機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制訂與實(shí)施【全套設(shè)計(jì)】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制訂與實(shí)施【全套設(shè)計(jì)】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制訂與實(shí)施【全套設(shè)計(jì)】（60頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編編 號號 無錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目：題目： 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體 零件檢測方案制定與實(shí)施零件檢測方案制定與實(shí)施 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 全套設(shè)計(jì)，加全套設(shè)計(jì)，加 153893706153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于三坐標(biāo) 測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 是本人在導(dǎo)師的指 導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的

2、成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機(jī)械 91 學(xué) 號： 0923028 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無無錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信機(jī)機(jī) 系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 、題目 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制訂與實(shí)施 、專題 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 產(chǎn)品的檢測，即加工零件的質(zhì)量保障，也是機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)掌 握的專業(yè)知識和基本技

3、能，油泵體零件是典型的箱體類零件，其技術(shù) 要求包含平面、孔系等尺寸要求、形位公差要求。三坐標(biāo)是目前企業(yè) 里應(yīng)用較多的先進(jìn)測量設(shè)備，通過對畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以較深入地掌 握三坐標(biāo)的測量原理和測量技能，能較快地適應(yīng)崗位需求。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1、通過對油泵體零件技術(shù)要求分析，制訂對油泵體各幾何要素尺 寸及形位誤差的檢測方案 2、對三坐標(biāo)測量儀的工作原理和使用要求有較深入的認(rèn)識，用三 坐標(biāo)檢測油泵體零件遇到的問題分析 3、編寫設(shè)計(jì)說明書（大于 30 頁）； 4.專業(yè)外語翻譯（大于 800010000 字符，約合漢字 5000 字符）； II

4、 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 91 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 12 月月 1 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長研究所所學(xué)科組組長研究所所 長長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 2012 年年 12 月月 1 日日 III 摘摘 要要 油泵體是不斷把發(fā)動機(jī)油低殼里的機(jī)油送出去以達(dá)到潤滑發(fā)動機(jī)各個需要潤滑的零 部件的目的,它依靠一對齒輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動輸送油。轉(zhuǎn)運(yùn)動輸

5、送油。當(dāng)一對齒輪在泵體 內(nèi)作高速嚙合傳動時，嚙合區(qū)內(nèi)右邊空間的壓力降低而產(chǎn)生局部真空，油池內(nèi)的油在大 氣壓的作用下進(jìn)入油泵低壓區(qū)內(nèi)的吸油口，隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，齒槽中的油不斷地沿著路 徑方向被帶到左邊的壓油口將油壓出，并輸送到機(jī)器中需要潤滑的地方。油泵體在整個 機(jī)油泵中起著很重要的作用。泵體的尺寸精度、表面粗糙度直接影響機(jī)油泵的工作穩(wěn)定 性和泵的壽命。 在以往測量油泵體的過程中，由于油泵體的位置公差多、控制要求嚴(yán)，檢測手段落 后，因而一直存在測量效率低，測量精度差等一系列的問題，隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)效 率的問題，三坐標(biāo)測量儀以其精確的測量數(shù)據(jù)被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)中。因此三坐標(biāo)測量 油泵體方案的制定與

6、實(shí)施的研究課題由此展開。 首先，以點(diǎn)代面，確定研究的方向和重點(diǎn)放在對泵體的關(guān)鍵尺寸的測量上，明確了 關(guān)鍵尺寸及其涉及的測量內(nèi)容。為了對新的測量方法有一個全面認(rèn)識，簡要地對被測要 素的測量理論和現(xiàn)有的測量方法進(jìn)行介紹。 其次，作為本課題的研究重點(diǎn)，論文對三坐標(biāo)測量儀的測量原理、基本測量要素的 三坐標(biāo)測量原理以及本課題所涉及的關(guān)鍵位置尺寸在三坐標(biāo)上如何測量及其簡化測量方 法進(jìn)行了論述。主要通過油泵體測量的程序的介紹，對測量程序的構(gòu)成和控制重點(diǎn)進(jìn)行 了論述。同時，論文還對三坐標(biāo)測量儀的各種性能參數(shù)及其選購注意事項(xiàng)進(jìn)行了簡要的 分析。 考慮到測量和加工工藝的密切聯(lián)系，論文對泵體的加工主體工藝進(jìn)行了介紹

7、。為強(qiáng) 調(diào)測量應(yīng)與加工相結(jié)合，重點(diǎn)按不同的加工方式，如數(shù)控加工中心、通用加工設(shè)備而展 開測量方法的研究，從而明確了針對不同的加工方法所需要控制的重點(diǎn)。由此得出只有 有效的結(jié)合加工工藝，三坐標(biāo)測量才能真正的提高檢測效率。 分析和處理在測量過程中引起的測量誤差是本文研究的另一個重點(diǎn)。論文對三坐標(biāo) 在泵體測量過程中存在的問題進(jìn)行了介紹，并針對具體問題，通過一定的數(shù)據(jù)分析，研 究了其產(chǎn)生的原由及其解決方法。強(qiáng)調(diào)在三坐標(biāo)測量過程中，誤差產(chǎn)生的原因是多方面 的。單單依靠測量儀的精度，而忽視測量方法的研究，必定會導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。同 時，對在具體測量過程中需要注意的幾個問題進(jìn)行了介紹。 最后，論文簡要地論

8、述了三坐標(biāo)測量在泵體檢驗(yàn)過程中的具體應(yīng)用及其作用。針對 新型生產(chǎn)方式對生產(chǎn)過程控制的要求，明確三坐標(biāo)測量儀在具體過程控制中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：油泵體，三坐標(biāo)，測量，誤差關(guān)鍵詞：油泵體，三坐標(biāo)，測量，誤差 IV Abstract Pump stock is the principle part of fuel injection pump. In the past check process, because of various positional tolerance、rigorous control needs 、backward detecting means, low measure e

9、ffect、poor measure ,accuracy and other programs always exist. With the fast and fast development of new product open-up and more various processing methods, how to improve measure methods to fit more strict needs to process control is the urge program to solve in measure field of our company. Accord

10、ing to practical situation “(our company have purchased a CMM and three height gauges to improve measure equipment), at present, focal point is the research about advanced measure method and how to inseparably effective jion advanced measure method with practical check work together. This research t

11、hesis is based on it. First, thesis makes clear to put research direct and emphasis on measure of new product dimension and relative measure requirement. To have a overall understanding, thesis also make a simply introduction of measure theory about relative element under test and owned measure meth

12、od. Second, as the focal point of research, thesis gives expound to measure principle of CMM、three co-ordinate measure principle of basis element under test and how to measure and simplify measure on measure of relative key position dimension in CMM. In this chapter, thesis also gives a principal an

13、alysis of different proformance index of CMM and item on how to purchase. Third, to point out the link between measure and processing method, thesis gives introduce of main processing method, emphasis the join between measure and processing. Measure should spread out on basis of different processing

14、 method, for instance, numerically-controlled machining center、general manufacturing installation, definite main control point to different processing method. Thesis points out that CMM can really improve check effect, this must depend on effective join with manufacture process. Forth, how to analys

15、is and deal with measure error caused in measure process is another important research content, thesis introduces main problems in pump stock measure using CMM, and to concrete problem, through regular data analysis, thesis states that which cause these problems and how to solve. Thesis also emphasi

16、s that, in measure process, there are many element which can cause error. Only put eye on accuracy of measuring machine, but omit research of measure method, this must cause error. There are several programs to notice in measure process in this chapter. Last, thesis concisely shows clear concrete ap

17、ply and function of CMM in pump stock check process. It also make clear concrete usage in processing control of CMM, which is aimed at production process require to new production system. Final, combining practical apply needs, thesis gives several aspects of develop direction of CMM. V Key words: f

18、uel injection punp, CMM, measure, error 目目 錄錄 摘 要 .III 目 錄.V 1 緒論 .1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 .1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 .1 1.3 本課題達(dá)到的要求 .2 2 三坐標(biāo)測量儀介紹 .3 2.1 三坐標(biāo)測量儀簡介 .3 2.2 三坐標(biāo)測量儀的工作原理及其組成 .3 2.3 三坐標(biāo)測量儀的主要特征 .4 2.4 三坐標(biāo)測量儀應(yīng)用領(lǐng)域 .5 2.4.1 三坐標(biāo)測量儀在模具行業(yè)中的應(yīng)用 .6 2.4.2 三坐標(biāo)測量儀在汽車行業(yè)的應(yīng)用 .6 24.3 三坐標(biāo)測量儀在發(fā)動機(jī)制造中的應(yīng)用 7 3 改進(jìn)油泵體測量，用三坐標(biāo)測量儀

19、測量油泵體 .8 3.1 改進(jìn)油泵體測量的重要性 .8 3.1.1 改進(jìn)泵體是許多公司產(chǎn)品發(fā)展的需要 .8 3.1.2 改進(jìn)油泵體測量是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變的需要 .8 3.2 油泵體關(guān)鍵尺寸的確定 .9 3.3 三坐標(biāo)測量儀在油泵體生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用 .11 3.3.1 生產(chǎn)過程控制的必要 .11 3.3.2 生產(chǎn)過程控制的具體實(shí)施 .12 3.3.3 油泵體過程控制的實(shí)施重點(diǎn) .13 3.4 三坐標(biāo)測量儀在油泵體測量中所起的作用 .13 3.4.1 提高檢測效率 .13 3.4.2 加強(qiáng)設(shè)備管理 .13 3.4.3 降低檢測裝置的投入 .14 3.4.4 降低檢測工作強(qiáng)度 .14 4 制定油泵體

20、檢測方案 .15 4.1 泵體關(guān)鍵尺寸測量的實(shí)現(xiàn)方法 .15 4.2 了解油泵體的測量要素15 4.3 泵體基本測量要素的測量 .15 4.4 泵體位置尺寸的測量 .16 4.4.1 位置度的三坐標(biāo)測量 .17 4.4.2 同軸度的三坐標(biāo)測量 .18 VI 4.5 檢測方案編制 .20 5 實(shí)施檢測方案 .21 5.1 三坐標(biāo)測量的測量準(zhǔn)備 .21 5.1.1 測量準(zhǔn)備 .21 5.1.2 數(shù)據(jù)采集 .23 5.1.3 數(shù)據(jù)處理 .24 5.2 進(jìn)行測量并對油泵體關(guān)鍵尺寸測量的理論分析及現(xiàn)行測量方法研究 .24 5.2.1 油泵體平面測量與分析 .24 5.2.2 孔徑測量與分析 .25 5.

21、2.3 孔距測量與分析 .27 5.2.4 位置公差的測量分析 .28 5.2.5 垂直度測量與分析 .29 5.2.6 平行度測量與分析 .32 5.2.7 位置度測量 .35 5.2.8 同軸度的測量 .37 6 油泵體測量中存在的問題及改進(jìn)方法 .39 6.1 三坐標(biāo)測量過程中存在的問題 .39 6.1.1 概述 .39 6.1.2 測量數(shù)據(jù) .39 6.2 測量分析及其解決方案 .40 6.2.1 測量誤差概述 .40 6.3 三坐標(biāo)綜合精度的簡單評估 .43 6.4 垂直度測量誤差 .44 6.5 測量注意問題 .46 6.5.1 清洗問題 .46 6.5.2 采集點(diǎn)數(shù)量問題 .46

22、 7 結(jié)論與展望 .48 7.1 結(jié)論 .48 7.2 展望 .48 致謝 .49 參考文獻(xiàn) .50 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 1 1 緒論緒論 隨著市場競爭的日益激烈，各企業(yè)都在想方設(shè)法減少制造成本，提高生產(chǎn)效率，在 引進(jìn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床、提高生產(chǎn)加工水平的同時，越來越多的人已將目光轉(zhuǎn)向如何提高現(xiàn) 場的生產(chǎn)管理水平與過程質(zhì)量控制方衙上來。過程質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要工作就是過程檢 驗(yàn)，其目的就在于防止或大大降低產(chǎn)品最終檢驗(yàn)所帶來的交貨期風(fēng)險與讓步風(fēng)險，同時， 可以避免不必要的加工工時損失與廢品損失。為了達(dá)到過程檢驗(yàn)?zāi)芗皶r、準(zhǔn)確、有效， 就必須把質(zhì)量管理技術(shù)和測量技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來

23、加以實(shí)施，具體地說就是從挎制方法 與控制手段兩方面一起考慮。控制方法可以通過編制質(zhì)量計(jì)劃、采用 SPC(統(tǒng)計(jì)過程控制) 控制質(zhì)量變異、目視控制等加強(qiáng)對現(xiàn)場的監(jiān)控力度；控制手段就是要改善現(xiàn)場的測試方 法與設(shè)施，提高檢測系統(tǒng)對異常信息的識別與反饋的速度與準(zhǔn)確性。隨著電子技術(shù)和計(jì) 算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種數(shù)顯、數(shù)摔、微電腦化的測量設(shè)備以越來越多的應(yīng)用于現(xiàn)場 的檢測過程中，控制的方法和種類也各種各樣。有用于設(shè)備監(jiān)控的切削狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)， 針對加工過程中的各種參數(shù)，如切削力、功率、溫度、振動、噪聲等實(shí)施監(jiān)控，從而間 接判斷刀具磨、破損的狀況等；有用于在線檢測加工 工件尺寸、形狀公差的氣動、電動、 電渦流測

24、量方法。當(dāng)然，在目前生產(chǎn)過程中，應(yīng)用技術(shù)較為成熟且應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛的 仍是線外測量，采用合適的測量設(shè)備針對加工的零件進(jìn)行有效的測量?，F(xiàn)在，為了配合 CIMS、FMS 對生產(chǎn)監(jiān)測的要求的最有效的方法就是采用柔性化的測試設(shè)備,無疑,三坐標(biāo)測 量機(jī)是其中最具代表的。由于技術(shù)水平的提高以及加工環(huán)境的改善,生產(chǎn)型的三坐標(biāo)測量 機(jī)以其高準(zhǔn)確性、高效測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn),越來越廣泛地應(yīng)用與機(jī)械、電子、汽車、飛機(jī) 等工業(yè)部門,用于零件尺寸及相互位置的檢測,操作也更加簡便，完全可以滿足各種檢測 要求，因而在生產(chǎn)過程控制中發(fā)揮更加重要的作用?；谶@個原因，本章重點(diǎn)剖析現(xiàn)有 生產(chǎn)用三坐標(biāo)測量機(jī)的功能、性能及其經(jīng)濟(jì)性，從

25、中提出滿足本課題需要的最佳選型。 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義本課題的研究內(nèi)容和意義 油泵體是不斷把發(fā)動機(jī)油低殼里的機(jī)油送出去以達(dá)到潤滑發(fā)動機(jī)各個需要潤滑的零 部件的目的,它依靠一對齒輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動輸送油。油泵體具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、 操作和維護(hù)方便及用途廣泛等特點(diǎn)適用于抽送不含固體顆粒，不容于水，溫度在- 1060范圍內(nèi)的氣體，是造紙、煙草、食品、紡織、冶金、煤炭及化工等行業(yè)用作真 空脫水，真空干燥，真空過濾和壓送氣體的理想產(chǎn)品。 在以往的檢測過程中，由于油泵體位置公差多、控制要求嚴(yán)、檢測手段落后，因而 存在測量效率低、測量精度差等一系列問題。隨著一些公司新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快、 加工

26、方法日益多元化，如何改進(jìn)測量方法和手段，以適應(yīng)新的生產(chǎn)模式下對過程控制更 為嚴(yán)格的要求是目前大多數(shù)公司在測量方面急需解決的問題。 而三坐標(biāo)測量儀是測量和 獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表面測量工具及其昂貴的組合 量規(guī)，并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘。三坐標(biāo)測量儀的功能是快速準(zhǔn)確 地評價尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息，這與所有的手動測量設(shè) 備有很大的區(qū)別。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況 在科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展的今天，產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)以成為主流，更多的企業(yè)追求的是 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 高生產(chǎn)效率，過去的測繪技術(shù)大多是靠人為完成的，隨

27、著技術(shù)的提高，對技術(shù)要求越來 越精密。油泵體的尺寸，形位的測量以往都是靠人工手動測繪，測出的結(jié)果很不精確， 而且還會常常出錯，達(dá)不到零件的生產(chǎn)要求，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，越來越多的緊密儀 器出現(xiàn)，解決了測繪難的問題。而三坐標(biāo)測量儀是目前測量油泵體尺寸、形位等最準(zhǔn)確 的，也是最適用的精密儀器。 精密測量儀器從二次元影像測量儀出現(xiàn)的那一刻，就真正的的進(jìn)入到了高精度測量 儀的發(fā)展時代，也正是從那個時代開始，高精度測量儀從手動影像測量儀、CNC二次元 到手動三坐標(biāo)測量儀，再到CNC三次元，一步一步的發(fā)展到情況允許下的最高端儀器。 我們知道，精密測量儀器在沒有進(jìn)入高精密測量儀之前，我們所使用的檢測儀器只

28、是原始的投影機(jī)而已，這種機(jī)器無論是測量功能，還是測量精度都有著很大缺憾。于是， 為了適應(yīng)市場的發(fā)展需求，二次元影像儀出現(xiàn)在市場與客戶的視野中，精密測量儀也迎 來了高精度測量儀高速發(fā)展時代。 在高精密測量儀中，二次元影像測量儀和三坐標(biāo)測量儀是兩個主要的檢測儀器，其 中，二次元在高精度測量儀的發(fā)展中，奠定了發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時促進(jìn)了高精密測量 儀的發(fā)展，而三坐標(biāo)測量儀在其中扮演著不可或缺的角色。 在三次元測量儀出現(xiàn)之前，相信很多人都不會相信會有這種機(jī)器的出現(xiàn)，可是事實(shí) 證明三坐標(biāo)測量儀的出現(xiàn)完全是社會與市場發(fā)展的必然產(chǎn)物。當(dāng)然，在高精度測量儀以 后的發(fā)展歷程中，為了更好的實(shí)現(xiàn)檢測的目標(biāo)，可能會出現(xiàn)

29、更高端的檢測儀器。但是在 它出現(xiàn)之前，三坐標(biāo)測量儀將會仍然是高精密測量儀器中最為先進(jìn)的檢測儀器。 于是我們得出這樣的結(jié)論，三坐標(biāo)測量儀在高精密測量儀的發(fā)展歷程中，也許只是 行業(yè)發(fā)展的一個過渡性產(chǎn)物，可是在高精度測量儀的過渡過程中，三次元測量儀將繼續(xù) 以高尖端檢測儀器的成分，在精密測量儀器行業(yè)中享受最高級的待遇。 1.3 本課題本課題達(dá)到的要求達(dá)到的要求 熟悉油泵體，了解油泵體的尺寸、形位公差以及表面粗糙度，確定泵體的關(guān)鍵尺寸， 改進(jìn)泵體的測量方法，分析泵體的尺寸、形位公差。 熟悉三坐標(biāo)測量儀的工作原理與結(jié)構(gòu)。了解三坐標(biāo)測量儀，并能夠熟悉的操作三坐標(biāo)測 量儀，了解三坐標(biāo)測量儀的方法的實(shí)施和應(yīng)用研

30、究 。制定出三坐標(biāo)測量儀對油泵體的檢 測方案，并且能夠分析測量誤差。 最后對油泵體的測量和三坐標(biāo)測量儀的應(yīng)用提出改進(jìn)意見。 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 3 2 三坐標(biāo)測量儀介紹三坐標(biāo)測量儀介紹 2.1 三坐標(biāo)測量儀簡介三坐標(biāo)測量儀簡介 三坐標(biāo)即三坐標(biāo)測量機(jī)，英文 Coordinate Measuring Machining，縮寫 CMM， 三坐 標(biāo)測量儀是指在一個六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量 能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測量機(jī)或三坐標(biāo)量床。三坐標(biāo)測量儀又可定義“一種具有可作 三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動，此探測器以接觸或非接觸

31、等 方式傳遞訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng)（如光柵尺）經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工 件的各點(diǎn)（x，y，z）及各項(xiàng)功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、 定位精度、幾何精度及輪廓精度等。 三坐標(biāo)測量儀三軸均有氣源制動開關(guān)及微動裝置，可實(shí)現(xiàn)單軸的精密傳動，數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)采用高性能手動三坐標(biāo)專用系統(tǒng)，可靠性好。應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。模具裝備。齒輪測 量。葉片測量機(jī)械制造。工裝夾具。汽摩配件。電子電器 而本課題測量油泵體所使用的是懸臂式三坐標(biāo)測量儀（如圖所示） 圖 2.1 懸臂式三坐標(biāo)測量儀 2.2 三坐標(biāo)測量儀的工作原理及其組成三坐標(biāo)測量儀的工作原理及其組成 任何形狀都是由三維空間點(diǎn)組成的

32、，所有的幾何量測量都可以歸結(jié)為三維空間點(diǎn)的測 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 量，因此精確地進(jìn)行空間點(diǎn)坐標(biāo)的采集，是評定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。 坐標(biāo)測量機(jī)的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間范圍內(nèi)，精確地測出被測 零件表面的點(diǎn)在空間三個坐標(biāo)位置的數(shù)值，將這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理，擬合 形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算的方法得出其形狀、位 置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。 在測量領(lǐng)域中，光柵尺及以后的容柵、磁柵、激光干涉儀的出現(xiàn)，革命性地把尺寸信 息數(shù)字化，不但可以進(jìn)行數(shù)字顯示，而且為幾何量測量的計(jì)算機(jī)處理和控制打下基礎(chǔ)。 三坐標(biāo)測量儀可定義為“一種具有可作三個方向移動的

33、探測器，可在三個相互垂直的導(dǎo)軌 上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng) ( 如光學(xué)尺 ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項(xiàng)功能測量的儀器” 。三坐 標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度測量、定位精度測量、幾何精度測量及輪廓精度測 量等。測量時還允許建立臨時的測量參照坐標(biāo)系，即可以，臨時把工件某點(diǎn)作為坐標(biāo)原 點(diǎn)，以便測量相對尺寸。此外，還提供直角坐標(biāo)系與極坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)換功能，以 及公制與英制的相互轉(zhuǎn)換功能等三坐標(biāo)測量機(jī)的基本功能是以三維坐標(biāo)值的表式輸出。 此時，測頭的位置對應(yīng)于工件表面上點(diǎn)的位置。 應(yīng)當(dāng)指出的是三坐標(biāo)測量都是針對某一特征

34、要素進(jìn)行的，如點(diǎn)、線、面、圓、圓柱等， 當(dāng)不清楚工件表面形狀時，球和工件表面的接觸位置是不可能從幾何學(xué)上解出。 整個三坐標(biāo)測量系統(tǒng)可以分為非控制系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。非控制系統(tǒng)包括測量 頭、測長系統(tǒng)、導(dǎo)軌、工作臺、XYZ 三軸驅(qū)動系統(tǒng)、測量臂、安全防護(hù)裝置，如果導(dǎo)軌為 氣浮導(dǎo)軌，還應(yīng)有空氣軸承、氣動平衡裝置、空氣過濾及壓力調(diào)前裝置，控制系統(tǒng)包括 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、測頭控制器、測量機(jī)控制器、各種安全開關(guān)和警示裝置、便攜式操縱控制 盒等等，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包含了硬件和軟件兩部分。硬件部分與一般的計(jì)算機(jī)配置 基本相同，而評定測量機(jī)好壞的關(guān)鍵指標(biāo)之一就是其軟件編制，因?yàn)槠渲苯訝可娴綔y量 數(shù)據(jù)的處理是否有效，

35、還有其適用性是否能滿足實(shí)際測量的要求。由于三坐標(biāo)生產(chǎn)廠商 的測量軟件，無論是自主開發(fā)還是通過第三方開發(fā)，其算法都必須符合 ISO 1101 和 ANSI Y14.5 關(guān)于形位公差的制訂標(biāo)準(zhǔn)，且軟件由專門的認(rèn)證機(jī)構(gòu)如德國的 PTB 予以確認(rèn)，因而 其有效性可以得到保證。 2.3 三坐標(biāo)測量儀的主要特征三坐標(biāo)測量儀的主要特征 單邊活動橋式結(jié)構(gòu)，顯著提高運(yùn)動性能，確保測量精度及穩(wěn)定性 三軸導(dǎo)軌均采用高精密天然花崗巖，具有相同的溫度特性及剛性配上高精度自潔式預(yù) 應(yīng)力氣浮軸承，是確保機(jī)器精度長期穩(wěn)定的基礎(chǔ)，同時軸承受力沿軸向方向，受力穩(wěn)定 均衡，有利于保證機(jī)器硬件壽命。 三軸導(dǎo)軌均采用自潔式預(yù)載荷高精度

36、空氣軸承，運(yùn)動更平穩(wěn)，導(dǎo)軌永不受磨損。 采用小孔出氣專利技術(shù)，耗氣量為30L/Min，在軸承間隙形成冷凝區(qū)域，抵消軸承運(yùn) 動摩擦帶來的熱量，增加設(shè)備整體熱穩(wěn)定性。仔細(xì)研究各廠家的技術(shù)指標(biāo)，會發(fā)現(xiàn)： 歐 潼精密的耗氣量為30L/Min，而其他的廠家在50-150L/MIN 之間. 按照物理學(xué)理論，當(dāng)氣 體以一定的壓力通過圓孔的時候，會因?yàn)闅怏w摩擦產(chǎn)生熱量，在高精密測量中，微小的 熱量也會影響精度的穩(wěn)定性，而當(dāng)出氣孔的孔徑小于一定的直徑的時候，卻會相反的會 在出氣孔的周圍形成冷凝效應(yīng)! 正是利用這一物理學(xué)原理，采用歐潼小孔出氣的技術(shù)，使 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 5 得冷凝效

37、應(yīng)恰恰抵消測量中因?yàn)榭諝饽Σ廉a(chǎn)生的微弱熱量，使得設(shè)備保持長時間的溫度 穩(wěn)定性，從而保證精度穩(wěn)定性！ RENISHAW 自粘開放式金屬光柵尺，更接近花崗巖基體的熱膨脹系數(shù)，提高了設(shè)備 的穩(wěn)定性 RENISHAW UCC 高速高精度自動控制系統(tǒng)，內(nèi)嵌32位微處理器，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時控 制；上下位采用光纖通訊，增強(qiáng)了電氣抗干擾能力 軟件特點(diǎn) 軟件運(yùn)行在 WINDOWS 2000/XP 環(huán)境下，全中文界面；面向?qū)ο蟮木幊谭绞?，支?圖形鏡像功能。 三維 CAD 數(shù)模導(dǎo)入、再現(xiàn)實(shí)體或線架模型、DMIS、STEP 文件導(dǎo)入導(dǎo)出、測量結(jié)果 的 IGES 文件輸出，支持逆向工程。 動態(tài) CMM 模型，支持測量機(jī)和

38、測頭的模擬和 RENISHAW 測頭圖形庫。 測頭管理功能，可動態(tài)選擇多種測針。 幾何元素的測量，包括點(diǎn)、線、面、圓、球、圓柱、圓錐等等； 曲線、曲面掃描，支持點(diǎn)位掃描功能，IGES 文件的數(shù)據(jù)輸出，CAD 名義數(shù)據(jù)定義、 ASCII 文本數(shù)據(jù)輸入、名義曲線掃描、符合公差定義的輪廓分析。 形位公差的計(jì)算，包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平行度、 位置度、對稱度、同心度等等； 支持傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出報告、圖形化檢測報告、圖形數(shù)據(jù)附注、數(shù)據(jù)標(biāo)簽輸出等多種輸 出方式； 工件坐標(biāo)系管理，指定基準(zhǔn)面（軸）即可生成工件坐標(biāo)系，并可實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系平移、旋 轉(zhuǎn)及迪卡爾坐標(biāo)和極坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換，支持3-

39、2-1找正。 誤差補(bǔ)償功能，進(jìn)一步提高機(jī)器測量精度。 2.4 三坐標(biāo)測量儀應(yīng)用領(lǐng)域三坐標(biāo)測量儀應(yīng)用領(lǐng)域 測量高精度的幾何零件和曲面； 測量復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件； 檢測自由曲面； 可選用接觸式或非接觸式測頭進(jìn)行連續(xù)掃描。 主要用于機(jī)械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行 業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量，還可用于 電子、五金、塑膠等行業(yè)中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測，從而 完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務(wù)。 制造業(yè)中的質(zhì)量目標(biāo)在于將零件的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)要求保持一致。但是，保持生產(chǎn)過程的 一致性要求對制造流程進(jìn)行控制。

40、建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準(zhǔn)確地 測量工件尺寸，獲得尺寸信息后，分析和反饋數(shù)據(jù)到生產(chǎn)過程中，使之成為持續(xù)提高產(chǎn) 品質(zhì)量的有效工具。 三坐標(biāo)測量儀是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表 面測量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘，并快速 準(zhǔn)確地評價尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2.4.1 三坐標(biāo)測量儀在模具行業(yè)中的應(yīng)用三坐標(biāo)測量儀在模具行業(yè)中的應(yīng)用 三坐標(biāo)測量儀在模具行業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，它是一種設(shè)計(jì)開發(fā)、檢測、統(tǒng)計(jì)分析的 現(xiàn)代化的智能工具，更是模具產(chǎn)品無與倫比的質(zhì)量技術(shù)保障的有效工

41、具。當(dāng)今主要使用 的三坐標(biāo)測量儀有橋式測量機(jī)、龍門式測量機(jī)、水平臂式測量機(jī)和便攜式測量機(jī)。測量 方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種，目前 Metris LK 的測量機(jī)在兩項(xiàng)技術(shù)上位居世界 前列。 模具的型芯型腔與導(dǎo)柱導(dǎo)套的匹配如果出現(xiàn)偏差，可以通過三坐標(biāo)測量機(jī)找出偏差值 以便糾正。在模具的型芯型腔輪廓加工成型后，很多鑲件和局部的曲面要通過電極在電 脈沖上加工成形，從而電極加工的質(zhì)量和非標(biāo)準(zhǔn)的曲面質(zhì)量成為模具質(zhì)量的關(guān)鍵。因此， 用三坐標(biāo)測量儀測量電極的形狀必不可少。 三坐標(biāo)測量機(jī)可以應(yīng)用3D 數(shù)模的輸入，將 成品模具與數(shù)模上的定位、尺寸、相關(guān)的形位公差、曲線、曲面進(jìn)行測量比較，輸出圖 形化報告，

42、直觀清晰的反映模具質(zhì)量，從而形成完整的模具成品檢測報告。 在某些模具 使用了一段時間出現(xiàn)磨損要進(jìn)行修正，但又無原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(即數(shù)模)的情況下，可以用截 面法采集點(diǎn)云，用規(guī)定格式輸出，探針半徑補(bǔ)償后造型，從而達(dá)到完好如初的修復(fù)效果。 當(dāng)一些曲面輪廓既非圓弧，又非拋物線，而是一些不規(guī)則的曲面時，可用油泥或石膏 手工做出曲面作為底胚。然后用三坐標(biāo)測量機(jī)測出各個截面上的截線、特征線和分型線， 用規(guī)定格式輸出，探針半徑補(bǔ)償后造型，在造型過程中圓滑曲線，從而設(shè)計(jì)制造出全新 的模具。 三坐標(biāo)測量儀以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力，成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具 工業(yè)設(shè)計(jì)、開發(fā)、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段。我

43、側(cè)重談一下測量機(jī)對于模具工業(yè) 的兩個重要作用。 第一、測量儀能夠?yàn)槟＞吖I(yè)提供質(zhì)量保證，是模具制造企業(yè)測量和檢測的最好選擇。 測量機(jī)在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度，使其成為一個仲裁者。在為過 程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時，測量機(jī)可提供入廠產(chǎn)品檢驗(yàn)、機(jī)床的校驗(yàn)、客戶質(zhì)量認(rèn)證、 量規(guī)檢驗(yàn)、加工試驗(yàn)以及優(yōu)化機(jī)床設(shè)置等附加性能。高度柔性的三坐標(biāo)測量機(jī)可以配置 在車間環(huán)境，并直接參與到模具加工、裝配、試模、修模的各個階段，提供必要的檢測 反饋，減少返工的次數(shù)并縮短模具開發(fā)周期，從而最終降低模具的制造成本并將生產(chǎn)納 入控制。 第二、測量儀具備強(qiáng)大的逆向工程能力，是一個理想的數(shù)字化工具。通過不同類型

44、測 頭和不同結(jié)構(gòu)形式測量機(jī)的組合，能夠快速、精確的獲取工件表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特 征，這對于模具的設(shè)計(jì)、樣品的復(fù)制、損壞模具的修復(fù)特別有用。此外，測量機(jī)還可以 配備接觸式和非接觸式掃描測頭，并利用 PC-DMIS 測量軟件提供的強(qiáng)大的掃描功能，完 成具備自由曲面形狀特征的復(fù)雜工件 CAD 模型的復(fù)制。無需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，可以被各種 CAD 軟件直接識別和編程，從而大大提高了模具設(shè)計(jì)的效率。 具體來說，在模具制造企業(yè)中應(yīng)用測量機(jī)完成設(shè)計(jì)和檢測任務(wù)時，要密切關(guān)注測量基 準(zhǔn)的選擇、測頭的標(biāo)定和選擇、測點(diǎn)數(shù)及測量位置的規(guī)劃、坐標(biāo)系的建立、環(huán)境的影響、 局部幾何特征的影響、CNC 控制參數(shù)等多方面的因素。

45、這當(dāng)中的每一個因素，都足以影 響測量結(jié)果的精確和效率。 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 7 2.4.2 三坐標(biāo)測量儀在汽車行業(yè)的應(yīng)用三坐標(biāo)測量儀在汽車行業(yè)的應(yīng)用 坐標(biāo)測量儀是通過測頭系統(tǒng)與工件的相對移動，探測工件表面點(diǎn)三維坐標(biāo)的測量系統(tǒng)。 通過將被測物體置于三坐標(biāo)測量機(jī)的測量空間，利用接觸或非接觸探測系統(tǒng)獲得被測物 體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，由軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，求出待測的 幾何尺寸和形狀、位置。因此，坐標(biāo)測量機(jī)具備高精度、高效率和萬能性的特點(diǎn)，是完 成各種汽車零部件幾何量測量與品質(zhì)控制的理想解決方案。 汽車零部件具有品質(zhì)要求高、批量大、形狀各異的特點(diǎn)。根據(jù)不

46、同的零部件測量類型， 主要分為箱體、復(fù)雜形狀和曲線曲面三類，每一類相對測量系統(tǒng)的配置是不盡相同的， 需要從測量系統(tǒng)的主機(jī)、探測系統(tǒng)和軟件方面進(jìn)行相互的配套與選擇。 24.3 三坐標(biāo)測量儀在發(fā)動機(jī)制造中的應(yīng)用三坐標(biāo)測量儀在發(fā)動機(jī)制造中的應(yīng)用 在現(xiàn)代制造業(yè)中，高精度的綜合測量機(jī)越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，使產(chǎn)品質(zhì)量的 目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對制造流程進(jìn)行控制，通過信息反饋對加工設(shè)備的參 數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率。 發(fā)動機(jī)是由許多各種形狀的零部件組成，這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動機(jī)的 性能和壽命。因此，需要在這些零部件生產(chǎn)中進(jìn)行非常精密的檢測，以保

47、證產(chǎn)品的精度 及公差配合。在現(xiàn)代制造業(yè)中，高精度的綜合測量機(jī)越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，使 產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對制造流程進(jìn)行控制，通過信息反饋對加 工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率。 在傳統(tǒng)測量方法選擇上，人們主要依靠兩種測量手段完成對箱體類工件和復(fù)雜幾何形狀 工件的測量，即：通過三坐標(biāo)測量機(jī)執(zhí)行箱體類工件的檢測；通過專用測量設(shè)備，例如 專用齒輪檢測儀、專用凸輪檢測設(shè)備等完具有復(fù)雜幾何形狀工件的測量。因此對于從事 生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀工件的企業(yè)來說，完成上述產(chǎn)品的質(zhì)量控制企業(yè)不僅需要配置通用測 量設(shè)備，例如三坐標(biāo)測量機(jī)，通用標(biāo)準(zhǔn)量具、量

48、儀，同時還需要配置專用檢測設(shè)備，例 如各種尺寸類型的齒輪專用檢測儀器，凸輪檢測儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計(jì)量部門 需要配置多類型的計(jì)量設(shè)備和從事計(jì)量操作的專業(yè)檢測人員，計(jì)量設(shè)備使用率較低，同 時企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用和計(jì)量設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用；企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)柔性、 通用計(jì)量檢測。因此，降低企業(yè)的測量成本，計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用，測量設(shè)備的使用和 維修費(fèi)用，達(dá)到提高測量檢測效率的目的，使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實(shí)時質(zhì)量控制能力， 這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動中的應(yīng)變能力，對幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場信譽(yù)，具 有重要的決定作用。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 3 3 改進(jìn)油泵體測量，用三坐標(biāo)測量儀測量油

49、泵體改進(jìn)油泵體測量，用三坐標(biāo)測量儀測量油泵體 3.1 改進(jìn)油泵體測量的重要性改進(jìn)油泵體測量的重要性 3.1.1 改進(jìn)泵體是許多公司產(chǎn)品發(fā)展的需要改進(jìn)泵體是許多公司產(chǎn)品發(fā)展的需要 一個好的企業(yè)是要在不斷進(jìn)取中求得生存與發(fā)展的，隨替社會環(huán)境保護(hù)意識的.不斷 增強(qiáng)，國家配套法規(guī)的相應(yīng)出臺，以及加入 WTO。原有的產(chǎn)品已不能滿足用戶越術(shù)越嚴(yán)格 的性能要求，因而在引進(jìn)與自主開發(fā)想結(jié)合的基礎(chǔ)上，很多公司開發(fā)了不同規(guī)格的油泵 體。并在產(chǎn)品開發(fā)的同時，積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)方式與加工設(shè)備，投入到新產(chǎn)品 的生產(chǎn)過程中，基本滿足產(chǎn)品及生產(chǎn)的需求，但是，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝是需要和先進(jìn)的測 量手段相匹配，否則達(dá)不到應(yīng)有

50、的效果。為此，許多公司在改進(jìn)測量方式方法上也加大 了資金與技術(shù)的投入，許多公司購買了三坐標(biāo)測量儀用于現(xiàn)場檢測，從測量設(shè)備的測試 方面基本滿足了生產(chǎn)現(xiàn)場對檢測的需求。如何有效地將先進(jìn)的測量手段應(yīng)用到現(xiàn)場質(zhì)量 控制中，真正地提高油泵體的測量的檢測效率和測量精度成為了急需解決的問題。本課 題正是在這樣的背景下提出的，而本課題測量所用到的油泵體如圖所示： 圖 3.1 油泵體實(shí)體圖 3.1.2 改進(jìn)油泵體測量是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變的需要改進(jìn)油泵體測量是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變的需要 作為本課題的研究重點(diǎn)油泵體，由于它是為噴油泵其他零部件，如柱塞、挺柱 體、凸輪軸、齒桿、齒圈、緊帽等等的安裝支撐部件，因而存在測量要素多、形位

51、公差 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 9 多、測 最精度高等測量難點(diǎn)，特別是隨著產(chǎn)品趨向于多品種、小批量的生產(chǎn)模式，以及投入生 產(chǎn)的數(shù)控加工中心的日益增多，產(chǎn)品尺寸控制的日益嚴(yán)格，其質(zhì)量控制正向計(jì)算機(jī)化邁 進(jìn)的今天，顯然，以往靠光滑塞規(guī)、芯棒、對塊、百分表、高度尺及專用檢具的檢驗(yàn)?zāi)?式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)場生產(chǎn)質(zhì)量的控制要求，因而需要新的測量手段與方法予以取代。 就大多數(shù)生產(chǎn)油泵體的公司而言，過去在泵體的生產(chǎn)中主要以組合機(jī)床為主，通用立鉆、 鏜床、銑床等為輔的生產(chǎn)格局，目的是滿足大批量生產(chǎn)的要求，對工人的技術(shù)要求也比 較低，在產(chǎn)品的質(zhì)量控制方面，主要以事后把關(guān)為主，檢驗(yàn)人員往往等到

52、一批零什各道 工序加工完成后，根據(jù)批量的大小抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)，這樣使得檢驗(yàn)工作大大地滯后于生產(chǎn)， 無法及時反映加工過程中存在的問題。盡管檢驗(yàn)人員在生產(chǎn)過程中，也根據(jù)要求經(jīng)常進(jìn) 行巡回檢驗(yàn)，但由于加工工序分散、檢測效率低，測量周期長，檢驗(yàn)人員往往只檢測孔 徑及螺紋等單一尺寸的變化情況，而無法對諸如位置度、垂直度等綜合形位尺寸進(jìn)行及 時反映與控制。數(shù)控加工中心的引入使得加工工序較為集中、工藝參數(shù)較為穩(wěn)定，加工 過程易于控制。此外，數(shù)控加工中心的另一大特點(diǎn)就是調(diào)整環(huán)節(jié)增多，從而帶來了檢測 項(xiàng)目的集，.因而要求測量能更準(zhǔn)確、全面、迅速地反映加工實(shí)際情況等一系列要求。為 此，需要檢驗(yàn)人員能夠在工件進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)

53、試的時侯使應(yīng)通過測量將工件的加工信息予以 反映，以便在未滿足加工要求的時候能及時進(jìn)行調(diào)整，從而真正做到預(yù)防為主。由此可 見，這樣多方面的要求是以往落后的檢測手段所無法滿足的。同時，考慮到在同一道加 工工序中，各加工尺寸重要度要求不同，加工穩(wěn)定性也有所差異，檢測的難易程度也不 同，因而需要對不同的加工尺寸根據(jù)實(shí)際情況安排合適的檢測方法以滿足檢測經(jīng)濟(jì)性的 要求。 通過上述分析，確本課題研究的主要任務(wù)是： （1）在新的生產(chǎn)模式下，確定泵體孔系尺寸及其要測量的形位公差關(guān)鍵尺寸； （2）通過對關(guān)鍵尺寸測量理論研究，分析在測量方法的實(shí)現(xiàn)上所需要解決的問題.； （3）分析現(xiàn)行關(guān)鍵尺寸的測量方案和手段，明確其

54、存在的不足； （4）三坐標(biāo)測量儀的測量方法的實(shí)施和應(yīng)用研究； （5）三坐標(biāo)測量儀測量結(jié)果的誤差分析； （6）三坐標(biāo)測量儀在質(zhì)量控制中的具體應(yīng)； （7）泵體測量及其三坐標(biāo)測量儀應(yīng)用的改進(jìn)建議。 3.2 油泵體關(guān)鍵尺寸的確定油泵體關(guān)鍵尺寸的確定 一方面盡管噴油泵泵體品種較多，就大的類別而言就有 I 號泉、A 犁泵、B 型泵、P 型泵、VE 泵等,各種小的類別就更加多了，但由于各種噴油泵的工作原理大同小異，因而 各種泵體的關(guān)鍵控制部位基本相同；另一方面噴油泵泵體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量尺寸較多，所 涉及的尺寸、形位公差、粗糙度等共計(jì) 400 余個?；谏鲜鲈?，本課題主要選取目前 常用的油泵體對其他零部什配合

55、、安裝有影響的尺寸進(jìn)行測量研究。 首先，對油泵體總成的工作原理及結(jié)構(gòu)分析，具體示意圖如下圖所示： 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 3.2 油泵體工作原理與結(jié)構(gòu)簡圖 可以看出其整個工作過程大體可以分為兩塊，一是高壓油的形成過程，一是油量的 調(diào)節(jié)過程。 高壓油形成過程的動力源是從凸輪軸的驅(qū)動端傳入，凸輪軸的各個導(dǎo)頭依次帶動相 應(yīng)的挺柱體在泵體的安裝孔內(nèi)進(jìn)行上下運(yùn)動，挺柱體的上下運(yùn)動作用于柱塞偶件，通過 柱塞的上下運(yùn)動及出油閥偶件開閉，使噴射柴油在高壓腔內(nèi)形成一定的壓力，通過高壓 油管與噴油器向外噴射供油。 油量的調(diào)節(jié)過程主耍是通過與調(diào)速器相連的拉桿運(yùn)動,帶動油量調(diào)節(jié)套筒,從而帶動柱 塞套旋轉(zhuǎn)而

56、達(dá)到的。這兩個工作過程都直接關(guān)系著噴油泵總成的供油特性、速度特性及 柴油機(jī)的動力特性脅要達(dá)到保證噴油泵總成正常工作的關(guān)鍵,除了各個運(yùn)動部件,如凸輪 軸、軸承、挺柱體、柱塞、出油閥符合規(guī)定的制造要求外,還需要各個運(yùn)動部件的安裝必 須準(zhǔn)確,只有這樣才能保證各運(yùn)動部件運(yùn)動過程的準(zhǔn)確,因此,泵體上相應(yīng)各關(guān)鍵部件的安裝 孔,如凸輪軸軸承安裝孔、挺柱體安裝孔、柱塞安裝孔、出油孔、拉桿安裝孔必然是本課 題的研究重點(diǎn),所涉及的尺寸包括各安裝孔的坐標(biāo)尺寸、孔徑尺寸及位置度、垂直度、平 行度等形位公差，泵體的各孔的空間位置關(guān)系可參照下圖： 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 11 出油孔 頂面 柱塞安

57、裝孔 進(jìn)回油孔面 挺住體安裝孔 左側(cè)面 進(jìn)回油孔 拉桿安裝孔 軸承安裝孔 圖 3.3 泵體立體示意圖 其次，由于挺柱體上下運(yùn)動過程中的轉(zhuǎn)動主要由位于泵體下側(cè)的挺柱體定位銷固定； 柱塞彈簧上座的支撐與位置直接受到柱塞彈簧上座定位銷的作用，而且這兩類定位銷孔 均為直徑為 6 的細(xì)長小孔，加工難度較大，故相關(guān)的挺柱體定位銷孔和柱塞彈簧上座定 位銷孔也是本課題的研究重點(diǎn)，其坐標(biāo)尺寸、孔徑尺寸、及位置度、垂直度也是本課題 的測量重點(diǎn)，其示意圖可參照下圖： 圖 3.4 定位銷孔平面示意圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3.3 三坐標(biāo)測量儀在油泵體生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用三坐標(biāo)測量儀在油泵體生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)

58、用 3.3.1 生產(chǎn)過程控制的必要生產(chǎn)過程控制的必要 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對于產(chǎn)品質(zhì)量要求愈來愈嚴(yán)格。采用傳統(tǒng)方法即對成品的檢查來控制 產(chǎn)品質(zhì)量已遠(yuǎn)不適應(yīng)于形勢的需要，而且這是一種消極被動的措施。如果在對產(chǎn)品的設(shè) 計(jì)，外購件的采購，產(chǎn)品的制造過程，產(chǎn)品的測試與驗(yàn)收，乃至產(chǎn)品的使用各個階段的 活動進(jìn)行可靠有效的質(zhì)量控制，才是積極主動的措旌，從而滿足市場競爭的需求。 過程控制，也稱過程管理。它是管好“人、機(jī)、材料、方法、環(huán)境”等過程要素， 以保證過程質(zhì)量處于穩(wěn)定狀態(tài)的各種活動。因而，搞好產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的過程控制，是 達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，確保產(chǎn)品一致性的關(guān)鍵。 當(dāng)制造過程產(chǎn)生故障或缺陷（可由人、機(jī)床，材料

59、和工藝方法等引起）后，由質(zhì)量 控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集與測量對其分析并與標(biāo)準(zhǔn)作比較，然后為了校正引起此故障的偏 差，由控制系統(tǒng)計(jì)算出新的操作變量值，通過制造工藝校正或調(diào)正相應(yīng)的活動。這一系 列活動過程就是生產(chǎn)過程控制。它將被動的檢驗(yàn)把關(guān)轉(zhuǎn)化為主動的過程控制，通過對控 制參數(shù)的測量，運(yùn)用 SPC(統(tǒng)計(jì)控制方法)進(jìn)行變差分析,判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定,及早發(fā)現(xiàn) 潛在的故障隱患,及時予以修正,減少不必要的廢品損失。 加強(qiáng)過程控制管理,對企業(yè)整體的生產(chǎn)經(jīng)營管理活動有著積極的意義。 a.搞好過程控制,就可使企業(yè)生產(chǎn)全過程做到管“過程要素”保“過程和產(chǎn)品質(zhì)量”做 到防患于未然。 b.通過工藝分析確定關(guān)鍵過程;通過

60、對關(guān)鍵過程進(jìn)行過程分析,確定支配性要素。將關(guān) 鍵過程特性和支配性要素建為控制點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)控制,就可使過程做到有的放矢,重點(diǎn)管理,提 高控制的有效性。 c.搞好過程控制,可提高工序能力，減少不合格品數(shù)量，從而減少用戶的投訴，提高用 戶的滿意度。 d.搞好過程控制,可減少廢品和不良品浪費(fèi),從而可降低成本,增加經(jīng)濟(jì)效益。 3.3.2 生產(chǎn)過程控制的具體實(shí)施生產(chǎn)過程控制的具體實(shí)施 過程控制是一個系統(tǒng)性的工作,它需要企業(yè)的管理人員從生產(chǎn)過程的全局予以考慮,加 強(qiáng)系統(tǒng)管理和措施落實(shí)，全面的從生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)根據(jù)其所處的位置及其重要性予以考 慮。按實(shí)施的先后次序，過程控制大體可分為四個步驟： （1）進(jìn)行總體策劃

61、，編制“過程控制汁劃” 為了搞好過程控制，提高過程能力，企業(yè)工藝部門應(yīng)按一種產(chǎn)品或一個系列產(chǎn)品進(jìn) 行過程控制總體策劃，編制“過程控制計(jì)劃” 。 “計(jì)劃”應(yīng)在對產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合過程控制現(xiàn)狀，提出產(chǎn)品生產(chǎn)全過程控 制質(zhì)量的方法和要求。 “過程控制計(jì)劃”是產(chǎn)品過程控制帶有綱領(lǐng)性的文件，是隨后進(jìn)行 過程控制設(shè)計(jì)的依據(jù)。 （2）對關(guān)鍵過程進(jìn)行過程分析，確定支配性要素 為了使過程控制能作到預(yù)防，以“管要素” “保特性”的方法來保證過程質(zhì)量。企業(yè) 在進(jìn)行“過程控制策劃”中，必須對“裝配的關(guān)鍵過程”和“關(guān)鍵件加工的關(guān)鍵過程” 進(jìn)行過程分析。過程分析一般要經(jīng)過有關(guān)人員參與的“集體分析、驗(yàn)證和將驗(yàn)證結(jié)果

62、編 成文件”三步。通過分析，找出并確定關(guān)鍵過程的支配性要素，設(shè)計(jì)支配性要素的控制 基于三坐標(biāo)測量儀的油泵體零件檢測方案制定與實(shí)施 13 標(biāo)準(zhǔn)或管理方法。通過實(shí)施，控制支配性要素，提高過程控制的能力，確保過程質(zhì)量。 從而實(shí)現(xiàn)高水平的過程能力目標(biāo)，減少不良品，提高用戶滿意度。 （3）進(jìn)行過程控制沒計(jì)，編制控制文件 為了搞好過程控制，減少不良品，提高用戶滿意度，企業(yè)工藝部門應(yīng)依據(jù)“過程控 制計(jì)劃”和過程分析結(jié)果，選定過程控制點(diǎn)，進(jìn)行過程控制設(shè)計(jì)，編制控制文件?？刂?文件中最重要的有：a)指導(dǎo)生產(chǎn)工人操作和自檢用的作業(yè)指導(dǎo)書和自檢表：b)指導(dǎo)檢驗(yàn)人 員檢驗(yàn)用的檢驗(yàn)指導(dǎo)卡;c)指導(dǎo)備有關(guān)部門控制支配性要

63、素用的控制標(biāo)準(zhǔn)或管理辦法。 （4）實(shí)施過程控制設(shè)計(jì)，建立過程控制系統(tǒng) 企業(yè)組織生產(chǎn)工人和有關(guān)人員，對過程控制文件進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)；并在培訓(xùn)學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 上認(rèn)真組織貫徹實(shí)施，建立過程控制系統(tǒng)。在建立過程控制系統(tǒng)中，最重要的應(yīng)作好兩 方面工作：一是生產(chǎn)工人作業(yè)，要求嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書和自檢表進(jìn)行操作和檢驗(yàn)：二是 各有關(guān)部門認(rèn)真貫徹支配性要素控制標(biāo)準(zhǔn)或管理辦法，控制支配性要素。 3.3.3 油泵體過程控制的實(shí)施重點(diǎn)油泵體過程控制的實(shí)施重點(diǎn) 在油泵加工過程的控制方面，重點(diǎn)是做好關(guān)鍵工序關(guān)鍵尺寸的監(jiān)控工作。由于油泵 體加工以數(shù)控加工中心為主，工序分布較為集中，因而需要以加工中心做為過程控制的 對象，圍繞這它來展開

64、一系列的控制活動。 第一，各個加工中心所加工的工序內(nèi)容不同，設(shè)備加工效率、設(shè)備穩(wěn)定性也有一定 的差異，因而控制計(jì)劃的制訂也必須有一定的差異。最主要表現(xiàn)在檢查的頻次上。對加 工效率高、加工內(nèi)容多、設(shè)備穩(wěn)定的可適當(dāng)減少檢查頻次，反之，對加工效率低、加工 內(nèi)容少、設(shè)備不穩(wěn)定的可適當(dāng)增加檢查頻次。 第二.，按零件尺寸重要等級不同分別實(shí)施控制計(jì)劃。對重要等級低的尺寸，可采用 通用的檢測手段，減少檢查的頻次；對重要等級高的尺寸，可采用專用檢測手段，例如 設(shè)計(jì)專用檢具提高檢測效率、購買先進(jìn)檢測設(shè)備提高檢測精度等。 第三，加強(qiáng)加工工藝與測量之間的聯(lián)系。加工工藝的編排和測量工作的有效性是緊 密相連的，在編制工藝

65、的同時，應(yīng)考慮零件的可測性，尤其對一些中間但卻 能加工質(zhì)量的尺寸，如螺紋底孔的位置公差等，應(yīng)盡量安排其不是一次加工完成，因 為測量螺紋孔的位置公差會相對較難。 第四，加強(qiáng)操作工人的自檢和檢驗(yàn)員的專檢水平。加工中心使操作工人的勞動強(qiáng)度 大大降低，對操作工人的技術(shù)水平卻提出了更高的要求。在做好正常的裝卸和調(diào)整機(jī)床 的工作同時，必須利用現(xiàn)場配備的檢測設(shè)施對工件進(jìn)行測量，通過控制圖掌握工件尺寸 變化的規(guī)律，做好必要的調(diào)整工作，真正做到預(yù)防為主。檢驗(yàn)人員應(yīng)對工序的加工要求 有全面的了解，除了對關(guān)鍵尺寸進(jìn)行必要的檢測外，還應(yīng)對一些非關(guān)鍵尺寸按期進(jìn)行必 要的測量，及時掌握其變化的情況。 3.4 三坐標(biāo)測量儀在油泵體測量中所起的作用三坐標(biāo)測量儀在油泵體測量中所起的作用 3.4.1 提高檢測效率提高檢測效率 根據(jù)三坐標(biāo)測量儀測量效率高、測量準(zhǔn)確性好的持點(diǎn)，我們一般安排其做為油泵體首 件檢驗(yàn)的測量設(shè)備，及時對各個加工中心初始加工狀態(tài)下的加工質(zhì)量水平進(jìn)行測量，便 于迅速發(fā)現(xiàn)存在問題，從而及時調(diào)整。以往完成首檢工作 3 個人需要 1-1,5 個小時，并且 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 量項(xiàng)目較測量儀要少。因而三坐標(biāo)測量儀的投入使測量效率有了很大的提高，從而也使 首檢有真正的意義。 3.4.2