测量技术在铣削加工中的应用.pptx

测量技术在铣削加工中的应用1一、一、专专用用检检具基本形式和具基本形式和设计设计制造基本要求制造基本要求(1)光滑极限量规光滑极限量规设计制作应符合泰勒原则，即符合极限尺寸判断原则。1)量规的测量面不应有锈斑、毛刺、黑斑、划痕等明显影响外观和影响使用质量的缺陷。2)量规测量面的形状和位置误差应在量规的制造公差带内，通常量规的形状和位置公差取量规制造公差的50。3)量规测量面的表面粗糙度规定为Ra0.40.025m。4)量规工作部分一般由碳素工具钢(T10A)、合金工具钢(CrMn、GCr15)、20钢渗碳或硬质合金(YG6、YG8)制造。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例25)塞规的测头与手柄的联接应牢固可靠，在使用中不应松动。6)量规的标志应打在塞规测头的端面和量规的其他非工作面上。(2)直线尺寸量规直线尺寸量规可用于工件长度、宽度、高度和深度等尺寸的检测，它是根据塞规和卡规的原理设计制造的，一般做成板状，如图5-1所示。图5-1直线尺寸量规的测量原理第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例31)长度量规有卡规式和刻线式两种结构，如图5-2所示是卡规式长度量规的结构形式，为了区别通端与止端，通常在通端(T)一边作出倒角，止端(Z)一边作出圆角。2)宽度量规的结构如图5-3所示，这种量规根据塞规原理进行设计，常用其检查槽的宽度，这种量规一般做成双头的。图5-2卡规式长度量规第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例4图5-3宽度量规3)高度量规和深度量规常用的有板式和台阶式两种，板式高度和深度量规结构简单，一般用厚度为38mm的钢板制成，设计制作可参见表5-1中的典型结构。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例5表5-1板式高度量规和深度量规的典型示例第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例6 确定板式量规工作面长度及其相互位置时，应保证量规基准面有适当的工作长度，还应保证量规有足够的测量位置。如图5-1a所示，只有当LD、L1d、l2l1时，量规测量基准面G在测量过程中才不会脱离工件被测表面，并保证量规测量面有适当的测量位置，从而正确反映工件的实际尺寸。但L的尺寸也不能太长，以免给制造带来困难。对于用缝隙透光方法测量工件尺寸的板式量规，在测量面上应倒角，使其量刃宽度S减至0.50.8mm，以便于观察光隙。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例7 当板式量规的基准面为断续平面，而在使用时又必须在同一平面上，则需将断续基准面用细直线连接(图5-1)。此时，量规基准面允许不在同一平面内的误差为量规制造公差的2/3。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例8 板式量规上的空刀槽应做出圆弧形，第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例9以防止量规热处理时在该处产生裂纹。台阶式量规活动测销和测销孔的直径D可根据量规结构选取，其配合公差可按H7/g6制造。台阶式量规活动测销(或量规本体)的台阶尺寸C应等于被测尺寸的公差，其制造偏差可按表5-2选取。当量规两测量面为一定尺寸时(如图5-4所示尺寸为H时)，台阶基面与台阶上平面齐平，其不齐平度在制造时允许偏差Q，磨损时允许偏差QS。Q和QS值可根据尺寸H和被测尺寸公差查有关表确定。例如，当尺寸H=22mm被测尺寸的公差(即台阶尺寸C)为0.2mm时，从有关表中可查得：Q=0.01mm，QS=0.017mm。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例10表5-2台阶式量规台阶尺寸的偏差(单位：mm)为了量规制造和鉴定方便，台阶高度和深度量规可采用校准件。但校准件尺寸不可能绝对准确，也需要制造公差，因此如用校准件来检定量规，就会使量规多一层误差，故凡能用通用量规和量仪来鉴定和制造又不是很困难的量规都不采用校准件。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例11(3)位置量规检验工件图样上被测要素的尺寸公差和形位公差时遵守相关原则(包容原则、最大实体原则)的平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度和位置度的量规，统称为位置量规。图5-6位置量规a)工件简图b)量规简图第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例12(4)样板量规通常统称为样板，是用来检验工件内腔和外形轮廓用的一种量规。1)样板的种类与形式。图5-7样板的分类和名称a)角度样板b)半径样板c)阶梯样板d)齿形样板e)特形样板f)划线样板g)锉修样板第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例132)样板公差确定方法：样板的制造公差和磨损公差均按对称分布。工作样板工作表面的主要尺寸公差：圆弧和角度的制造公差取被检工件公差的10，化为双向公差，即5%。当工件轮廓精度要求很高时(如成形铣刀的轮廓)，工作样板的制造公差可取工件廓形公差的1/21/3。为了便于制造，工作样板上廓形的制造公差一般不得小于0.010.005mm，角度制造公差不得小于130。工作样板工作表面的非主要尺寸(如某些圆角半径)的制造公差按工件公差的10选取。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例14 工作样板工作表面的磨损公差取工件公差的8，其偏差方向按样板磨损方向而定。对于叠合式样板可不规定磨损公差。校对样板的制造公差选其被检工作样板制造公差的1/2。一般不得小于0.005mm，角度偏差不得小于1。工作样板与校对样板成对设计时，其制造公差以校对样板的公差值标注。3)样板设计制作注意点：设计单极限样板时，一般应设计成最大极限轮廓样板。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例15 如图5-8所示，用半径样板检验工件圆弧半径，使用目测工件圆弧表面与样板表面的间隙位置及其大小来判断制品是否合格。在设计半径样板时，需先计算出间隙的大小，若间隙不小于0.02mm，才能保证样板测量的准确性。图5-8圆弧半径的测量a)用样板大端检验b)用样板小端检验第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例16 样板工作表面尺寸的标注基准需和工件轮廓尺寸上标注的基准一致，以免误差积累。样板工作表面的粗糙度一般取Ra0.20.1m；对工序检验用的粗样板可取Ra0.40.2m；非工作表面粗糙度为Ra0.3m。样板厚度通常为23mm，当样板大于200mm时可选58mm。为了便于工作样板制造、使用和鉴定，图5-9工作样板沿型面倒角第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例17 样板材料可用低碳钢(20、20Cr)，渗碳淬火后要求硬度达到5862HRC，也可用碳素工具钢T10A、T12A和合金工具钢Cr、CrMn钢等制造。大型样板和型面比较复杂、难于加工的样板，允许硬度在3545HRC范围内，此时工作型面必须镀硬铬，镀层厚度为0.0050.01mm。样板在图样上的位置为样板的正面，凡样板的刻线、标刻等均应标记在样板的正面上。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例18二、二、专专用用检检具的具的设计设计制作示例制作示例*(1)成形刀具廓形样板设计制作示例如图5-10所示，成形刀具的工作样板与校对样板常成对设计。1.样板设计示例第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例19(2)尖齿刀具容屑槽工作样板与校对样板设计制作示例如图5-11所示，尖齿刀具容屑槽的工作样板与校对样板常成对设计。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例20(3)间隙式单极限样板设计制作示例如图5-12所示，样板的工作表面廓形与工件轮廓形状相反。图5-12间隙式单极限样板第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例21(4)间隙式标准样板和双极限样板设计示例设计检验如图所示测量工件上角度用的间隙式标准样板和双极限样板时，确定如图5-13b所示的间隙式标准角度样板的制造公差：由于计算结果小于130，故取公差为最小值130。图5-13间隙式标准样板和双极限样板a)工件简图b)间隙式标准样板c)间隙式双极限样板第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例22(5)叠合式样板设计示例设计检验如图5-14所示工件圆弧连接面的叠合式样板，样板的定位部分为间距为800.05mm的两14H8mm孔，定位圆柱与工件孔的配合选用H8/f7。(1)同轴度量规结构和检验方法设计示例(位置量规设计示例制造公差的确定可参考有关公式和数据表进行计算)如图5-15a所示，工件上两孔对公共基准轴线有同轴度要求，该工件可用如图5-15b所示的同轴度量规检验。(2)垂直度量规结构和检验方法设计示例2.位置度量规的结构和检验方法设计示例第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例23第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例24图5-15同轴度量规a)工件图样标注b)量规简图第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例25图5-16垂直度量规a)工件图样标注b)量规简图第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例26(3)平行度量规结构和检验方法设计示例如图5-17a所示，工件上孔10h11mm被测销轴的相对于基准平面A有平行度要求。图5-17平行度量规a)工件图样标注b)量规简图c)测量元件1被测工件2测量元件3量规体4导向轴第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例27(4)对称度量规结构和检验方法设计示例如图5-18a所示，工件上20Js10mm被测槽的中间平面相对于基准外表面的中间平面有对称度要求。图5-18对称度量规a)工件图样标注b)量规简图第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例28(1)长度量规设计示例1)确定量规的结构形式和尺寸：由工件要求可知应选用刻线式长度量规，其结构尺寸参见表5-3。图5-19长度量规a)工件简图b)刻线式长度量规图样(材料20钢)3.直线尺寸量规设计示例第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例29表5-3刻线式长度量规的结构和尺寸(单位：mm)2)计算量规的尺寸：工件的最大长度尺寸为40.31mm，工件的最小长度尺寸为39.69mm。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例303)绘制量规制造图样(图5-19b)。图5-20台阶式深度量规第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例31(2)深度量规设计示例1)确定量规的结构形式和尺寸：由工件要求可选用台阶式深度量规，其结构形式和台阶尺寸如图5-20所示。2)根据深度量规结构，取测销直径为8mm，销孔直径尺寸为8H7mm，测销直径尺寸8g6mm。3)深度尺寸为20.8mm，台阶尺寸为0.8mm，查阅有关数据表，得出深度量规在制造时允许的不齐平度为0.042mm，允许磨损至0.065mm。批量铣削加工如图521所示的带复杂角度面轴，综合性专用检具的结构和检验方法设计步骤如下：4.综合性专用检具的结构及检验方法设计实例第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例325T21.eps(1)专用检具结构和检验方法总体设想根据工件加工第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例33部位的特点，各加工面与工件基准轴线和基准端面有尺寸要求，各段角度面均与左端六角棱柱侧面的中间基准面有角度位置要求。图5-22用移动式量规测量角度面尺寸第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例34(2)测量辅具的设计方案图5-23测量辅具结构示意(3)移动式直线尺寸量规设计移动式直线尺寸量规的结构如图5-24所示，第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例35量规的工作面至其鞍座基准面的尺寸H等于测量辅具回转轴线至底座测量面的距离尺寸H1与被测角度面至工件轴线的尺寸H2之和。图5-24移动式直线尺寸量规第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例36(4)测量方法设计1)安装分度盘，定位销插入起始基准孔，工件右端装拨盘；2)两顶尖安装工件，调整工件的圆周位置使四棱柱基准侧面与测量基准面大致平行，旋紧拨盘紧固联接工件的紧固螺钉。3)通过拨盘与测量辅具回转盘联接螺钉的微量调节，借助百分表或四棱柱移动式量规，使四棱柱基准侧面与底座测量基准面平行。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例374)用角度面1移动式量规测量五边形角度面1至轴线的尺寸，测量时用手按住量规鞍座，使鞍座底面与底座基准面贴合，然后用工作面测量角度面两侧，若通端自由通过，止端均未通过，则表明角度面1至轴线的尺寸及与四棱柱基准侧面的角度位置符合图样要求。5)拔销转动回转盘，使角度面2的定位销插入定位孔，按上述方法用角度面2移动式量规测量角度面2。6)依次测量角度面3、4、5。7)用双极限长度量规测量五边形角度面轴线位置尺寸，用双极限宽度量规测量五边形角度面的宽度尺寸。第一第一第一第一节节专专用用用用检检具具具具设计设计制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例制作方法与示例38一、刀具一、刀具检验测检验测量准量准备备(1)熟悉金属切削刀具的种类、被测刀具的类别本例被测刀具为齿轮盘铣刀，属于齿轮加工刀具中的成形加工法刀具，主要用途为铣削齿轮、齿条，是比较复杂的刀具。(2)熟悉被测刀具的测量特点齿轮刀具的特点是尺寸和几何精度高，形位公差小，测量参数(项目)多，测量仪器操作比较复杂。(3)熟悉被测刀具的基本结构1)盘形齿轮铣刀是齿轮加工中结构最简单的刀具，适用于精度比较低的齿轮铣削加工。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例392)这种铣刀是按照“组”制造的，即为适应不同齿数铣削要求，每一种模数铣刀均由8个或15个刀号组成一个组。3)盘形齿轮铣刀的结构见图5-25a，属于铲齿结构。(4)齿轮铣刀的技术要求1)铣刀表面不得有裂纹、崩刃、烧伤及其他影响使用的缺陷。2)铣刀表面的粗糙度：刀齿前刀面、内孔表面和端面不低于Ra0.8m；齿形铲背面不低于Ra1.6m。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例403)铣刀内孔偏差按H7级规定，其内孔配合表面两端超出公差的长度总和小于配合表面长度的25；键槽两侧超出公差部分的总长不大于键宽的1.5倍。4)铣刀用W18Cr4V或其他性能相当的高速钢制造。5)用W18Cr4V高速钢制造的铣刀工作部分硬度为6366HBW。6)铣刀其余制造公差见表5-4中的规定。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例41表5-4盘形齿轮铣刀制造公差(单位：mm)第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例42表5-4盘形齿轮铣刀制造公差(单位：mm)第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例43二、二、盘盘形形齿轮铣齿轮铣刀刀测测量步量步骤骤(1)前刀面非径向性测量铣刀前刀面非径向性公差是限定前角偏离零度的一项精度指标，其定义是：在测量范围内(测量长度为2.5倍模数)容纳实际刀齿前刀面的两个平行于理论前刀面的平面间的距离。1)将中心高校对规6放置在测砧7上，使测头与校对规工作面接触，将百分表指针调零。2)使铣刀前刀面(接近顶刃处)与测头接触，并缓慢转动铣刀，使百分表指针复位于零。3)移动径向滑板2，移动长度l=2.5m(m表示模数)。4)逐齿测量，误差值应基本一致。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例44该项误差也可在带有径向滑架的分度头或其他仪器上进行测量，测量结果的准确度主要取决于测头对准中心高的精度。(2)圆跳动测量刀具切削刃的圆误差过大不仅影响刀具使用寿命，而且还会使工件表面粗糙度值增大。1)测量周刃圆跳动时，百分表测头应垂直铣刀轴线，铣刀应沿切削时的反方向旋转，铣刀转过一周，测头与各齿的顶刃接触，并记录各示值。2)测量侧刃法向圆跳动时，百分表测头接触在齿侧中点，并垂直于被测点切线。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例45(3)两端面到同一直径上任意齿形点的距离差测量铣刀的这项误差，通常是与测量侧刃法向圆跳动同时进行的。图5-25齿轮铣刀及前面测量a)盘形齿轮铣刀b)前面测量示意1纵向滑板2径向滑板3测架4指示表5杠杆测头6中心高校对规7测砧8定位柱9紧固螺母10定位螺钉第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例46图5-26测量刀具切削刃圆跳动误差a)用带凸台心轴装夹测量b)用座胎装夹测量第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例47(4)两端面平行度测量铣刀两端面是使用和测量的基准平面。图5-27测量刀具两端面平行度误差(5)铣刀齿形误差测量第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例48图5-28用双线放大图测量齿形1)在投影仪上用齿廓曲线比较测量的方法与步骤第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例49 绘制标准齿廓曲线放大图。放大图的放大倍数视齿形公差的大小和仪器的屏幕大小确定，一般不小于10倍。放大图分为双线放大图(或称公差带放大图，如图5-28所示)和单线放大图(图5-29)两种。双线放大图的外面一条曲线为理论齿廓曲线，里面一条曲线是公差带曲线，两条曲线间的法向距离等于公差值乘以放大倍数。图5-29用单线放大图测量齿形a)齿廓较窄b)齿廓较宽第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例50 安装与放大图放大倍数相同的物镜。将铣刀装夹在心轴上，将心轴放置在投影仪的两顶尖之间进行聚焦，使心轴的素线成像清晰，并使放大图的X轴线与心轴外圆的素线影像重合。慢慢转动铣刀，使齿形影像清晰。将齿形轮廓影像与标准齿廓曲线比较。采用双线放大图测量时，要求齿形实际轮廓曲线在两条轮廓曲线之间即为合格(图)；采用单线放大图测量时，要求实际齿形轮廓曲线必须在理论齿廓曲线里面，且两者之间最大缝隙量(法向)不应大于公差T。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例51 当发现实际齿廓曲线较窄时，可使其顶刃与理论齿廓的顶刃处的X轴线相切，并移动纵向滑板，使实际齿廓处于理论齿廓中间(图5-29a)，记下纵向及垂直方向读数x0、y0。在测量渐开线部分齿形误差时，通常移动纵向滑板，使偏离理论齿廓最远的一点P与理论齿廓重合，记下纵向读数x1，用x1-x2=x作为渐开线部分齿形误差(代替法向间隙量)。同理，测量过渡部分齿形误差时移动垂直滑板，使偏离理论齿廓最远的一点P与理论齿廓重合，记下垂直读数y1，以y1-y0=y作为过渡部分齿廓误差。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例52 当发现实际齿廓较宽时，可使其最宽的部位与理论齿廓比较(图5-29b)，然后按上述操作方法测量。若需要测量法向间隙时，如图5-29a所示，以左侧齿形为例，在移动纵向滑板使点P与点N重合测出x后，移动纵向滑板退回到x0位置，然后移动垂直滑板，使点P与点M重合，记下读数y1，y1-y0=y。假设过点P向齿轮基圆作切线，该切线与X轴的夹角为，且与理论齿廓曲线交于点D，则线段PD的值为点P的法向齿形误差。齿形法向误差f可按下式近似计算第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例532)在万能工具显微镜上用坐标法测量齿形误差时，可从渐开线部分起点开始，在有效高度(2.5m)内测量数点即可。通过心轴将被测铣刀装夹在仪器的两顶尖之间，对铣刀齿顶(最凸点)进行压线瞄准，记下横向读数y0。图5-30用坐标法测量铣刀齿形第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例54 在齿高中部ym处测出齿厚s，找出s/2处的纵向读数xm，通过xm点建立坐标y轴(图5-30)。在距离齿顶为理论高度yi的各处，分别测出左右两侧齿形实际坐标值xi左、xi右。数据处理：令xi-xi左=xi左，xi-xi右=xi右，xi左、xi右便是左右两侧各测量处初算时的齿形误差。若这两组数值均能满足下式第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例55第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例56第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例57第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例58三、刀具三、刀具检验测检验测量量误误差分析差分析(1)用比较法测量的误差原因1)例如前刀面非径向性测量时，中心高校对规的自身尺寸精度误差造成测量误差。2)又如在投影仪上，用绘制的双线齿廓曲线或单线齿廓曲线与实际齿廓投影曲线进行比较测量时，由于绘制的标准曲线的误差，会造成比较测量误差。3)再如在万能工具显微镜上用坐标法测量齿形误差时，由于标准齿形与实际齿形的坐标位置误差，会造成齿形测量误差。(2)测量操作引起的误差原因第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例591)例如用万能工具显微镜测量时的调焦操作有误差，致使影像不清晰，调整铣刀齿廓位置时没有使齿廓影像达到最佳清晰度，引起测量误差。2)又如在工具显微镜上测量时，用压线法瞄准时有误差，致使横向读数y0有误差，从而引起齿形测量误差。3)再如由于测量操作不熟练，在寻找齿廓偏差最大点P位置时有偏差，引起齿形测量计算误差。(3)测量仪器精度误差测量仪器和工具有误差会不同程度的影响测量精度。1)如测微表的示值变动误差。2)又如安装被测刀具的心轴精度误差。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例603)仪器滑台移动精度误差。4)仪器调焦和倍率调整精度误差等。第二第二第二第二节节刀具刀具刀具刀具测测量量量量实实例例例例61一、三坐一、三坐标测标测量机及其量机及其应应用示例用示例三坐标测量机是一种高效、新型、现代大型的精密仪器，使用时应注意以下特点：(1)具备三坐标测量技术的基础知识三坐标测量机综合应用了电子技术、计算机技术、精密测量技术和激光干涉技术等先进技术，主要包括测量系统、控制系统、坐标显示系统和数据输出系统等。1.三坐标测量机使用特点第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*62(2)掌握测量功能的应用方法不仅可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、蜗轮和叶片、缸体、凸轮、齿轮、空间曲面测量，还可以用于划线、定中心孔、光刻集成电路等，能对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序，能与柔性制造系统连接，故被称为现代“测量中心”。(3)熟悉测量机的组成系统图5-31三坐标测量机结构模型1支架2工作台3测头4控制柜5打印机6数据处理计算机第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*63(4)了解各种测量机的结构特点如图5-32所示，三坐标测量机的结构形式可分为移动桥式、固定桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、立柱式、卧镗式和仪器台式等，使用时应注意所使用仪器的结构特点和适用范围。(5)掌握三坐标测量的基本原理三坐标测量机的基本原理是：首先将各种几何元素的测量转化为这些元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后再由软件按一定的运算规则算出这些几何元素的尺寸、形状、相对位置等。第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*64(6)了解测量系统的测量精度标尺系统也称为测量系统，是坐标测量机直接影响精度、性能和成本的重要组成部分，使用时应了解所使用仪器的测量系统类型，以便合理使用。图5-32三坐标测量机的结构形式a)移动桥式b)固定桥式c)龙门式d)悬臂形式一e)悬臂形式二f)水平臂式g)立柱式h)立柱固定卧镗式i)立柱移动式卧镗式j)仪器台式1工作台2桥框3标尺4滑架5主轴6测头第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*65(7)熟悉各类测头的使用特点坐标测量机是用测头来拾取信号的，三坐标测量机的功能、工作效率及测量精度与测头密切相关。(8)掌握软件使用和数据处理方法通常操作人员使用的软件是菜单式软件，使用时可通过点菜单的方式选择软件系统预先设定的各种不同测量任务。(1)制订检验测量方案为了保证三坐标测量机的测量精度，并使测量占用机器的时间最少，必须合理制订检验测量方案。1)工件装夹方案和工具。2.三坐标测量机使用的基本方法和示例第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*662)建立工件坐标系的基本元素。3)探针与探针组合方案。4)测量点的数目与分布，探测次序和路径。5)数学计算方法：包括以基本几何形状元素作为替代元素，对实际工件形状进行描述；以替代元素为基础，计算工件的参数误差；确定计算结果的可靠性。(2)基本测量示例1)平行平面之间的距离测量。2)两点之间距离的测量。第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*67图5-33两点间距离的测量3)曲面测量。第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*68图5-34自由曲面测量与数据处理过程流程第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*69二、三坐二、三坐标测标测量机量机测测量量实实例例图5-35三坐标测量机测量曲面轮廓度误差示意(1)熟悉使用测量机的性能F604型三坐标测量机使用第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*70计算机采集、处理测量数据的新型高精度自动测量仪器。(2)确定测量检验方案用三坐标测量机测量轮廓度误差时，应先按图样要求建立与理论基准一致的工件坐标系，以便实测数据与理论数据进行比较，然后用测头连续跟踪扫瞄被测表面，计算机按给定节距采样，记录表面轮廓坐标数据。(3)测量步骤1)如图5-35所示安装工件和测头。2)接通电源、气源，打开计算机、打印机和绘图仪。3)建立工件坐标系和指定测量条件。第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*714)数据采样。5)数据处理，常用的计算机数据处理指令有：PRG41：定节距指定给定所要求的数据格式和范围。6)公差比较，常用的公差比较指令有：PRG30：从各盘上调入设计数据文件。7)轮廓绘图，常用的轮廓绘图指令有：PRG50：指定作图形式实体图（或展开图）。8)编制程序，具体程序内容见表5-6。表5 6程序指令说明第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*72表5-6程序指令说明第三第三第三第三节节用三坐用三坐用三坐用三坐标测标测量机量机量机量机测测量工件量工件量工件量工件实实例例例例*73一、大型工件位置度一、大型工件位置度测测量的常用量的常用仪仪器和工具器和工具(1)常用光学仪器1)光学准直仪：包括望远镜、准直光管、光靶和定心器等。2)光学直角仪：主要是光学棱镜、使光轴转折90。3)光学平直仪(又称自准直仪)：包括带光源的望远镜和反射镜。(2)一般量具和工具1)标准量具：框式水平仪、百分表、直尺、角尺等。2)测量工具：等高垫块、测量平板、检测专用回转台、检验心轴、测杆、测量桥等。3)专用量规和样板等检具。第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*74二、大型工件位置度二、大型工件位置度检测检测的方法的方法(1)大型工件两平面间的垂直度检测1)用光学仪器检测：如图5-36所示，先调整望远镜、光靶和准直光管，使光轴与A面平行，然后得出光靶在B面上数个位置读数的最大差。图5-36用光学仪器测量平面间垂直度第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*752)用水平仪测量：如图5-37所示，将水平仪与测量面贴合，水平仪在A、B两平面上数个位置读数的最大差。图5-37用水平仪测量平面间垂直度第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*763)用百分表测量：如图5-38所示，图5-38用百分表测量平面间垂直度第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*77(2)大型工件孔轴线与平面间的垂直度检测1)用百分表和心轴测量：孔与平面相邻时的测量如图5-39a所示，垂直度误差为百分表测得的相对180位置读数差的最大值。图5-39用光百分表测量孔轴线与平面间垂直度a)孔与平面相邻b)孔与平面不相邻第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*782)用框式水平仪和心轴测量：如图5-40所示，垂直度误差为框式水平仪在心轴与平面A上的读数差，取相互垂直两位置上测得数据的最大值。(3)大型工件孔与孔轴线之间的垂直度检测1)开启式垂直度位置测量：如图5-41a所示，在两被测孔内插入检测心轴，用百分表检测，垂直度误差为百分表相对180位置的读数差。2)封闭式垂直度位置测量：当工件上孔位于四周封闭、两轴线在垂直面内时，如图5-41b所示，两心轴上水平仪的读数差为垂直度误差。第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*79(4)大型工件表面间的平行度检测如图5-42a、b所示，用等高垫块放置百分表，移动等高垫块进行测量，在给定长度上的读数差为平行度误差。图5-40用水平仪测量第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*80图5-41孔与孔轴线间垂直度测量第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*81图5-42表面间平行度测量a)平面对平面b)轴对平面(5)大型工件两孔轴线的同轴度检测第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*821)用心轴和百分表测量：如图5-43a所示，先用短测杆在心轴a处每隔90记录百分表读数，相对180位置的读数差表示该轴剖面内，两轴线在a处的偏移。2)用光学准直仪测量：如图5-43b所示，用定心器和光靶调整光学准直仪的光轴与基准孔轴线重合，然后在被测孔全长范围内移动定心器和光靶，测得的读数最大值即为同轴度。3)用光学平直仪测量：如图5-43c所示，用双足测量桥调整光学平直仪，使光轴与公共轴线一致(或平行)，然后换用单足测量桥，分别测出两孔轴线的倾角1、2，即可换算出两孔轴线的同轴度。第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*83图5-43两孔轴线的同轴度测量a)用百分表测量b)用准直仪测量c)用平直仪测量第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*84(6)大型工件两相交轴线的位置度检测：如图5-44图5-44相交轴线的位置度测量第四第四第四第四节节大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度大型工件位置度测测量量量量*85