磁力探伤原理磁粉探伤是利用电磁原理来检验金属零件的隐蔽缺陷，当磁通量通过被检零件时，若零件内部有裂纹，则在裂纹部位会由于磁力线的外泄形成局部漏磁场漏磁场的磁场强度高于没有缺陷部位的磁场。退磁：

若不进行退磁，则探伤零件的剩余磁场在使用中可能吸附铁磁性磨料颗粒，形成磨料磨损。

将零件从逐渐减小的磁场中缓慢地抽出。

用交流电磁化的零件，可用交流电也可用直流电退磁；而用直流电磁化的零件，只能用直流电退磁。

后处理：

零件探伤完毕后应进行后处理。如用汽油和煤油等溶剂去掉零件上残存的磁粉。

应用：磁粉探伤法可探测露出表面，用肉眼或借助于放大镜也不能直接观察到的微小缺陷，也可探测未露出表面，而是埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷。用这种方法虽然也能探查气孔、夹杂、未焊透等体积型缺陷，但对面积型缺陷更灵敏，更适于检查因淬火、轧制、锻造、铸造、焊接、电镀、磨削、疲劳等引起的裂纹。

磁力探伤方法：3.荧光探伤法

（1）原理：荧光探伤是利用在紫外线作用下，能发光的物质作为悬浮物，将它涂在被检验零件的表面上，当零件被水银灯照射时，在裂纹内发光的物质更加明亮，因此很容易发现裂纹。尤其在钢制零件的黑暗表面上，更为明显。它能发现磁力探伤时所不能发现的很细小的裂纹。（2）荧光探伤工艺①先对零件进行表面清理，清除油污、绣斑、腐蚀物等，然后用丙酮或清水清洗后烘干，以便于渗透过程的进行。②将零件浸入荧光液体中10－15分钟，取出后用196KPa的压力冷水将零件表面的荧光液洗掉，用压缩空气吹干。③将零件加热后，渗入零件裂纹内的液体便扩散到表面，再用紫外线照射，根据绿黄色的光亮，便可发现裂纹的位置和形状了。

为了获得可靠的检验效果，通常把荧光探伤和磁力探伤结合起来使用。微机控制荧光磁粉探伤机4.超声波探伤法（1）超声波的产生与传播

能够产生超声波的方法很多，常用的有压电效应方法、磁致伸缩效应方法、静电效应方法和电磁效应方法等.我们把能够实现超声能量与其他形式能量相互转换的器件称为超声波换能器。一般情况下，超声波换能器既能用于发射又能用于接收.

（2）超声波探伤方法

人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。穿透法（能量变化）反射法（反射时间）四、零件的平衡检验在汽车维修中，对主要的旋转零件或组合件，如曲轴、飞轮、离合器压盘、转动轴、甚至车轮等须进行平衡。如果不平衡量过大，则零件在运转中就会产生不平衡离心力或离心力矩，可引起附加负荷，导致机械振动和噪声，加速零件磨损，引起零件不正常损坏事实上不可能也并不要求高速转动的汽车零件达到完全的平衡，而允许各自留有一定的不平衡量。EQ1090E发动机飞轮应进行静平衡，不平衡量不大于100g.cm，曲轴进行动平衡，每端不平衡量应不大于100g.cm。1.分类：零件的平衡分为静平衡和动平衡静不平衡是由于零件的质心偏离了其旋转轴线而引起的；针对径向尺寸较大而轴向尺寸较小的盘形零件，如发动机飞轮、离合器压盘、制动盘、皮带轮等。动不平衡是由于零件的质心偏离了其旋转轴线或零件的惯性主轴与其旋转轴线不重合而引起的；针对轴向尺寸较大而径向尺寸较小的轴类零件，如发动机曲轴，传动轴或质量较大的轮胎。试验时将转子放到已调好的水平轨道上(如图所示)，如果转子不平衡，则偏心引起的重力矩将使转子在轨道上滚动。当转子停止时，转子质心必处于轴心正下方。这时，在轴心的正上方任意半径处加一适当平衡质量，再轻轻拨动转子。这样经过反复几次试加平衡质量，直到转子在任何位置都能达到随意平衡时，即完成转子静平衡试验。

导轨式平衡机设备简单,操作方便,精度较高,故应用较广泛,但这种静平衡机在平衡转子时,需经过多次反复试验,工作效率教低.2.检验（1）导轨式静平衡实验对于批量转子的平衡,需要能够直接迅速的测出转子的偏心质量的大小和方位,并直接进行快速平衡的设备.右图所示即为一种满足此要求的平衡机原理图.它本质上是一个可朝任何方向倾斜的单摆,当将不平衡转子安装到该平衡机台架时摆就倾斜.倾斜方向指出了偏心质量的方位,而摆角θ则给出了偏心质量的大小.由此可确定应加装的平衡质量的大小和方位.

（2）平盘式静平衡检验台式（3）动不平衡检验在专用的动平衡试验机上进行。THANKS三坐标测量测头标定一、测头校准定义及目的测头校正过程是指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。测头校正的目的为：①准确得到测针的红宝石球的有效直径以便测量软件进行测头半径的补偿。②准确得到不同测头角度和默认第一个测头角度之间的位置关系。未知直径和位置的测头。已知直径并且可以溯源到国家基准的标准器。二、测头校验过程有效测头半径利用操纵杆在标准球的最大范围内触测5点，点的分布要均匀（图3-13）。计算机软件在收到这些点后(宝石球中心坐标X、Y、Z值)，进行球的拟合计算，得出拟合球的球心坐标、直径和形状误差，将拟合球的直径减去标准球的直径，就得出校正后测针宝石球“直径”。拓展知识—测头颜色含义根据测头标定前后显示的颜色分类，总共分为5种颜色，分别为黑色、绿色、蓝色、红色以及灰色，每种颜色都代表测头不同的含义。黑色：测头未经标定；绿色：测头标定过且标定结果合格；蓝色：测头标定过但标定结果超差；红色：测头标定结果数据过期；灰色：已删除的不存在测头；三、测头需要重新标定的情况a、测座或者测针有拆卸过b、添加新测头角度后c、添加加长杆后d、测针更换过后e、标定结果超差时f、标定数据过期时矢量与余弦误差一、矢量的定义

矢量可以被看做一个带有箭头的单位长度直线，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。

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。YX(+J)45°(+I)(+k)ZI=0.707J=0.707K=045度方向矢量二、余弦误差

用三坐标测量机进行元素测量时，正确的测量方法是应该沿着被测点的法线方向进行测量，但由于我们人为检测过程中把握不了相应的法向而导致测量有误差，我们把这人为测量产生的误差叫做余弦误差。实际接触点导致的误差·期望接触点法向矢量逼近方向坐标系一、测量机的坐标空间（MCS）

测量机的空间范围可用一个立方体表示。立方体的每条边是测量机的一个轴向。如下图所示，X轴为左右指向，Y轴为前后指向，Z轴为上下指向，三条边的交点为机器的原点。ZY原点X二、建立零件坐标系的意义a、通过建立零件坐标系，限制被测工件的6个自由度；b、通过建立零件坐标系，实现数模对齐以方便测量；c、通过建立零件坐标系，提高检测结果的准确性；三、3-2-1法建立坐标系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，测量软件中很多其他建坐标系方法都是基于该方法进行延伸与拓展。默认情况下，点1、2、3拟合一个平面进行零件找正，并确定零件坐标系Z轴方向。点4、5拟合一条直线以控制工件旋转自由度，并确定零件坐标系X轴方向。点6拟合一个单点，确定任一坐标轴起点位置。工作平面一、工作平面定义工作平面用来定义二维元素数学计算的平面。软件在默认情况下，定义XY平面作为元素计算的工作平面。当被测二维元素所在平面与XY平面不重合或者不平行时，需要提前定义好它们的测量工作平面，否则会导致测量结果不正确。一般来说，我们会选择被测二维元素所在平面作为其测量的工作平面。二、RationalDMIS工作平面RationalDMIS在“工作平面”选项里可以选择所需的面，作为当前的工作平面。“最近的CRD平面”这个窗口接受从元素数据区拖放平面元素。计算需要工作平面的元素有：直线元素,圆元素,圆弧元素,椭圆元素,键槽元素和二维曲线元素；对于其他所有元素,工作平面选择窗口会自动隐藏起来。基本几何元素点元素:点矢量:无位置:XYZ位置最少点数:1形状误差:无元素名前缀:PT直线元素:直线位置:重心矢量:第一点到最后一点形状误差:直线度最小点数:2元素名前缀:LN圆元素: 圆位置: 圆心矢量: 与所在平面矢量一致形状误差: 圆度最小点数: 3元素名后缀：CIR元素:圆柱位置:轴线中点矢量:从下到上形状误差:圆柱度最小点数:5元素名后缀:CYL圆柱圆锥元素:圆锥位置:顶点矢量:从小圆到大圆形状误差:锥度最小点数:6元素名后缀:CON元素构造元素构造的意义元素构造时测量软件测量功能中的辅助模块，便于用户在测量中由于受测量局限性的影响，而我们有必须得到某些特定元素所设立的功能操作区，其主要意义如下：通过已测的元素构造出无法直接测量得到的元素。构造元素可以是计算辅助元素，也可以是测量结果元素。示例一：点构造圆心（球心）点构造圆线1线2两直线相交点构造投影点原始点