關(guān)于三坐標(biāo)測(cè)量殼體類零件位置度影響因素的研究

何燕俠

摘 要：殼體類零件位置度的測(cè)量主要是采用三坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，而三坐標(biāo)檢測(cè)過(guò)程比較復(fù)雜，影響位置度測(cè)量的因素比較多，如何準(zhǔn)確測(cè)量殼體類零件的位置度，就需要從多方面原因進(jìn)行分析探討，因此研究影響三坐標(biāo)測(cè)量位置度準(zhǔn)確性的因素顯得尤為重要。文章從三坐標(biāo)測(cè)量過(guò)程中多個(gè)可能的影響因素出發(fā)，逐個(gè)進(jìn)行對(duì)比分析，尋找影響測(cè)量結(jié)果的主要因素，為以后的測(cè)量中排除這些影響因素，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，提供依據(jù)，從而真實(shí)地反映出零件的實(shí)際加工狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：殼體零件;位置度;三坐標(biāo)測(cè)量;準(zhǔn)確性

中圖分類號(hào)：U464.13 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）19-141-03

Research on the Factors Influencing the Position Degree of Shell Parts in

Three-coordinate Measurement

He Yanxia

（ Xi'an Fast Automobile Transmission Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710100 ）

Abstract： The measurement of the position degree of shell parts is mainly carried out by using three coordinates， and the three-coordinate detection process is complicated， and there are many factors affecting the accurate measurement of the position degree. How to accurately measure the position degree of shell parts requires analysis and discussion from various reasons， so it is particularly important to study the factors affecting the accuracy of the position degree of three-coordinate measurement. Starting from several possible influencing factors in the process of three-coordinate measurement， compara -tive analysis is carried out one by one to find out the main factors influencing the measurement results， so as to eliminate these influencing factors in future measurement， improve the accuracy of measurement and provide basis， thus truly reflec -ting the actual processing state of parts.

Keywords： Shell parts; Position degree; Coordinate measurement; Accuracy

CLC NO.： U464.13 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-141-03

1 引言

某公司的殼體類零件大部分采用鋁合金材料，鋁合金材料的特點(diǎn)是容易變形，熱膨脹系數(shù)大，受溫度的影響很大，殼體類零件形位公差的測(cè)量，主要用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量，殼體類零件的檢測(cè)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）加工工序多，孔系多，測(cè)量基準(zhǔn)多，測(cè)量要素很多，影響因素多。

（2）由于殼體零件孔系位置度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不統(tǒng)一，這就增加了測(cè)量難度，因此使用三坐標(biāo)測(cè)量時(shí)建立合理的坐標(biāo)系和選用合適的測(cè)量方法尤為關(guān)鍵。

（3）殼體類零件體積都比較大，并且形狀不規(guī)則，如果放置的不平穩(wěn)也會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

（4）測(cè)量中零件清潔不干凈，零件的溫度不達(dá)標(biāo)，都會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

將影響殼體類零件測(cè)量結(jié)果的因素作為重點(diǎn)研究對(duì)象，并在以后的測(cè)量中排除或者降低這些因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，最大限度地提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 影響三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果的因素

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)屬于高精設(shè)備。從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)方面展開(kāi)進(jìn)行分析，下圖為魚(yú)骨圖。

人員：選擇技能水平達(dá)標(biāo)的測(cè)量人員;

測(cè)量設(shè)備：選用高精度蔡司PRISMO三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，（測(cè)量前校準(zhǔn)測(cè)頭）;

環(huán)：計(jì)量室，溫濕度達(dá)標(biāo);

工件;鋁合金殼體類零件。

2.1 零件清潔度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

殼體車間零件加工完，先送清洗機(jī)進(jìn)行清洗，但是清洗機(jī)有時(shí)清洗不干凈，工件表面會(huì)有清洗劑的殘漬或比較小的鋁屑，都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。我們對(duì)送檢的變速器殼體隨機(jī)檢測(cè)兩件，報(bào)告顯示個(gè)別孔系位置度存在超差，公差為0-0.05，實(shí)際測(cè)量為0.08，檢測(cè)人員用酒精清潔后檢測(cè)零件合格，測(cè)量結(jié)果為0.03.可見(jiàn)零件清潔度對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響很大。

2.2 零件沒(méi)有恒溫

因?yàn)殇X件的熱膨脹系數(shù)比較大，受溫度的影響很大，我們對(duì)變速器殼體的大孔的直徑和位置度在不同溫度下進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)不同溫度下，測(cè)量結(jié)果有明顯差別，通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)鋁件的測(cè)量結(jié)果影響很大，所以每次測(cè)量鋁件前一定要在計(jì)量室恒溫夠2小時(shí)后進(jìn)行測(cè)量，并最好在測(cè)量時(shí)加上溫度補(bǔ)償。

2.3 建立合理的坐標(biāo)系

在三坐標(biāo)測(cè)量中，建立工件坐標(biāo)系通常遵守右手螺旋定則，并通過(guò)3—2—1法，確立坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系要按以下三個(gè)步驟進(jìn)行：零件找正，旋轉(zhuǎn)軸和設(shè)置原點(diǎn)來(lái)確立最終工件的坐標(biāo)系。

（1）測(cè)量平面，找正零件，即確定第一軸線;（2）確定工件的旋轉(zhuǎn)軸即確定第二軸向方向;（3）設(shè)置工件的坐標(biāo)原點(diǎn)。設(shè)置了零件的正確軸向和原點(diǎn)后一個(gè)零件坐標(biāo)系就建立好了。測(cè)量基準(zhǔn)必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求，但是圖紙有時(shí)給的基準(zhǔn)不全，那么就需要正確的建立坐標(biāo)系，否則因?yàn)榻⒌淖鴺?biāo)系不合理，測(cè)量結(jié)果會(huì)有很大差異，直接影響工件的調(diào)試，這里以離殼體為例，測(cè)C面的孔Z的位置度，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為C/A，C為面，A為中心孔，缺少一個(gè)基準(zhǔn)，可以選擇第二基準(zhǔn)Q（平面），原則上建立基準(zhǔn)C/A/Q和C/Q/A，都是合理的，但是用C/A/Q，發(fā)現(xiàn)Z孔老是不合格，用C/Q/A，Z孔合格，通過(guò)分析，雖然A為第二基準(zhǔn)，但是A為中心孔，且孔很短，不能作為第二基準(zhǔn)，而Q面是個(gè)很大的基準(zhǔn)面，應(yīng)該選擇Q面作為第二基準(zhǔn)，所以建立一個(gè)錯(cuò)誤的坐標(biāo)系將直接導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不合格，對(duì)于基準(zhǔn)不全的坐標(biāo)系都要和工藝部門商討建立一個(gè)合理的坐標(biāo)系進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此建立一個(gè)正確的坐標(biāo)系是非常關(guān)鍵和重要的。

2.4 測(cè)量中沒(méi)有選擇掃描

一般測(cè)量中的孔都是采用4點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于比較大的孔采用4點(diǎn)法測(cè)量，測(cè)量結(jié)果沒(méi)有掃描的準(zhǔn)確，并且掃描的圓盡量選擇大于360度，（選380度）因?yàn)閽呙璧钠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)在同一點(diǎn)，否則在掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)處會(huì)存在粗大誤差，影響測(cè)量結(jié)果，并且測(cè)量中要進(jìn)行濾波，去除粗大誤差，掃描的速率不能超過(guò)30，超過(guò)30，會(huì)影響孔的圓度的測(cè)量結(jié)果，速率盡量在15以下。

2.5 測(cè)量中螺紋孔沒(méi)有采用7點(diǎn)螺旋測(cè)量法

目前對(duì)于螺紋孔的測(cè)量是在同一截面測(cè)量4點(diǎn)，但是因?yàn)橛新菥嗟拇嬖?，點(diǎn)的測(cè)量位置不一樣，有些點(diǎn)測(cè)量在螺紋的大徑上，有些點(diǎn)測(cè)量在螺紋的中徑上，這樣會(huì)影響螺紋孔中心點(diǎn)的位置，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果，現(xiàn)在采用螺旋7點(diǎn)測(cè)量法，并輸入螺距，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。

3 總結(jié)

通過(guò)對(duì)影響殼體工件三坐標(biāo)檢測(cè)精度的因素進(jìn)行研究和對(duì)比。發(fā)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果有明顯影響的因素，便于在測(cè)量中重視并盡量排除這些因素，對(duì)于提高產(chǎn)品的測(cè)量準(zhǔn)確性有極其重要的意義。

對(duì)鋁殼體零件的測(cè)量提出以下幾方面建議：

（1）工件送測(cè)之前一定要清洗干凈，并且測(cè)量前用酒精把基準(zhǔn)孔和關(guān)鍵要素再擦拭下，最大限度地降低因清潔問(wèn)題對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響;

（2）對(duì)鋁件測(cè)量前一定要在20度溫度下恒溫兩個(gè)小時(shí)以上，并最好在測(cè)量時(shí)加上溫度補(bǔ)償。

（3）對(duì)于孔徑大的孔采用掃描測(cè)量，并進(jìn)行濾波，螺紋孔采用7點(diǎn)螺旋測(cè)量法，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性;

（4）結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙和工件的實(shí)際加工要求來(lái)建立更加

合理的測(cè)量坐標(biāo)系和評(píng)價(jià)以提高工件的測(cè)量準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1] ?？怂箍禍y(cè)量技術(shù)有限公司.實(shí)用坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2008.

[2] 吳清.公差配合與檢測(cè)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[3] 張國(guó)雄.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)[M].天津：天津大學(xué)出版社，1999.

[4] 寇植達(dá).關(guān)于殼體孔系位置度測(cè)量影響因素的研究[J].汽車零部件， 2016 （8）： 68-71.

[5] 韓莉芬.基于三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的零件批量檢測(cè)[J].科技風(fēng)，2012（2）： 118-118.