基于不同基准圆周均布孔组位置度的三坐标测量法

　　0　引言

　　被测实际要素对具有确定方向和位置的理想要素的变动量就是位置误差,理想要素的方向和位置由基准确定。基准的体现方法有直接法、模拟法、目标法和分析法4种。直接法对基准表面形状精度要求很高;模拟法则需要精密平板、芯轴、定位套筒等实物体现基准;目标法用于粗糙或大型零件表面建立基准;分析法在基准表面测量数据点,使用计算法确定基准。由此可见基准是确定被测要素方位的依据,基准的选择和基准体现方法不同,被测要素位置误差的测量和评定方法亦不同,对测量准确度的影响也很大。本文以圆周均布孔组位置误差测量为例,介绍测量设备的选择,分析在单一基准与多基准条件下圆周均布孔组位置误差测量与评定方法的异同。

　　1　选择坐标测量法的依据及其优点

　　1.1　依据图样上位置公差与尺寸公差的关系原则

　　当零件上被测要素的位置公差和尺寸公差关系原则采用相关原则时,适合用位置量规检验零件上圆周均布孔组位置误差,位置量规检验效率高、使用方便、成本低,因此在批量生产时使用。但是,当零件上被测要素的位置公差和尺寸公差关系原则采用独立原则时,位置量规不适合用来测量零件上圆周均布孔组位置误差,适合用数控测量机或分度测量设备。影像测量设备测量误差大,找正困难,尤其在圆周均布孔较深时,影像难以调整清楚,不宜采用。分度测量设备在多基准条件下测量圆周均布孔组位置误差,实际操作比较烦琐,在均布孔数量较多时,测量效率极低。因此,在拥有高精度数控测量机的单位,最好使用坐标测量法。

　　1.2　依据基准体现的方法注重测量效率

　　如果采用直接法体现基准,基准实际表面的形状误差将会带入到测量结果中去。所以直接法体现基准要求基准表面精度高,或使用在测量精度要求较低的场合。模拟法要求对零件基准面与模拟基准面的接触进行调整,对测量人员的技术和经验要求很高,否则,零件基准面的形状误差将会带入到测量结果中去。目标法用于粗糙或大型零件表面建立基准。坐标测量法在单一基准与多基准条件下测量具有圆周均布孔组的零件时,体现基准的方法是分析法,算法准确度高,由于坐标测量法测量零件具有柔性定位功能,在多基准条件下测量圆周均布孔组位置误差,实现起来比较容易,而且,在圆周均布孔组孔数较多时,使用坐标测量法,测量效率很高。

　　2　测量方法与位置误差的评定

　　2.1　测量方法

　　用坐标测量法测量具有圆周均布孔组的零件,定位时应尽量保证圆周均布孔组所在平面垂直于测量机机器坐标系的某一轴,以方便测量。图1所示零件在定位时,使其基准面A朝上且尽量垂直于Z轴,必要时可用带表高度尺调整基准面A与工作台大致平行。调整的主要目的是在测量深孔时,防止测尖与孔壁发生干涉,不是为了建立零件坐标系,因为测量机具有柔性定位功能。虽然测量深孔可以用星形测尖,但为了保证测量准确度应尽量选择单测尖,单测尖无法测量深孔时,可选择星形测尖。