公差测量技术与逆向工程实验指导书

公差丈量技术与逆向工程实验指导书公差丈量技术与逆向工程实验指导书公差丈量技术与逆向工程实验指导书?公差丈量技术与逆向工程?实验指导书浙江大学工程训练中心杭州博洋科技目录公差丈量技术与逆向工程实验纲领2■公差丈量技术实验一坐标丈量机认知实验4实验二孔、轴件的丈量实验7实验三平面度丈量实验11实验四圆锥各尺寸的丈量实验15实验五轴键槽对称度丈量实验19实验六螺纹孔丈量实验....................................................................22■逆向工程实验一拓扑分析与逆向数据收集261公差丈量技术与逆向工程实验纲领一、实验目标公差丈量技术是工科院校特别是技术型工科院校的机械类专业的一门适用性较强的技术基础课，内容波及机械产品及其零零件的设计、制造、维修、质量控制与生产管理等多方面标准及其技术知识。为了更好地效力于机械类学生的实践讲课，使学生充分认识先进制造技术及其应用，张开公差精巧丈量技术与逆向工程的系列化讲课实验，为机械工程类学生的实验讲课、学校的机械类学科比赛、学生的创新实践活动等供给实验与实践环节。二、实验安排本系列讲课实验纲领分为基础实验、进阶实验和逆向工程三个局部。详尽以下：公差丈量技术实验一坐标丈量机认知实验实验二孔、轴丈量实验实验三平面度丈量实验实验四圆锥各尺寸的丈量实验实验五键槽对称度丈量实验实验六螺纹孔丈量实验逆向工程实验一拓扑分析与逆向数据收集三、实验教材及主要仪器设施?公差丈量技术与逆向工程实验指导书?、复合式三坐标丈量机一台2四、预期奏效经过本实验更好地效力于机械类本科生的实践讲课，使学生掌握先进精巧检测技术及其应用，同时经过对反求工程的认识培育创新思想和能力，为机械工程类学生打造一个优秀的基础。3实验一坐标丈量机认知实验一、实验目的认识三坐标丈量机结构认识三坐标丈量机原理认识三坐标丈量机保护养护方法二、设施与器械1〕三坐标丈量机2〕测头系统：MH20i或PH10T3〕测针：20×?3mm三、实验步骤1〕三坐标丈量机结构按机械结构分：龙门式——用于轿车车身等大型机械零零件或产品丈量；b)桥式——用于复杂零零件的质量检测、产品开发，精度高；4悬臂式——主要用于车间划线、简单零件的丈量，精度比较低。按驱动方式结构分：手动型——手工使其三轴运动来实现采点,价钱低价,但丈量精度差；灵便型——经过电机驱动来实现采点，但不可以够实现编程自动丈量；自动型——由计算机控制丈量机自动采点，经过编程实现零件自动丈量，且精度高。2〕三坐标丈量机原理将被测物体置于三坐标丈量机的丈量空间，可获得被测物体上各丈量点的坐标值，依据这些点的空间坐标值经过数学运算求出被测物体的几何尺寸，形状和地点公差。输出I=0D=4J=0R=2K=13〕三坐标丈量机保护养护方法三坐标丈量机作为一种精巧的丈量机器，假如保护及养护做得实时，就能延长机器的使用寿命，并使精度获得保障、故障率降低。为使客户更好地掌握和用好丈量机，丈量机保护及养护规程以下：1〕开机前的准备三坐标丈量机对环境要求比较严格，应按要求严格控制温度及湿度；三坐标丈量机使用气浮轴承，理论上是永不磨损结构，但是假如气源不洁净，有油．水或杂质，就会造成气浮轴承拥堵，严重时会造成气浮轴承平易浮导轨划伤，结果严重。所以每日要检查机床气源，放水放油。按期冲洗过滤器及油水分别器。按期检查机床气源上一级空气根源，〔空气压缩机或集中供气的储气罐〕；花岗岩导轨更要按期检查导轨面状况，所以每次开机前应洁净机器的导轨，用航空汽油擦抹〔120或180号汽油〕或无水乙醇擦抹。5牢记在养护过程中不可以够给任何导轨上任何性质的油脂；在长时间没有使用三坐标丈量机时，在开机前应做好准备工作：控制室内的温度和湿度(24小时以上)，此后检查气源、电源能否正常；开机前检查电源，若有条件应配置稳压电源，按期检查接地，接地电阻小于4欧姆。工作过程中：被测零件在放到工作台上检测以前，应先冲洗去毛刺，防备在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响丈量机的丈量精度及测针使用寿命；被测零件在丈量以前应在室内恒温，假如温度相差过大就会影响丈量精度；大型及重型零件在搁置到工作台上的过程中应轻放，以防备造成强烈碰撞，以致工作台或零件损害。必需时能够在工作台上搁置一块厚橡胶以防备碰撞；小型及轻型零件放到工作台后，应紧固后再进行丈量，否那么会影响丈量精度；在工作过程中，测座在转动时(特别是带有加长杆的状况下)必然要远离零件，以防备碰撞；在工作过程中假如发生异样响声，切勿自行拆卸及维修，请实时与厂家联系，厂家会安排经过严格培训的人员前去，并许诺以最快的速度帮助客户解决问题。操作结束后请将Z轴挪动到上方，但应防备测针撞到工作台；工作完成后要洁净工作台面；检查导轨，若有水印请实时检查过滤器。若有划伤或碰伤也请实时与厂家联系，防备造成更大损失；工作结束后将机器总气源封闭。6实验二孔、轴件的丈量实验一、实验目的丈量内孔尺寸与轴尺寸偏差的方法和特色仔细意会“局部实质尺寸〔实质偏差〕〞见解二、设施与器械1〕三坐标丈量机2〕测头系统：MH20i或PH10T3〕测针：20×?3mm三、实验原理与方法三坐标丈量根根源理就是经过探测传感器〔测头〕与丈量空间轴线运动的配合，对被测几何元素进行失散的空间点地点的获得〔如图1-1〕，此后经过必然的数学计算，完成对所测得点的分析拟合，最后还原出被测的几何元素，并在此基础上计算其与理论值〔名义值〕之间的偏差〔如图1-2〕，进而完成对被测零件的查验工作。1-11-2四、实验步骤、方法与本卷须知1〕第一针对工件选择对应的测头配置，将被测得圆柱孔搁置在工作平面以以以下图1-3〕：1-372〕被测件的孔属于根本元素“圆柱〞，我们能够设置2种丈量方案：方法1、自动丈量，需要有被测件的CAD模型。拥有被测件的CAD模型后打开软件，选择→→。导入IGES文件，成立好工件坐标系让模型与工件对齐，使用面选择器选择样件的内孔的圆柱面如图〔1-4〕。软件将该圆柱面命名为CYL1，我们能够在软件右边的元素对话框中看见CYL1的圆柱面信息如图〔1-5〕。1-41-5软件下方切换到“丈量〞界面。点选“圆柱〞功能，将CYL1拖入被测元素对话框中，在数显区转动鼠标滚轮确立丈量点数可设置丈量点数为8如图1-6，点击“生成丈量点〞，整体设置可参照图1-7：1-7点击“丈量〞，设施依据所设置的参数采纳被测件孔的空间点地点再经过软81-11件计算还原出被测件的几何元素，这样就获得了孔的实质尺寸输出报告，在软件下方切换到“公差〞，点选“直径〞公差，将圆柱孔CYL1的实质数据拖入元素名对话框，设置以以以下图〔1-8〕：1-8点击“定义公差〞完成圆柱孔的公差评估并在右边的“公差〞对话框中生成公差标签TDIAM2。以以以下图1-9：1-9切换到丈量报告对话框，将TDIAM2的公差标签拖入对话框中就完成了圆柱孔直径的公差报告。如图1-101-10方法2：手动丈量，相关于自动丈量操作来说较简单，适用于单调尺寸的快速丈量。在软件下方选择“丈量〞界面，点选“圆柱〞丈量功能在选择“统计图〞分页功能，用手持器在圆柱孔壁随意取点，取点时注意要让测头的红宝石探头接触圆柱孔面，假如是测头杆接触获得的数据会影响最后的真切数据，每获得一个空间点地点是左下方的数显就会显示以以以下图91-11相同获得8个空间点后点击确认，生成圆柱孔名CYL1，此后的评估操作与方法一起样。3〕丈量轴的方法与孔的方法一致，孔与轴都属于根本元素中的“圆柱〞。用三坐标丈量机在轴的圆柱面上提取空间的失散点经过软件计算得出被测件的实质尺寸。五、办理数据名称丈量表示图仪器零件名称精度范围丈量范围DESEI零件尺寸及极限偏差名称丈量表示图仪器零件名称精度范围丈量范围零件尺寸DESEI及极限偏差10实验三平面度丈量实验一、实验目的认识平面度的丈量原理和方法掌握平面度偏差的评定方法二、设施与器械1〕三坐标丈量机2〕测头系统：MH20i或PH10T3〕测针：20×?3mm三、丈量原理和方法平面度公差用以限制平面的形状偏差。其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的地区。三坐标在丈量平面度时，在平面上采纳数个丈量点，用丈量点以最小二乘法拟合一个平面，包含全部丈量点的两个平行平面间的距离为平面度。这两个平行平面平行于拟合的最小二乘平面。最小二乘法的原理是，全部丈量点距离拟合元素〔平面、直线、圆、圆柱〕的距离的平方和最小。如图2-12-1〔两平面的距离为被测平面的平面度〕四、实验步骤、方法与本卷须知1〕针对工件选择对应的测头配置，粗拙度不相同的平面，对平面度的要求是不相同的。粗拙度越大的平面，最好尽量选择直径较大的探针。2〕导入CAD模型：选择→→。导入IGES文件，成立好工件坐标系让模型与工件对齐，使用面选择器选择样件的上表面作为实验案比方图2-2，红色高亮局部为待测区。112-23〕规划丈量路径：从上述的三坐标对平面度的丈量原理得悉，丈量点数越多反应的被测平面的平面度越真切。所以依据被测平面的长宽为80X80，我们能够编写一个栅格点的丈量路径，表示图如2-3。也能够把我们从CAD上采纳的平面PLN1拖入“丈量〞模块的“面〞功能，在数显取设置丈量点数为80后点击“生成丈量点〞设置如图2-4，检查生成的丈量路径如图2-5，点击“测量〞完成丈量步骤2-32-52-44〕评估平面度：切换到“公差〞模块的“平面度〞功能，拖入已丈量的实质平面PLN1到元素名如图2-5，输入公差带0.02点击“定义公差〞确认设置，完成被测平面的平面度公差评估。122-5五、数据办理三坐标的平面度计算方式与过去所熟习的计算方法不相同，不需要使用计算法、作图法、对角线发等求取平面度的偏差值。都是经过软件自动计算出被测面得平面度公差，我们只要要输出公差报告就能够直观看出平面偏差的“图形错误报告〞。步骤以下：1〕切换到丈量报告对话框，将TFLAT1的公差标签拖入对话框中。2〕切换到图形错误报告对话框，将面PLN1拖入对话框中，软件将以彩色云图的表现方式表示平面的趋向如图2-6，点击将图形错误报告导入到丈量报告对话框中。☆丈量报告见附页13附页14实验四圆锥各尺寸的丈量实验一、实验目的认识圆锥配合中的根本参数熟习使用三坐标丈量机丈量圆锥各尺寸的丈量方法二、设施与器械1〕三坐标丈量机2〕测头系统：MH20i或PH10T3〕测针：20×?3mm三、丈量原理和方法在圆锥体的丈量中，必然熟习影响圆锥交换性的几个根本参数，主要有圆锥面、圆锥角〔ɑ〕、圆锥直径〔D，d，dx〕、圆锥长度〔L〕、锥度〔C〕如图3-1.三坐标丈量机在丈量圆锥根本参数时，主假如获得圆锥面上的失散的空间点，此后经过必然的数学计算，还原出圆锥面。再获得圆锥2个端面的面信息，经过结构在软件中生成被测圆锥的CAD图形，就能够从CAD图形上获得圆锥的几个根本参数。四、实验步骤、方法与本卷须知1〕，以图3-1被测件上的圆锥台为例，丈量出它的根本参数。分析被测件我们但是使用20×?3mm测针，测头角A为30B为180。标定测头，将被测件固定在工作台上如图3-23-13-22〕使用面选择器选择被测件上的圆锥面如图3-3，软件自动命名圆锥面为CON1，将CON1拖入“丈量〞模块的“圆锥〞功能，在数显取设置测15量点数为15后点击“生成丈量点〞。检查生成的丈量路径如图3-4，点击点击“丈量〞完成丈量步骤3-23-43〕经过察看发现丈量出的实质圆锥与理论圆锥的的高度不一致如图3-5，能够测量出圆锥的2个端面经过结构得出实质圆锥的CAD数据。使用面选择器选择被测圆锥的2个端面如图3-6，丈量出PLN1和PLN2。3-53-6切换到“结构〞模块，选择“界限〞功能，将CON1拖入被限制的元素对话框中，将2个端面PLN1和PLN2拖入界限元素对话框中如图3-7，点击“增添结果〞完成实质圆锥的CAD结构。4〕获得实质圆锥的CAD数据后，切换到“公差〞模块的“锥角〞功能，拖入已丈量的圆锥CON1到元素名对话框如图，输入上公差、下公差分别为0和，点击定义公差完成圆锥角的评估。如图3-7163-75〕圆锥最大直径D与最小直径d能够经过结构得出，切换到“结构〞模块，选择“订交〞功能，将CON1拖入元素1对话框中，将2个端面PLN1和PLN2分别拖入元素2对话框中，点击“增添结果〞结构出圆INTERCI1和INTERCI2，dx能够使用功能，将CON1拖入锥体元素对话框中，填入所要结构的理论圆的直径如图3-8，点击增添结果获得dx圆CONEDIAMCI1。3-8切换到“公差〞模块的“直径〞功能，拖入已结构的圆的元素名对话框如图，输入上公差、下公差与理论圆直径，点击定义公差完成圆锥直径的评估。五、数据办理经过软件评估，已经获得了圆锥角、圆锥直径的公差标签，我们能够切换到丈量报告对话框，将公差标签TCONEANG1、TDIAM1、TDIAM3拖入对话框中。圆锥角a我们能够双击元素数据对话框中的CON1元素名如图3-9，会在相邻的对话框中显示该元素的详尽参数此中H项的实质参数为圆锥的长度，锥度C即为两个垂直于圆锥轴线截面的圆锥直径差与该两截面间的轴向距离之比，公式为C=(D-d)/L。得出圆锥的长度L和锥度C，我们使用丈量报告对话框中的“添加文本〞功能，输入圆锥的长度L和锥度C。数据办理报告如图3-91718实验五轴键槽对称度丈量实验一、实验目的熟习使用三坐标丈量机丈量轴键槽的对称度的方法认识轴键槽对称度公差对轴传动的影响意会使用三坐标丈量对称度中基准的重要性二、设施与器械1〕三坐标丈量机2〕测头系统：MH20i或PH10T3〕测针：20×?3mm三、丈量原理和方法轴键槽对称度是影响传动轴扭矩传达精度及键和键槽工作寿命的重要参数。在轴键槽加工中，当前常用的轴键槽对称度丈量方法有的丈量精度较低；有的操作复杂，不便于加工现场使用。如V形块-百分表丈量法需要频频调转工件、找正，此后将丈量值代入公式进行计算，又如用轴键槽对称胸怀规检测，因为量规的规格多，不利于管理和保存。使用三坐标丈量对称度是需要丈量出键槽的2个对称平面同时结构出键槽的基准平面，经过软件计算出2个平面与基准面的对称度，丈量方法有2种：方法一：在工件上成立坐标系，坐标系的原点成立在轴的基准圆上，坐标系的X或Y轴与被测轴的轴线拉平。丈量出键槽的2个被测平面用坐标系的基准平面做为基准平面，经过软件计算出键槽的对称度。方法二：用相同的方法在被测轴上成立工件坐标系，丈量出键槽的2个被测平面，同时结构出2个平面的中心面，丈量出中心面和基准平面距离的2倍即为该键槽的对称度四、实验步骤、方法与本卷须知以图4-2的轴为实例，将轴固定在V型块上再整体固定在工作台面，能够采纳20×?3mm的测针，准备完成后能够使用三种方法丈量该键槽的对称度。4-219方法一：丈量出键槽孔的端面PLN1确立一平面、基准圆CIR1确立坐标原点、基准圆柱CYL1作为基准轴。如图4-3红色显示的为丈量元素。4-3从丈量数据窗中的PLN1拖入座标数据区的MCS上，生成一个确立Z轴的坐标系，再用相同的方法拖入CIR1确立坐标系原点。下方对话框切换到“坐标〞的“旋转〞功能，“使用元素〞选项打勾旋转轴为Z对齐方向选择对齐X轴，拖入基准圆柱CYL1确立坐标系的X轴点击“增添/激活坐标系〞生成零件坐标系。如图4-44-4再丈量出键槽的2平面PLN2和PLN3切换到“公差〞模块的“对称度〞功能，拖入已丈量的平面PLN2和PLN3到元素名对话框，输入公差0.1。数据区切换到“坐标〞选中CRD框架中的EA_ZXPLANE如图4-5的基准平面到参照元素1对话框中如图4-6，点击“定义公差〞完成键槽孔对称度的评估。204-54-6方法二：用方法一的坐标系成立方法创办零件坐标系，丈量出键槽的2个被测平面PLN2和PLN3，切换到“结构〞模块，选择“中分〞功能，将PLN2和PLN3拖入元素1和元素2对话框中，预览2个不相同向量的结构面选择MIDPL2平面，点击“增添结果〞结构出头PLN2和PLN3的中分面MIDPL2.获得PLN2和PLN3计算出的中分面MIDPL2后，切换到“公差〞模块的“距离〞功能，拖入已结构好的中分面MIDPL2和CRD框架中的EA_ZXPLANE到元素名对话框，左边数据区的“实质〞项所显示的数值就为中分面到基准面的距离，乘以2就是我们所要的键槽的对称度公差。五、数据办理名称丈量表示图仪器零件名称精度范围丈量范围方法一方法二键槽对称度21实验六螺纹孔丈量实验一、实验目的掌握螺纹孔元素的丈量方法认识几种使用三坐标丈量机对螺纹孔的丈量方法二、设施与器械1〕三坐标丈量机2〕测头系统：MH20i或PH10T3〕测针：20×?3mm5〕螺纹芯轴：可在配件市场上购买对应螺纹大小的螺纹芯轴三、丈量原理和方法以图1-1所示为某工厂的生产加工图纸为事例，依据图纸要求在丈量出螺纹孔的垂直度公差222．事例分析：1〕此工件属于有二维图纸无CAD模型的丈量，依据图纸要求需要将工件固定在工作台面上，丈量出2个螺纹孔的元素和下端面的面元素。2〕螺纹孔能够理解“圆柱〞元素，丈量出2个“圆柱〞元素就能够评估出螺纹孔的垂直度公差以及圆柱的直径。3〕经过对被测件分析我们能够制定三种丈量方法三种丈量方法丈量原理以下：第一种丈量方法是在螺纹孔中加装螺纹芯轴，在芯轴外圆采两个截面8个点构造一个圆柱元素，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线。第二种丈量方法是直接在螺纹孔内采两截面8点拟合一个圆柱元素，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线。第三种丈量方法是依据螺纹孔旋向和螺距P的大小步进采点，即在螺纹孔内每采1点后测头向退后P/4的距离采第2点，挨次类推，采完第4点此后，测头向前进mP距离〔m为整数〕，再采第5点，挨次类推，采完第8点结构一个圆柱，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线，三坐标采点表示图以以以下图。23四、实验步骤、方法与本卷须知1〕装夹零件：经过图纸分析，我们需要的是2个螺纹孔的“圆柱〞元素和下端面的面元素，所以我们能够用电工胶枪把工件上断面固定在工作台上2〕测头、角度的成立和标定：依据工件丈量孔的地点选择A0，B0丈量角度进行标定；能够视需要增添测头角3〕丈量方法一：把螺纹芯轴锁在螺纹孔中，在芯轴外圆采两个截面8个点结构一个圆柱元素，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线。在下端面采8个点丈量出“面〞元素，在软件中选择“公差〞——“垂直度〞，把“圆柱〞元素拖入元素名对话框中，把“面〞元素拖入参照元素对话框中，输入图纸上的公差带。此后点击定义公差，评估出螺纹孔的垂直度以及螺纹孔的直径。4〕丈量方法二：直接在螺纹孔内采两截面8点结构一个圆柱元素，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线。在下端面采8个点丈量出“面〞元素，在软件中选择“公差〞——“垂直度〞，把“圆柱〞元素拖入元素名对话框中，把“面〞元素拖入参照元素对话框中，输入图纸上的公差带。此后点击定义公差，评估出螺纹孔的垂直度以及螺纹孔的直径。5〕丈量方法三：依据螺纹孔旋向和螺距P的大小步进采点，即在螺纹孔内每采1点后测头向退后P/4的距离采第2点，挨次类推，采完第4点此后，测头向行进mP距离〔m为整数〕，再采第5点，挨次类推，采完第8点结构一个圆柱，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线。在下端面采8个点丈量出“面〞元素，在软件中选择“公差〞——“垂直度〞，把“圆柱〞元素拖入元素名对话框中，把“面〞元素拖入参照元素对话框中，输入图纸上的公差带。此后点击定义公差，评估出螺纹孔的垂直度以及螺纹孔的直径。五、数据办理用上边所提到的3种丈量方法，每个方法丈量5次，每次都必需挪动工件的地点从头装夹将三种丈量方法获得的螺纹孔直径的5次丈量结果参照以以下图制作成散布图。24131211

方法一方法二方法三一二三四五丈量次数一二三四五方法一方法二12方法三121225实验一拓扑分析与逆向数据收集一、实验目的经过事例认识拓扑分析以及规划