第7章模具零件常用的測(cè)量工具(共20頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第7章模具零件常用的測(cè)量工具7.1模具零件加工的技術(shù)要求和測(cè)量技術(shù)對(duì)于沖壓模、塑料模、鍛模、以及金屬壓鑄模，他們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上存在較大的差異，而且各類模具的使用功能和裝配狀態(tài)也不一樣，精度要求自然也不同。所以各類模具的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有針對(duì)性地制定了相應(yīng)的模具零件的技術(shù)要求、模具的裝配要求。有關(guān)技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)相應(yīng)的模具標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)模具的檢驗(yàn)可劃分為對(duì)成形零件的檢驗(yàn)和模架的檢驗(yàn)，也可以按工作型面尺寸檢測(cè)、非型面尺寸檢測(cè)來(lái)劃分。在有的企業(yè)中，把模具零件的精度分類進(jìn)行質(zhì)量管理，如一類、二類、三類尺寸來(lái)劃分。它的劃分依據(jù)是對(duì)這些零件尺寸對(duì)模具成形產(chǎn)品的質(zhì)量影響大小而定。模具制造中的測(cè)量技

2、術(shù)除采用一般幾何量測(cè)量工具和測(cè)量?jī)x測(cè)量各種長(zhǎng)度、高度、深度、形狀位置誤差、表面粗糙度、角度、螺紋等誤差外，還包括使用計(jì)算機(jī)掃描等先進(jìn)測(cè)量技術(shù)檢測(cè)復(fù)雜曲面形狀。在測(cè)量方法上除對(duì)模具零件直接測(cè)量外，還廣泛采用間接測(cè)量方法。測(cè)量和檢測(cè)在計(jì)量上是有嚴(yán)格區(qū)別的，在模具檢驗(yàn)的過(guò)程中，由于無(wú)法直接測(cè)出實(shí)物的數(shù)據(jù)往往會(huì)借助測(cè)量手段實(shí)現(xiàn)。一般可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為：檢測(cè)是在已知理論數(shù)據(jù)的情況下與實(shí)物的測(cè)量數(shù)據(jù)比較，可以判斷數(shù)據(jù)超差與否、工件是否合格；而測(cè)量是事先對(duì)測(cè)量物體的尺寸、形位公差等并不知道的情況下，進(jìn)行實(shí)測(cè)，得到數(shù)據(jù)，而這個(gè)過(guò)程本身并不判斷工件的合格與否。7.1.1模具檢驗(yàn)常用的樣板1.樣板的分類1）按照用途

3、有下料樣板、加工樣板、裝配劃線樣板和裝配角度樣板等。在模具制造中，用的最多的是加工樣板。2）按照空間形狀 有平面樣板、立體樣板(樣箱)。中小型沖壓模、塑料模、壓鑄模一般都使用平面樣板，但在汽車覆蓋件沖壓模具領(lǐng)域會(huì)用到立體樣板，也稱作樣箱。3）按制作樣板的材料 有木材、扁鐵、薄鐵皮、油氈和紙板等。一般模具制造中使用的樣板都是薄鐵板。對(duì)這種鋼板要求：淬火變形小，耐磨。而在汽車覆蓋件模具會(huì)用到樹(shù)脂、木材等作為樣板，木質(zhì)樣板是按照展開(kāi)的構(gòu)件實(shí)際形狀用木板條(或夾板)釘制而成。常用的加工樣板大都是根據(jù)模具零件的一些特殊的截面，由鉗工或線切割等工藝方法將薄鋼板做成相應(yīng)截面形狀，再經(jīng)淬火和研磨而成。 輪廓樣

4、板，按零件內(nèi)部輪廓尺寸制造，允許負(fù)的偏差。斷面輪廓特殊部位形狀樣板，一般按最大極限尺寸制造，作為特殊形狀的驗(yàn)規(guī)。2.樣板的應(yīng)用1）用塞尺或透光目測(cè)法檢查樣板與型腔表面的間隙，如檢驗(yàn)精度要求不高（公差值±0.05mm）的鍛模模膛形狀。2）對(duì)于大、中型彎曲模的凸、凹模工作表面的曲線和拆線，幾何形狀和尺寸精度要求較高時(shí)，需要用樣板及樣件控制。3）加工一些回轉(zhuǎn)體的模具零件（如車削），其形狀和尺寸可由樣板檢驗(yàn)，用樣板的基面靠零件基面來(lái)檢查成形表面正確與否。相當(dāng)于樣板作為一條母線，判斷回轉(zhuǎn)體是否合格。4）輪廓樣板常常用于常規(guī)機(jī)械加工前，在復(fù)雜型面（壓鑄模、塑料模）上的劃線，也可以用于鉗工裝配修調(diào)

5、模具鑲塊的檢驗(yàn)。7.1.2模具檢驗(yàn)常用的樣形1.樣型和樣架用于大型曲面零件制造的大型覆蓋件冷沖壓模具的工作部分，大多由三維曲面構(gòu)成，表面粗糙度及精度（特別是汽車外覆蓋件的形狀精度）等級(jí)要求均較高，加工時(shí)需采用樣型和樣架等專用檢驗(yàn)工具配合加工。樣型實(shí)際上是一種檢驗(yàn)的模型。1）主模型 主模型是一些復(fù)雜三維曲面沖壓件設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)的原始依據(jù)。他可用于檢驗(yàn)像生產(chǎn)汽車覆蓋件的模具、夾具、以及檢驗(yàn)斷面形狀的樣板、立體樣箱，或直接檢驗(yàn)沖壓樣件等。主模型的結(jié)構(gòu)為優(yōu)質(zhì)木材或塑料制作制作成的覆蓋件內(nèi)表面形狀，并以一定的基準(zhǔn)面裝配在特制的主架上，構(gòu)成主模型。在主模型上劃有x、y、z三方向的坐標(biāo)線，表示覆蓋件在制品

6、上的位置（如是汽車覆蓋件則表示其在汽車坐標(biāo)系中的位置），塑料主模型與木質(zhì)主模型相比，在長(zhǎng)期的保存和使用期間變形小、保管簡(jiǎn)單，但制造過(guò)程較復(fù)雜。一種大型覆蓋件零件，需要數(shù)套沖模沖壓而成。如汽車覆蓋件，完成一個(gè)制件的加工平均不同性質(zhì)的模具要四套（拉深、修邊、翻邊、沖孔），而這些模具的形狀要符合同一主模型，所以，主模型用以進(jìn)行翻制工藝模型、樣板及最后檢驗(yàn)，主模型與樣板的派生關(guān)系如圖7.1.1所示。數(shù)據(jù)采集 產(chǎn)品逆向 0mm、1mm、3mm面工藝處理制成檢具 主模型 數(shù)字元化模型 翻邊展開(kāi)、工藝補(bǔ)充 加工工藝主模型 投影樣板 樣箱 （游離模型） 樣架圖7.1.1 典型汽車覆蓋件主模型與樣板的關(guān)系2）工

7、藝主模型 在覆蓋件的主模型上補(bǔ)充了翻邊展開(kāi)線（修邊線）以外的形狀（工藝補(bǔ)充部分），同時(shí)按沖模設(shè)計(jì)的沖壓方向改裝基準(zhǔn)面，即為工藝主模型。工藝主模型的工藝補(bǔ)充部分上劃有沖模中心線。工藝主模型是覆蓋件沖模制造中所用的各種模型和樣板的母模，同時(shí)還可作凸模和壓邊圈仿形加工的靠模。3）樣架 樣架即研修模型，是檢驗(yàn)凸模立體形面與工藝主模型的一致性的量具，還可作凹模的仿銑靠模。其結(jié)構(gòu)與工藝主模型（凸模）形狀相反，尺度相等而成凹型。材料采用變形小、強(qiáng)度高、易復(fù)制型面的塑料（玻璃鋼）或低熔點(diǎn)合金。4）投影樣板和斷面樣板 投影樣板是根據(jù)所測(cè)零件有關(guān)輪廓投影到平面上的形狀和尺寸制造的。用于凸模（型芯）外輪廓和凹模（型

8、腔）內(nèi)輪廓加工時(shí)的劃線、檢驗(yàn)及修磨。 5）立體樣板 立體樣板主要用于覆蓋件控制修邊模的曲面形狀和尺寸。 2.檢具 它一般是塑料材質(zhì)，在汽車、拖拉機(jī)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。利用主模型（或數(shù)字元化的游離模型）加工出來(lái)的。用于檢測(cè)制件的制造公差、裝配狀態(tài)等工藝內(nèi)容。分為：?jiǎn)渭z具、分總成檢具、總成檢具，前者檢測(cè)單個(gè)制件的加工狀態(tài)，后二者檢測(cè)各個(gè)制件之間的裝配狀態(tài)。7.2模具檢驗(yàn)的專用量具和常規(guī)量具一般來(lái)講，模具屬于單件生產(chǎn)，但它涉及的零部件繁多，裝配復(fù)雜，從生產(chǎn)實(shí)際和測(cè)量成本來(lái)講，盡量采用常規(guī)測(cè)量工具。 7.2.1尺寸精度的常規(guī)測(cè)量工具1.游標(biāo)量具 這是最為常用的長(zhǎng)度測(cè)量工具，他綜合了卡鉗和鋼尺的功能。測(cè)量

9、時(shí)，量值的整數(shù)部分從本尺上讀出，小數(shù)部分從游標(biāo)尺上讀出。是利用光標(biāo)原理（主尺上的刻線間距和游標(biāo)尺上的線距之差）來(lái)讀出小數(shù)部分。游標(biāo)量具分為游標(biāo)卡尺（圖7.1.1）、游標(biāo)深度尺和游標(biāo)高度尺。 圖7.2.1游標(biāo)卡尺 2千分尺 千分尺分為機(jī)械式千分尺和電子千分尺兩類。  機(jī)械式千分尺是利用精密螺紋副原理測(cè)長(zhǎng)的掌上型通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。精密螺桿在螺母中每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈即沿軸線移動(dòng)一個(gè)螺距。因此可用螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來(lái)表示移動(dòng)的距離。測(cè)量時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的整圈數(shù)從固定套管上的刻度讀出小數(shù)部分從微分筒圓周上的50個(gè)等分刻度讀出。精密螺桿的螺距常采用0.5毫米，轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒上的一個(gè)刻度，相當(dāng)于精密螺桿移動(dòng)0.01毫米，

10、這就是千分尺的分度值。采用高精度螺桿并利用游標(biāo)或其它細(xì)分讀數(shù)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以制成分度值為 0.001毫米的千分尺。數(shù)顯千分尺也稱作電子千分尺，它的原理和機(jī)械式千分尺一樣，只是在測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用了光柵測(cè)長(zhǎng)技術(shù)和集成電路等，測(cè)量結(jié)果用數(shù)字顯示出來(lái)。千分尺的品種很多，如圖7.2.2。改變千分尺測(cè)量面形狀和尺架等就可以制成不同用途的千分尺例如有用于測(cè)量?jī)?nèi)徑螺紋中徑齒輪公法線或深度等的千分尺。圖7.2.3所示為外徑千分尺結(jié)構(gòu)。以上兩種測(cè)量方法都是直接測(cè)量。 圖7.2.2 各種千分尺 圖7.2.3 千分尺的結(jié)構(gòu)圖3.測(cè)微儀（比較儀）測(cè)微儀是利用相對(duì)法進(jìn)行測(cè)量，圖7.2.4所示為機(jī)械式比較儀。測(cè)量時(shí)，先用量塊研合

11、組成與被測(cè)基本尺寸相等的量塊組，再用此量塊組使測(cè)微儀指針對(duì)零，然后換上被測(cè)工件，測(cè)微儀指針指示的即為被測(cè)尺寸的偏差值。比較儀量程小、測(cè)量精度高，適用于精密測(cè)量。主要用于高精度的圓柱形、球形等零件的測(cè)量。 圖7.2.4 比較儀的外形圖 圖7.2.5 各種極限量規(guī)按測(cè)微儀所采用的放大原理的不同，分為機(jī)械式比較儀、光學(xué)比較儀和電學(xué)比較儀3種。 4.量規(guī) 量規(guī)是一種沒(méi)有刻度的專用檢驗(yàn)工具，它的制造精度很高，量規(guī)的測(cè)量值是確定的，不可調(diào)。也就是說(shuō)，某一量規(guī)只能測(cè)零件某一尺寸特征，用量規(guī)檢驗(yàn)零件時(shí)，可判斷零件是否在規(guī)定的檢驗(yàn)極限范圍內(nèi)，而不能得出零件的尺寸、形狀和位置誤差的具體數(shù)值。但它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方

12、便、可靠、檢驗(yàn)效率高。測(cè)量孔徑、軸徑的量規(guī)稱為光滑極限量規(guī)；檢驗(yàn)孔徑的量規(guī)為塞規(guī)；檢驗(yàn)軸徑的量規(guī)為卡規(guī)或環(huán)規(guī)，如圖7.2.5所示。測(cè)量高度、深度及長(zhǎng)度尺寸的量規(guī)分別稱為高度量規(guī)、深度量規(guī)及長(zhǎng)度量規(guī)，統(tǒng)稱為直線尺寸量規(guī)。 量規(guī)的一端按被檢驗(yàn)零件的最小實(shí)體尺寸制造稱為止規(guī)，標(biāo)記為Z0；量規(guī)的另一端按被檢驗(yàn)零件的最大尺寸制造稱為通規(guī)，標(biāo)記為T0 。 直線尺寸量規(guī)只控制被檢工件的極限尺寸，通常用于檢驗(yàn)精度較低的一般尺寸或粗加工尺寸。測(cè)量時(shí)采用目測(cè)比較、接觸感覺(jué)及縫隙透光等方法判斷被測(cè)零件尺寸是否合格。帶表式直線尺寸量規(guī)用讀數(shù)裝置（如百分表等）指針擺動(dòng)的擺動(dòng)范圍確定被測(cè)零件尺寸是否合格。5.塞

13、尺 由一組具有不同厚度級(jí)差的不銹鋼制造的薄鋼片組成的量規(guī)。塞尺用于測(cè)量間隙尺寸。在檢驗(yàn)被測(cè)尺寸是否合格時(shí)，可以用通止法判斷，也可由檢驗(yàn)者根據(jù)塞尺與被測(cè)表面配合的松緊程度來(lái)判斷。塞尺一般最薄的為0.02毫米；最厚的為3毫米。圖7.2.6為塞尺的示意圖。 圖7.2.6 塞尺 圖7.2.7 成套量塊6.量塊 對(duì)于一些精密模具在制造過(guò)程中測(cè)量，測(cè)量設(shè)備往往不能到達(dá)標(biāo)稱的精度要求時(shí)，需要專用檢定測(cè)量設(shè)備，量塊就是經(jīng)常用到的檢定設(shè)備。它的兩平行平面間具有準(zhǔn)確尺寸、橫截面為矩形或方形，也稱塊規(guī)。兩平行平面稱為測(cè)量面。測(cè)量面表面粗糙度很低，Ra0.016微米，因此具有良好的研合性。一量塊與另一量塊的

14、測(cè)量面相互推合后，彼此間能緊密粘合。利用這種特性可把不同尺寸的量塊組合在一起使用、例如91塊的成套量塊能組成2100毫米間單位為微米的任何尺寸。量塊用軸承鋼制造，最薄的一般為0.5毫米，最厚的為1000毫米。          塊是長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)儀器，用于檢定低一等的量塊、千分尺、卡尺、比較儀和一些光學(xué)測(cè)量?jī)x等，也常和比較儀一起利用相對(duì)法測(cè)量工件尺寸。量塊和量塊附件在一起可以組成不同尺寸用以檢驗(yàn)一些內(nèi)、外尺寸，例如孔徑、孔距等，配以劃線爪還可進(jìn)行鉗工劃線等工作。 7.2.2形位誤差的測(cè)量工具測(cè)量形位誤差的常用

15、儀器有水平儀、平板、測(cè)量指示表及萬(wàn)能表架等，也可用工具顯微鏡、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、投影儀等測(cè)量?jī)x器。1.水平儀 水平儀利用重力現(xiàn)象測(cè)量微小角度。除了用于測(cè)量機(jī)床或其它設(shè)備導(dǎo)軌的直線度和工件平面的平面度外也常用在安裝機(jī)床或其它設(shè)備時(shí)檢驗(yàn)其水平和垂直位置的正確與否。水平儀主要分為水平泡式水平儀和電子水平儀兩類。        水平泡式水平儀又分為鉗工水平儀框式水平儀合像水平儀等，如圖7.2.8。水平泡是一個(gè)內(nèi)壁磨成一定曲率半徑的玻璃管。管內(nèi)裝有粘滯系數(shù)較小的酒精、乙醚等液體，但留有一個(gè)氣泡。它隨玻璃管傾斜而移動(dòng)，從玻璃管上的刻度可以讀

16、出傾斜的角度。鉗工水平儀的底面是測(cè)量面，它僅能測(cè)量被測(cè)面相對(duì)于水平面的角度偏差?？蚴剿絻x有兩個(gè)相互垂直的測(cè)量面，因此可以在水平和垂直兩個(gè)位置上測(cè)量。合像水平儀是利用光學(xué)雙像重合的方法來(lái)提高讀數(shù)精度。 圖7.2.8 水平泡式水平儀 圖7.2.9 電感式電子水平儀工作原理        電子水平儀如圖7.2.9所示9 ，當(dāng)測(cè)量面處于水平位置時(shí)磁芯處于繞阻的中間位置使電橋保持平衡。當(dāng)測(cè)量面與水平面傾斜 角時(shí)，懸有磁芯的細(xì)絲由于重力作用仍保持與水平面垂直，磁芯不處于繞阻的中間位置，電橋失去平衡而輸出電感量，由指示電表指示

17、出傾斜角 的數(shù)值。并以數(shù)字顯示或打印出誤差值。2.指示表常用的指示表有鐘表式百分表（分度值0.01mm）、鐘表式千分表（分度值0.001 0.005mm）杠桿百分表（分度值0.01mm）和杠桿千分表（分度值0.002mm）等類型。 指示表是利用精密齒條齒輪機(jī)構(gòu)制成的表式通用工具。它常用于零件形狀和位置誤差以及小位移的長(zhǎng)度測(cè)量。改變測(cè)頭形狀并配以相應(yīng)的支架可制成百分表的變形品種,例如厚度百分表深度百分表和內(nèi)徑百分表等。使用打表測(cè)量，通常以平板表面模擬基準(zhǔn)。在進(jìn)行垂直度及斜度測(cè)量時(shí)，還常通過(guò)方箱或?qū)е鶎⒒鶞?zhǔn)面進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使被測(cè)面（線）轉(zhuǎn)至與測(cè)量基準(zhǔn)平行，用測(cè)平行度方法測(cè)量。測(cè)量時(shí)，應(yīng)在整個(gè)測(cè)量面上打

18、表，取打表讀數(shù)的最大表動(dòng)量為定向誤差值。 7.2.3角度和錐度的測(cè)量用具在角度和錐度的測(cè)量中，屬于直接測(cè)量的測(cè)量工具有角度樣板、錐度量規(guī)、萬(wàn)能量角器、測(cè)角儀、光學(xué)分度頭、投影儀等。用于間接測(cè)量的測(cè)量工具有正弦尺、鋼球、圓柱、平板以及千分尺、指示表和萬(wàn)能工具顯微鏡等。萬(wàn)能工具顯微鏡，可用于測(cè)量精度要求較高的角度和錐度。1.角度樣板和錐度量塊1）角度樣板 角度樣板常用于檢驗(yàn)螺紋車刀、成型刀具及零件上斜面或倒角等，如圖7.2.10。角度樣板是用于檢驗(yàn)外錐體，是根據(jù)被測(cè)角度的兩個(gè)極限尺寸制成的，因此有通端和止端之分。檢驗(yàn)工件角度時(shí)，若工件在通端樣板中，光隙從角頂?shù)浇堑字饾u增大；在止端樣板中，光隙從角頂

19、到角底逐漸減小，則表明角度在規(guī)定的兩極限尺寸之間，被測(cè)角度合格。 圖7.2.10角度樣板示意圖 圖7.2.11 角度量塊2）錐度量塊 能在兩個(gè)具有研合性的平面間形成準(zhǔn)確角度的量規(guī)。利用角度量塊附件把不同角度的量塊組成需要的角度，常用于檢定角度樣板和萬(wàn)能角度尺等，也可用于直接測(cè)量精密模具零件的角度。圖7.2.11為 兩種角度量塊。 2.正弦尺 正弦尺是錐度測(cè)量常用量具，如圖7.2.11。利用正弦定義測(cè)量角度和錐度等的量規(guī)，也稱正弦尺。它主要由一鋼制長(zhǎng)方體和固定在其兩端的兩個(gè)相同直徑的鋼圓柱體組成。兩圓柱的軸心線距離L一般為100或 200。按sinH /L計(jì)算被測(cè)角度的公稱角度，式中H 為量塊組

20、尺寸。根據(jù)測(cè)微儀在兩端的示值之差可求得被測(cè)角度的誤差。正弦規(guī)常用于測(cè)量小于45°的角度。 圖7.2.11 利用正弦尺測(cè)量圓錐量規(guī) 7.2.4表面粗糙度測(cè)量工具為了提高模具加工的成形質(zhì)量和成形極限，需要對(duì)模具零件工作表面加工后的表面質(zhì)量嚴(yán)格控制，特別是產(chǎn)品成型面要求可達(dá)Ra（0.20.8）m,而對(duì)于非成形面，如壓邊面、流道、安裝面等也較高的表面粗糙度要求。表面粗糙度的測(cè)量常用以下一些工具。1.表面粗糙度樣塊 表面粗糙度樣塊是用比較法檢查零件表面粗糙度的一種測(cè)量工具，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。機(jī)械加工后，車、銑、刨、鏜工件的表面粗糙度可達(dá)Ra（0.86.3）m；經(jīng)磨削后的表面粗糙度為Ra（

21、0.10.8）m；研磨后工件的表面粗糙度可達(dá)Ra（0.0120.1）m。表面粗糙度樣塊一般用于粗糙度較大的工件表面的近似評(píng)定。用表面粗糙度樣塊確定零件表面粗糙度，是將被測(cè)零件表面與表面粗糙度樣塊進(jìn)行比較，從而做出判斷。應(yīng)用時(shí)需注意：1）表面粗糙度樣塊的加工紋理方向及材料應(yīng)可能與被測(cè)零件相同，否則易發(fā)生錯(cuò)誤的判斷。 2）比較法多為目測(cè)，常用于評(píng)定低和中等粗糙度值，也可借助于放大鏡Ra（0.41.6）m級(jí)用）、顯微鏡或?qū)Ｓ玫拇植诙缺容^顯微鏡進(jìn)行比較（Ra0 .4m以下）。用表面粗糙度樣板比較法測(cè)量簡(jiǎn)便易行，是實(shí)際生產(chǎn)中的主要測(cè)量手段。缺點(diǎn)是精度較差，只能作定性分析比較，評(píng)定可靠性受檢驗(yàn)人

22、員經(jīng)驗(yàn)影響。2. 雙管顯微鏡（光切顯微鏡）（圖7.2.12）雙管顯微鏡是根據(jù)光切法原理測(cè)量表面粗糙度的儀器，一般按Rz（也可按Rmax）評(píng)定Rz（501.6）m級(jí)的表面粗糙度。測(cè)量范圍決定于物鏡的倍率，對(duì)大型模具零件與內(nèi)表面的粗糙度，可采用印模法復(fù)制被測(cè)表面模型，再用雙管顯微鏡進(jìn)行測(cè)量。圖7.2.12光切顯微鏡1-底座；2-工作臺(tái)緊固螺絲；3、20-工作臺(tái)縱橫百分尺；4-工作臺(tái)；5-V形塊；6-觀察管；7-目鏡測(cè)微計(jì)；8-緊固螺釘；9-物鏡工作距離調(diào)節(jié)手輪；10-鏡管支架；11-支臂；12-立柱；13-支臂鎖緊手柄；14-支臂升、降螺母；15-照明管；16-物鏡焦距調(diào)節(jié)環(huán)；17-光線投射位置調(diào)

23、節(jié)螺釘；18、19-可換物鏡（1）原理 利用光切法測(cè)表面粗糙度的原理如圖7.2.13c)所示。光源1發(fā)出的光，通過(guò)狹縫形成一條扁平的帶狀光束，以45°左右的角度投射到被測(cè)表面上，調(diào)整儀器可使此投射光束自被測(cè)表面反射后進(jìn)入斜置45°的觀察光管，于是從目鏡中可看到一條凹凸不平的亮帶（A向視圖中未打點(diǎn)的部分）。此亮帶即工件表面上被照亮了的狹長(zhǎng)部分的放大輪廓。測(cè)量出此亮帶的高度H（圖c）即可求出被測(cè)表面上的實(shí)際不平度高度h。 1-雙標(biāo)線;2-刻度筒;3-可動(dòng)分劃板;4-固定分劃板a)目鏡千分尺 b 光切圖 c光路圖圖7.2.13 光切原理圖（2）使用方法步驟1）選取一對(duì)合適的物鏡分

24、別安裝在兩鏡管的下端（對(duì)雙管固定成一整體的儀器，則將物鏡板插裝在鏡管體殼的下方）。2）接通光源。 3）把被測(cè)件放在工作臺(tái)上，若被測(cè)件不位于物鏡的正下方，則調(diào)整工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)支臂11進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。4）調(diào)整手輪9，使顯微鏡徐緩下降，直至在被測(cè)表面上能看到扁平的綠色光帶為止。光帶方向要與表面的加工痕跡垂直。5）調(diào)整調(diào)節(jié)環(huán)16和調(diào)節(jié)螺釘17，使在目鏡視場(chǎng)中央出現(xiàn)最窄最清晰的亮帶。6）測(cè)量。轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測(cè)微器，使目鏡中十字線的水平線平行于光帶輪廓的中線（估計(jì)方向），然后轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測(cè)微器上的刻度套筒，使十字線的水平線分別在亮帶最清晰的一邊（另一邊欠清晰）的基本長(zhǎng)度l范圍內(nèi)，找5個(gè)最高峰點(diǎn)和5個(gè)最低谷點(diǎn)并與之相切。讀數(shù)

25、時(shí)要注意視場(chǎng)內(nèi)毫米刻度的變化情況。 7）計(jì)算 （7.2.1）式中N為物鏡放大倍率。3電動(dòng)輪廓儀 電動(dòng)輪廓儀（又稱表面粗糙度檢查儀或側(cè)面儀）是利用針描法來(lái)測(cè)量表面粗糙度。使用原理是將特殊的觸針的針尖沿被測(cè)表面以等速讀緩慢地滑行，工件表面的微觀不平度使針尖上下移動(dòng)，其移動(dòng)量通過(guò)傳感器等裝置，并將信號(hào)加以放大和計(jì)算處理或記錄下來(lái)。輪廓儀按其傳感器的工作原理分為電感式及壓電式。電感式輪廓儀測(cè)量精度高，帶有記錄裝置；壓電式輪廓儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、精度較低，一般做成直讀式而不帶記錄裝置。圖7.2.14電動(dòng)輪廓儀工作原理圖圖7.2.15是電感式輪廓儀實(shí)物圖，一般是由傳感器、驅(qū)動(dòng)器、指示表、記錄器、工作臺(tái)等主要

26、部件組成。 傳感器端部裝有金剛石觸針，觸針尖端曲率半徑很小。測(cè)量時(shí)，將觸針搭在工件上，與被測(cè)表面垂直接觸，驅(qū)動(dòng)箱以一定的速度拖動(dòng)傳感器。由于被測(cè)表面輪廓峰谷起伏，觸針在被測(cè)表面滑行時(shí)將產(chǎn)生移動(dòng)，這種機(jī)械的上下移動(dòng)引起傳感器內(nèi)電量的變化，經(jīng)電子裝置將這一微弱電量的變化放大，并記錄得到截面放大圖?；蛘甙研盘?hào)通過(guò)適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)進(jìn)行濾波和積分計(jì)算，由電表直接讀出Ra值。儀器還配有各種附件，以適應(yīng)平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測(cè)量。電動(dòng)輪廓儀測(cè)量迅速方便，測(cè)值精度高。 圖7.2.15電動(dòng)輪廓儀的實(shí)物 7.3工具顯微鏡萬(wàn)能工具顯微鏡是長(zhǎng)度計(jì)量部門最常見(jiàn)的光學(xué)儀器之一?？捎?/p>

27、于測(cè)量工件長(zhǎng)度、角度、分度及形狀和位置誤差。測(cè)量可按直角坐標(biāo)，也可按極坐標(biāo)進(jìn)行?？蓽y(cè)量柱形、塊形零件、螺紋、齒輪、錐體及曲線樣板，也可測(cè)量切削刀具等。是制造業(yè)中不可缺少的計(jì)量?jī)x器。  7.3.1萬(wàn)能工具顯微鏡的組成及原理1.萬(wàn)能工具顯微鏡的結(jié)構(gòu) a) 工具顯微鏡實(shí)物 b)局部放大圖圖7.3.1萬(wàn)能工具顯微鏡1-縱向微動(dòng)手輪；2、14-縱向滑臺(tái)；3-縱向讀數(shù)顯微鏡；4-光圈調(diào)節(jié)環(huán)；5-橫向讀數(shù)顯微鏡；6-立柱；7、18-主顯微鏡；8-立柱傾斜調(diào)節(jié)柄；9、16-橫向滑臺(tái)；10-頂尖座；11-工作臺(tái)；12-底座；13-橫向微動(dòng)手輪；15、17-刻度線圖7.3.1萬(wàn)能工具顯微鏡萬(wàn)能工具顯微鏡

28、有多種附件，利用這些附件可以擴(kuò)大其使用范圍。最常用的附件有:螺紋目鏡、雙象目鏡、靈敏杠桿、測(cè)量刀、光學(xué)分度臺(tái)、光學(xué)分度頭及調(diào)焦棒等。按工具顯微鏡的工作臺(tái)的大小和可移動(dòng)的距離、測(cè)量精度的高低以及測(cè)量范圍的寬窄，一般分為小型，大型和萬(wàn)能型及重型。它們的測(cè)量精度和測(cè)量范圍不同，但基本結(jié)構(gòu)、測(cè)量方法大致相同，圖7.3.1為萬(wàn)能工具顯微鏡實(shí)物。底座12上有互像垂直的縱、橫向?qū)к??？v向滑臺(tái)2、14；橫向滑臺(tái)9、16可彼此獨(dú)立地沿縱、橫向粗動(dòng)、微動(dòng)和鎖緊?？v向滑臺(tái)2上裝有縱向玻璃刻線尺和安放工件的玻璃工作臺(tái)10，玻璃刻線尺的移動(dòng)量，即被測(cè)工件移動(dòng)量，可由固定在底座上的縱向讀數(shù)顯微鏡3讀出。橫向滑臺(tái)9、16上

29、裝有橫向刻線尺和立柱6，立柱的懸臂上裝有瞄準(zhǔn)用的主顯微鏡7、18。主顯微鏡在橫向的移動(dòng)可通過(guò)橫向刻線尺15、17及固定在底座上另一橫向讀數(shù)顯微鏡4讀出。被測(cè)工件放在工作臺(tái)上或裝在兩頂針之間，由玻璃工作臺(tái)下面射出一平行光束照明。主顯微鏡可沿立柱升降以調(diào)整焦距，因而可由此顯微鏡看到被測(cè)工件的輪廓影像。根據(jù)測(cè)量螺紋或特殊工件的需要，可使工件傾斜一定的角度，使主顯微鏡的軸線與被測(cè)截面相垂直，便于精確觀測(cè)，其傾斜角度可以從刻度筒上讀出。 圖7.3.2 工具顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng) 7.3.3接觸瞄準(zhǔn)系統(tǒng)1-光源； 2-濾色片；3-可變光闌；4-反射鏡；5-聚光鏡； 1-光源；2-帶雙刻線分劃板；3-透鏡； 6-

30、工作臺(tái)玻璃板；7-物鏡組；8-正象棱鏡；9- 保護(hù)玻璃； 4-反轉(zhuǎn)鏡；5-放大物鏡； 10-刻度盤；11-米字線分劃板；12-目鏡組；13-測(cè)角讀數(shù)顯微鏡 6-主顯微鏡米字線分劃板主顯微鏡用于瞄準(zhǔn)工件，其上部可裝目鏡頭及投影器。目鏡頭的種類包括：測(cè)量角度、螺紋及坐標(biāo)的測(cè)角目鏡；測(cè)螺紋和測(cè)圓弧的輪廓目鏡；測(cè)孔間距或?qū)ΨQ圖形的間距的雙像目鏡頭等。投影器可將工件影像投影在影屏上，用相對(duì)法測(cè)量，或利用工作臺(tái)的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)及讀數(shù)顯微鏡測(cè)工件的尺寸。 萬(wàn)能工具顯微鏡的縱向?qū)к壷胁抗ぷ骰_(tái)可分為平工作臺(tái)或圓工作臺(tái)。平工作臺(tái)上有玻璃臺(tái)板和T形槽，可用螺釘和壓板夾緊工件；圓工作臺(tái)用于分度測(cè)量或極坐標(biāo)測(cè)量。（1）工

31、具顯微鏡的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)工具顯微鏡的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)用于測(cè)量時(shí)瞄準(zhǔn)工件。各種工具顯微鏡的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)常用的是顯微目鏡，萬(wàn)能工具顯微鏡還可采用光學(xué)接觸器。工具顯微鏡的目鏡由玻璃分劃板、中央目鏡、角度讀數(shù)目鏡、反射鏡和手輪組成。從中央目鏡可觀察到分劃板上的米字刻線和被測(cè)工件的輪廓影像；從角度讀數(shù)目鏡中，可觀察到分劃板上360°的度值刻線和固定游標(biāo)的分劃板060的分值刻線。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，可使米字線和度值刻線的分劃板轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)過(guò)的角度，可在角度目鏡中讀出，其光學(xué)系統(tǒng)如圖7.3.2。萬(wàn)能工具顯微鏡還配備有以接觸方式瞄準(zhǔn)工件的光學(xué)接觸器。光學(xué)接觸器可固定在主顯微鏡的3倍物鏡上，接觸器的觸頭與工件接觸，照明光源照亮固定

32、的、帶有雙刻線的分劃板，雙刻線影像經(jīng)觸頭上方的反射鏡、主顯微鏡的物鏡放大成像在米字線分劃板上，原理如圖7.3.3所示。當(dāng)測(cè)頭的位置改變時(shí)，從目鏡中可讀出雙刻線像的位移。光學(xué)接觸器用于測(cè)量孔徑、槽寬，以及端面長(zhǎng)度、直線度、平行度等。光學(xué)接觸器的測(cè)量范圍為5200mm，可測(cè)孔的最大深度（孔徑大于5mm時(shí)）約為15mm。（2）工具顯微鏡縱、橫向讀數(shù)裝置 在工具顯微鏡上，工作臺(tái)縱、橫向移動(dòng)距離的讀數(shù)裝置常用類似千分尺的測(cè)微螺旋機(jī)構(gòu)，分度值為0.01mm或0.005mm。萬(wàn)能工具顯微鏡則一般采用阿基米得螺旋顯微鏡，分度值為1m。目前，各種類型的工具顯微鏡的讀數(shù)裝置廣泛采用微電腦數(shù)顯儀。 圖7.3.4 阿

33、基米得螺旋線顯微鏡的讀數(shù) 圖7.3.5影像法的視場(chǎng)示意圖阿基米得螺旋顯微鏡的讀書(shū)方法：在顯微鏡讀數(shù)鏡頭中可看到三種刻度：一種是毫米玻璃刻線尺上的刻度，其間距代表1mm；一種是目鏡視野中間隔為0.1mm的刻度；一種是有十圈多一點(diǎn)的阿基米得螺旋刻度和螺旋線里面圓周上一擺格圓周刻度，每格圓周刻度代表阿基米得螺旋移動(dòng)0.001mm。讀數(shù)時(shí)，旋轉(zhuǎn)螺旋分劃板微調(diào)手柄，使毫米刻線位于阿基米得螺旋雙刻線之間，如圖7.3.4。 7.3.2萬(wàn)能工具顯微鏡的基本測(cè)量方法 1）影像測(cè)量法 用主顯微鏡的米字線對(duì)被測(cè)工件的影像進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位，并由縱橫向讀數(shù)裝置讀數(shù)，圖7.3.5為影像法的視場(chǎng)示意圖。2）軸切測(cè)量法 用主顯微

34、鏡的米字線對(duì)與被測(cè)工件在水平軸截面內(nèi)接觸的測(cè)量刀上的刻線進(jìn)行瞄準(zhǔn)，并由縱、橫向讀數(shù)裝置讀數(shù)。3）光學(xué)接觸法 用光學(xué)接觸器的球形觸頭與被測(cè)工件相接觸，而用主顯微鏡的米字刻線與觸頭位置有關(guān)的雙刻線套合，并由縱、橫向讀數(shù)裝置讀數(shù)。4）直角坐標(biāo)測(cè)量法 按縱、橫兩垂直方向測(cè)量被測(cè)工件的坐標(biāo)值。5）極坐標(biāo)測(cè)量法 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)合縱、橫向的讀數(shù)裝置讀出被測(cè)工件的極角和向量半徑。 7.3.3萬(wàn)能工具顯微鏡在模具零件檢驗(yàn)中的應(yīng)用1.樣板與模具輪廓的測(cè)量 測(cè)量樣板或?qū)δ＞咻喞獧z驗(yàn)一般采用直角坐標(biāo)測(cè)量法、極坐標(biāo)測(cè)量法或采用光學(xué)接觸法測(cè)量。測(cè)量時(shí)，被測(cè)零件平放在工作臺(tái)臺(tái)面上，工具顯微鏡的立柱不需要傾斜。測(cè)量模具輪廓時(shí)，萬(wàn)

35、能工具顯微鏡的目鏡焦距要調(diào)到模具刃口表面。不論樣板或模具的形狀多么復(fù)雜，其輪廓總是由圓弧與直線組成，測(cè)量時(shí)只要找出直線與圓弧的交點(diǎn)，其輪廓尺寸就不難檢測(cè)了。圖7.3.6a)為圓弧檢測(cè)方法。測(cè)量前，先調(diào)整測(cè)角目鏡，使米字線的水平線與圓弧頂點(diǎn)相切，記下橫向讀數(shù)。然后移動(dòng)縱、橫向滑臺(tái)，用目鏡米字線的60°或120°交角線與圓弧兩邊同時(shí)相切，并記下橫向讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差為h，便可由下式算出圓弧半徑。 （7.3.1）式中 為目鏡米字線交角，其值為60°或120°。K1計(jì)算系數(shù)。當(dāng)=60°時(shí)，K1=1；=120°時(shí)，K1=6.463。h測(cè)量讀數(shù)差

36、值。當(dāng)被測(cè)圓弧較大，視場(chǎng)中只能看到其中一部分時(shí)，可采用圖7.3.6b)所示方法。測(cè)量時(shí)，使目鏡米字線的水平線與圓弧頂點(diǎn)相切于D點(diǎn)，將橫向滑臺(tái)移動(dòng)一個(gè)距離H（取整數(shù)最好），使水平線與圓弧相割。轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)角目鏡變換一個(gè)角度/2，微動(dòng)縱向滑臺(tái)，使米字線的中垂線與圓弧相切于E點(diǎn)，記下縱向讀數(shù)。然后反向移動(dòng)縱向滑臺(tái)，反向旋轉(zhuǎn)測(cè)角目鏡變換角度，并使米字線中央垂線相切圓弧于F點(diǎn)，再記下縱向讀數(shù)，兩次縱向讀數(shù)差為AB。可由下式算出圓弧半徑。 R=K2AB-K1H （7.3.2）式中 K1、K2計(jì)算系數(shù)。K1取值同前，當(dāng)=60°時(shí)，K2=0.866；=120°時(shí)，K2=1.8971。圖7.3.6

37、圓弧的檢測(cè)方法圖7.25 外錐角的測(cè)量 2.錐角的測(cè)量 用萬(wàn)能工具顯微鏡測(cè)量錐角，一般可以利用儀器附件如分度臺(tái)、分度頭、測(cè)角目鏡等進(jìn)行直接測(cè)量，圖7.3.7所示錐角的測(cè)量為間接測(cè)量方法。圖7.3.7萬(wàn)能工具顯微鏡測(cè)量錐角a圖所示為在萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)量外錐角的方法。將被測(cè)工件安裝在儀器兩頂尖之間，用測(cè)量刀測(cè)出相距L的兩端直徑D與d，則工件圓錐角為： (7.3.3) 準(zhǔn)確度要求較高的內(nèi)錐體測(cè)量（7.3.7b圖），可在萬(wàn)能工具顯微鏡上用光學(xué)靈敏杠桿測(cè)量。測(cè)量時(shí)，工件安置在儀器的玻璃工作臺(tái)上，用光學(xué)靈敏杠桿先在接近內(nèi)錐體大端處測(cè)量，得到讀數(shù)L1，然后在工件下墊上尺寸為H的量塊組或已知尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件，在

38、接近內(nèi)錐體小端處進(jìn)行第二次測(cè)量，得到讀數(shù)L2，則被測(cè)內(nèi)錐體的錐角為： (7.3.4)3.多孔凹模位置度誤差的測(cè)量圖7.3.8為多孔凹模位置度誤差的測(cè)量，圖a是一個(gè)多孔凹模的設(shè)計(jì)圖，圖上對(duì)各孔有位置度的要求。采用工具顯微鏡測(cè)量該多孔凹模的方法可用直角坐標(biāo)測(cè)量法，如圖b所示。圖7.3.8多孔凹模位置度誤差的測(cè)量首先按基準(zhǔn)A、B面找正凹模，使其與工具顯微鏡的縱、橫坐標(biāo)方向一致。然后測(cè)出x1、x2和y1、y2，則孔的圓心坐標(biāo)x、y為： ， （7.3.5）將x、y與設(shè)計(jì)給定的尺寸比較，得到偏差值和。則該孔的位置度誤差值為：(7.3.6)其他各孔的位置度誤差的測(cè)量方法與上述方法相同,可逐孔進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。

39、7.4三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（Checking and Measuring Machine）是一種以精密機(jī)械為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光柵與激光干涉技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的檢測(cè)儀器，其精度高于一般的數(shù)控機(jī)床，被廣泛應(yīng)用在模具、汽車、航空、航天、機(jī)械等制造業(yè)，可對(duì)產(chǎn)品的幾何尺寸和形位公差進(jìn)行精確檢測(cè)。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，測(cè)量機(jī)已經(jīng)非常普及，大約每七臺(tái)數(shù)控機(jī)床要配備一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主要功能是：1）可實(shí)現(xiàn)空間坐標(biāo)點(diǎn)的測(cè)量，可方便的測(cè)量各種零件的三維輪廓尺寸、位置精度等。測(cè)量精確可靠，萬(wàn)能性強(qiáng)。2）由于計(jì)算機(jī)的引入，可方便的進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算與程序控制，并具有很高的智能化程度。因此它不僅可方

40、便地進(jìn)行空間三維尺寸的測(cè)量，還可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)檢測(cè)。3）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了具備常規(guī)的幾何尺寸和形位公差檢測(cè)功能外，在逆向工程技術(shù)和曲面坐標(biāo)檢測(cè)方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)充分顯示了在測(cè)量方面的萬(wàn)能性、測(cè)量對(duì)象的多樣性。在模具制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。 7.4.1三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的分類及構(gòu)成1三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分類三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)按其工作方式可分為:點(diǎn)位測(cè)量方式和連續(xù)掃描測(cè)量方式。點(diǎn)位測(cè)量方式是由測(cè)量機(jī)采集零件表面上一系列有意義的空間點(diǎn)，通過(guò)數(shù)學(xué)處理，求出這些點(diǎn)所組成的特定幾何元素的形狀和位置。連續(xù)掃描測(cè)量方式是對(duì)曲線、曲面輪廓進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，多為大、中型測(cè)量機(jī)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)按結(jié)構(gòu)分類，有橋式測(cè)量機(jī)、龍門式測(cè)量機(jī)

41、、水平臂（單臂或懸臂）、坐標(biāo)鏜床式式測(cè)量機(jī)和便攜式測(cè)量機(jī)。測(cè)量方式大致可分為接觸式（如機(jī)械式）與非接觸式（如光學(xué)式）兩種。按測(cè)量范圍可分為大型、中型和小型。按測(cè)量精度可分為精密型（計(jì)量型），一般放在有恒溫條件的計(jì)量室，用于精密測(cè)量，分辨能力為0.5m2m 。另一類為生產(chǎn)型，一般放在生產(chǎn)車間，用于生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)，分辨能力5m或10m。2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的構(gòu)成三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式如圖7.4.1所示，是由三個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)軸構(gòu)成的，這三個(gè)坐標(biāo)軸的相互配置位置對(duì)測(cè)量機(jī)的精度以及對(duì)被測(cè)工件的適應(yīng)性影響較大。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本構(gòu)成主要由測(cè)量機(jī)主體、測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。a、b）懸臂式；c、d）

42、橋式；e、f ）龍門式；g）立柱式；h）坐標(biāo)鏜床式 圖7.4.1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的構(gòu)成（1）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主體圖7.4.2為一小型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)量機(jī)主體包括沿X軸移動(dòng)的主滑架5，沿Y向移動(dòng)的副滑架4，測(cè)頭安裝在沿z向移動(dòng)軸3上，5是測(cè)量工作臺(tái)。圖7.4.3為一大型門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)示意圖。 1）導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置，直接影響測(cè)量機(jī)的精度，因而要求其具有較高的直線性精度。在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的導(dǎo)軌有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，但常用的為滑動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少，因?yàn)闈L動(dòng)導(dǎo)軌的耐磨性較差，剛度也較滑動(dòng)導(dǎo)軌低。目前多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用空氣靜壓導(dǎo)軌（又稱為氣浮導(dǎo)軌、氣

43、墊導(dǎo)軌），它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如制造簡(jiǎn)單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)等。 圖7.4.2 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 圖7.4.3大型門式測(cè)量機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1-工作臺(tái)；2-測(cè)頭；3-z軸；4-副滑架；5-主滑架 1-導(dǎo)軌；2-橫量；C-Z/W軸2）工作臺(tái) 大多廠家已采用花崗巖、大理石、來(lái)制造工作臺(tái)，這是因?yàn)榛◢弾r變形小、穩(wěn)定性好、耐磨損、不生銹，且價(jià)格低廉、易于加工。有些測(cè)量機(jī)還裝有可升降（Z軸）、有旋轉(zhuǎn)（W軸）的工作臺(tái)，以擴(kuò)大Z軸的測(cè)量范圍和測(cè)量功能。移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，敞開(kāi)性好，工件安裝在固定工作臺(tái)上，承載能力強(qiáng)，用于中等精度的測(cè)量。固定橋式結(jié)構(gòu)，其橋框固定不動(dòng)，其主要部件

44、的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好，運(yùn)動(dòng)誤差小，適用于高精度測(cè)量，但工作臺(tái)負(fù)載能力小。橋式結(jié)構(gòu)主要用于高精度的中小機(jī)型。 龍門式結(jié)構(gòu)，它與移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是它的移動(dòng)部分只是橫梁，移動(dòng)部分質(zhì)量小，整個(gè)結(jié)構(gòu)剛性好，三個(gè)坐標(biāo)測(cè)量范圍較大時(shí)也可保證測(cè)量精度，適用于大機(jī)型。如圖7.4.4所示用于汽車方面的大型測(cè)量機(jī)。懸臂式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很好的敞開(kāi)性，但當(dāng)滑架在懸臂上作Y向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)使懸臂的變形發(fā)生變化，故測(cè)量精度不高，一般用于測(cè)量精度要求不太高的小型測(cè)量機(jī)。 單柱移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，也稱為儀器臺(tái)式結(jié)構(gòu)，它是在工具顯微鏡的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其優(yōu)點(diǎn)是操作方便、測(cè)量精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量范圍小，適用于高精度的小型數(shù)控機(jī)

45、型。 標(biāo)鏜床式結(jié)構(gòu)（單柱固定式結(jié)構(gòu)），它是在坐標(biāo)鏜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其結(jié)構(gòu)牢靠、敞開(kāi)性較好，但工件的重量對(duì)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)有影響，兩維平動(dòng)工作臺(tái)行程不可能太大，僅用于測(cè)量精度中等的中小型測(cè)量機(jī)。 （2）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)頭和標(biāo)尺。1）標(biāo)尺系統(tǒng) 是用來(lái)度量各軸的坐標(biāo)數(shù)值的。目前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的標(biāo)尺大多的是光柵尺，有些測(cè)量機(jī)使用了同步感應(yīng)器，為了達(dá)到更高的精度，有的測(cè)量機(jī)甚至使用了激光干涉儀。測(cè)頭是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)用來(lái)拾取信號(hào)的，因而測(cè)頭的性能直接影響測(cè)量精度和測(cè)量效率，沒(méi)有先進(jìn)的測(cè)頭就無(wú)法充分發(fā)揮測(cè)量機(jī)的功能。2）測(cè)頭 測(cè)頭的類型按測(cè)量方法可分接觸式和非接觸式兩類。在

46、接觸式測(cè)量頭中又分機(jī)械式測(cè)頭和電氣式測(cè)頭。此外，生產(chǎn)型測(cè)量機(jī)還配有專用測(cè)頭式切削工具，如專用銑削頭和氣動(dòng)鉆頭等。機(jī)械接觸式測(cè)頭為具有各種形狀(如錐形、球形)的剛性測(cè)頭、帶千分表的測(cè)頭以及劃針式工具。機(jī)械接觸式測(cè)頭主要用于手動(dòng)測(cè)量，由于手動(dòng)測(cè)量的測(cè)量力不易控制，測(cè)量力的變化會(huì)降低瞄準(zhǔn)精度，因此，只適用于一般精度的測(cè)量。電氣接觸式測(cè)頭的觸端與被測(cè)件接觸后可作偏移，傳感器輸出模擬位移量信號(hào)。這種測(cè)頭既可以用于瞄準(zhǔn)(過(guò)零發(fā)信)，也可以用于測(cè)微測(cè)給定坐標(biāo)值的偏差)。電氣接觸式測(cè)頭主要分為電觸式開(kāi)關(guān)測(cè)頭和三向測(cè)微電感測(cè)頭，其中電觸式開(kāi)關(guān)測(cè)頭較廣泛。非接觸式測(cè)頭，主要由光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，如投影屏式顯徽鏡、電視掃

47、描頭。適用于軟、薄、脆的工件測(cè)量。為了提高測(cè)量效率以及探測(cè)各種零件的不同部位，常需為測(cè)頭配置一些附件，如測(cè)端、探針、連接器、測(cè)頭回轉(zhuǎn)附件等，圖7.4.5是常見(jiàn)的測(cè)量接觸頭。 圖7.4.4 TARUS大型測(cè)量機(jī) 圖7.4.5測(cè)量接觸頭（3）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵組成部分之一。其主要功能是：讀取空間坐標(biāo)值，控制測(cè)量瞄準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)測(cè)頭信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理，控制機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量所必需的運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的狀態(tài)以保障整個(gè)系統(tǒng)的安全性與可靠性等。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分為手動(dòng)型、機(jī)動(dòng)型和CNC型。早期的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以手動(dòng)型和機(jī)動(dòng)型為主，其測(cè)量是由操作者直接手動(dòng)

48、或通過(guò)操縱桿完成各個(gè)點(diǎn)的采樣，然后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，CNC型控制系統(tǒng)變得日益普及，它是通過(guò)程序來(lái)控制坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)進(jìn)給和進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，同時(shí)在計(jì)算機(jī)中完成數(shù)據(jù)處理。圖7.4.6為系統(tǒng)控制原理圖。數(shù)控系統(tǒng)控制器功率驅(qū)動(dòng)器電機(jī)機(jī)械傳動(dòng)伺服系統(tǒng)測(cè)量與反饋圖7.4.6系統(tǒng)控制原理圖2）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、專用的軟件系統(tǒng)、專用程序或程序包。計(jì)算機(jī)是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的控制中心，用于控制全部測(cè)量操作、數(shù)據(jù)處理和輸入輸出。在用于檢測(cè)時(shí)通過(guò)該系統(tǒng)，操作者可以在該系統(tǒng)內(nèi)手動(dòng)編制檢測(cè)程序（對(duì)話式窗口編程）、自動(dòng)編制程序（通過(guò)引入CAD模型自動(dòng)生成檢測(cè)程序）、自學(xué)習(xí)編

49、程（機(jī)器記下所有指令代碼，在多批次重復(fù)檢測(cè)時(shí)，不需再編程）、脫機(jī)編程（在該系統(tǒng)外部編制好程序通過(guò)公用結(jié)口引入）。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以根據(jù)定義對(duì)檢測(cè)的尺寸、形位誤差進(jìn)行處理，有的還可以對(duì)結(jié)果加以判斷和調(diào)整。在用于測(cè)量時(shí)，該系統(tǒng)可以進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理并通過(guò)內(nèi)部的幾何元素定義生成相應(yīng)的幾何體，然后通過(guò)公共接口傳出該系統(tǒng)以作他用。7.4.2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量應(yīng)用目前機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國(guó)防工業(yè)等都廣泛使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的測(cè)量設(shè)備。 1.可用于加工的輕型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除用于零件的測(cè)量外，還可用于如劃線、打沖眼、鉆孔、微量銑削

50、及末道工序精加工等輕型加工，在模具制造中可用于模具的安裝、裝配。如圖7.4.7立柱式三坐標(biāo)劃線機(jī)也是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的一種，主要用于金屬加工中的精密劃線和外形輪廓的檢測(cè)，特別適用于大型工件制造、模具制造、汽車和造船制造業(yè)及鑄件加工等。它屬于生產(chǎn)適用型三坐標(biāo)機(jī)，可承受檢測(cè)環(huán)境較惡劣的劃線和計(jì)量測(cè)試技術(shù)工作。因此，在模具制造中，特別是大型覆蓋件冷沖模具制造中，得到廣泛應(yīng)用。 圖7.4.7立柱式三坐標(biāo)劃線機(jī) 圖7.4.8零件三維找正的實(shí)例1-基座；2-立柱；3-水平臂；4-支承箱；5-測(cè)頭；6-工作臺(tái)立柱式三坐標(biāo)劃線機(jī)，由機(jī)械主體部分和數(shù)字顯微處理系統(tǒng)組成。其機(jī)械主體部分主要包括立柱2、基座1、水平臂3、支承箱4、測(cè)頭5及一側(cè)帶導(dǎo)槽的工作臺(tái)6等。儀器基座1可在工作臺(tái)導(dǎo)槽中移動(dòng)或定位鎖緊，水平臂可在支承箱中作水平移動(dòng)。在劃線或檢測(cè)時(shí)，工件一次定位即能完成三個(gè)面