三坐标测量(接触法)典型测量零件的设计【说明书+CAD+UG】
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模具的发展趋势1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化网络化方向发展1.1模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全,同时各功能模块采用同一数据模型,以实现信息的综合管理与共享,从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程,达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括:Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。 1.2模具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具,所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点,从而使模具并行工程成为可能。另外,Cimatran公司的Moldexpert,Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件,可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面,生成与制品相对应的型芯和型腔,实现模架零件的全相关,自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格,并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 1.3模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化,以及计算机软硬件技术的迅速发展,网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要,也有可能。美国在其21世纪制造企业战略中指出,到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案,使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。2 模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展2.1模具检测设备的日益精密、高效 精密、复杂、大型模具的发展,对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达23m,目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机,并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm3250mm三坐标测量机,还拥有数码摄影光学扫描仪,率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段,从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程,成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括:英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪(CYCLON SERIES2)可实现激光测头和接触式测头优势互补,激光扫描精度为0.05mm,接触式测头扫描精度达0.02mm。另外德国GOM公司的ATOS便携式扫描仪,日本罗兰公司的PIX-30、PIX-4台式扫描仪和英国泰勒霍普森公司TALYSCAN150多传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。 2.2数控电火花加工机床 日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制、PCE能量控制及自动编程专家系统。另外有些EDM还采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制(FC)等技术。 2.3高速铣削机床(HSM)铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的510倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司UCP710型五轴联动加工中心,其机床定位精度可达8m,自制的具有矢量闭环控制电主轴,最大转速为42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速铣床,其加工范围达2500mm5000mm1800mm,转速达20500r/min,切削进给速度达20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工,如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料等曲面加工,其曲面加工精度可达0.01mm。3 快速经济制模技术 缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比,快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点,精度和寿命又能满足生产需求,是综合经济效益比较显著的模具制造技术,具体主要有以下一些技术。 (1)快速原型制造技术(RPM)。它包括激光立体光刻技术(SLA) ;叠层轮廓制造技术(LOM) ;激光粉末选区烧结成形技术(SLS) ;熔融沉积成形技术(FDM) 和三维印刷成形技术(3D-P)等。 (2)表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。 (3)浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡胶制模技术等。 (4)冷挤压及超塑成形制模技术。 (5)无模多点成形技术。 (6)KEVRON钢带冲裁落料制模技术。 (7)模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造及失蜡精铸等技术。 (8)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。4 模具材料及表面处理技术发展迅速 模具工业要上水平,材料应用是关键。因选材和用材不当,致使模具过早失效,大约占失效模具的45%以上。在模具材料方面,常用冷作模具钢有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2,火焰淬火钢(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等;常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等;常用塑料模具用钢有预硬钢(如美国P20)、时效硬化型钢(如美国P21、日本NAK55等)、热处理硬化型钢(如美国D2,日本PD613、PD555、瑞典一胜白136等)、粉末模具钢(如日本KAD18和KAS440)等;覆盖件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V铸铁等,大型模架用HT250。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金YG20等。在模具表面处理方面,其主要趋势是:由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展;由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展;可采用的镀膜有:TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等,同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外,目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀(刷镀)防腐强化等技术也日益受到重视。5 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同 在成形工艺方面,主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等。另一方面,随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高,在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。具体主要有:适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的团队精神,精益生产;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理;广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。 Die trend1.mold CAD / CAE / CAM being integrated, three-dimensional, intelligent and network direction (1) mold software features integrated Die software features of integrated software modules required relatively complete, while the function module using the same data model, in order to achieve Syndicated news management and sharing of information to support the mold design, manufacture, assembly, inspection, testing and production management of the entire process to achieve optimal benefits. Series such as the UK Delcams software will include a surface / solid geometric modeling, engineering drawing complex geometry, advanced rendering industrial design, plastic mold design expert system, complex physical CAM, artistic design and sculpture automatic programming system, reverse engineering and complex systems physical line measurement systems. (2) mold design, analysis and manufacture of three-dimensional Two-dimensional mold of traditional structural design can no longer meet modern technical requirements of production and integration. Mold design, analysis, manufacturing three-dimensional technology, paperless software required to mold a new generation of three-dimensional, intuitive sense to design the mold, using three-dimensional digital model can be easily used in the product structure of CAE analysis, tooling manufacturability evaluation and CNC machining, forming process simulation and information management and sharing. Such as Pro / ENGINEER, UG and CATIA software such as with parametric, feature-based, all relevant characteristics, so that mold concurrent engineering possible. In addition, Cimatran company Moldexpert, Delcams Ps-mold and Hitachi Shipbuilding of Space-E/mold are professional injection mold 3D design software, interactive 3D cavity, core design, mold base design configuration and typical structure . Australian company Moldflow realistic three-dimensional flow simulation software MoldflowAdvisers been widely praised by users and applications. China Huazhong University of Science have developed similar software HSC3D4.5F and Zhengzhou University, Z-mold software. For manufacturing, knowledge-based intelligent software function is a measure of die important sign of advanced and practical one. Such as injection molding experts Cimatrons software can automatically generate parting direction based parting line and parting surface, generate products corresponding to the core and cavity, implementation of all relevant parts mold, and for automatically generated BOM Form NC drilling process, and can intelligently process parameter setting, calibration and other processing results. (3) mold software applications, networking trend With the mold in the enterprise competition, cooperation, production and management, globalization, internationalization, and the rapid development of computer hardware and software technology, the Internet has made in the mold industry, virtual design, agile manufacturing technology both necessary and possible. The United States in its 21st Century Manufacturing Enterprise Strategy that the auto industry by 2006 to achieve agile manufacturing / virtual engineering solutions to automotive dvelopment cycle shortened from 40 months to 4 months. 2 mold testing, processinge equipment to the precise, efficient, and multi-direction (1) mold testing equipment more sophisticated, efficient Sophisticated, complex, large-scale mold development, testing equipment have become increasingly demanding. Precision Mould precision now reached 2 3m, more domestic manufacturers have to use Italy, the United States, Japan and other countries in the high-precision coordinate measuring machine, and with digital scanning. Such as Dongfeng Motor Mould Factory not only has the capacity 3250mm 3250mm Italian coordinate measuring machine, also has a digital photography optical scanner, the first in the domestic use of digital photography, optical scanning as a means of spatial three-dimensional access to information, enabling the establishment from the measurement of physical model output of engineering drawings the whole process of mold making, reverse engineering a successful technology development and applications. This equipment include: second-generation British Renishaw high-speed scanners (CYCLON SERIES2) can be realized and contact laser probe complementary probe, laser scanner accuracy of 0.05mm, scanning probe contact accuracy of 0.02 mm. Another German company GOM ATOS portable scanners, Japan Rolands PIX-30, PIX-4 desktop scanner and the United Kingdom Taylor Hopsons TALYSCAN150 multi-sensor, respectively Three-dimensional scanner with high speed, low-cost and functional composite and so on. (2) CNC EDM Japan Sodick linear motor servo drive using the companys AQ325L, AQ550LLS-WEDM have driven fast response, transmission and high positioning accuracy, the advantages of small thermal deformation. Switzerland Chanmier company NCEDM with P-E3 adaptive control, PCE energy control and automatic programming expert systems. Others also used the powder mixed EDM machining technology, micro-finishing pulse power and fuzzy control (FC) technologies. (3) high-speed milling machine (HSM) Milling is an important means of cavity mold. The low-temperature high-speed milling with the workpiece, cutting force is small, smooth processing, processing quality, processing efficiency (for the general milling process 5 to 10 times) and can process hard materials (60HRC) and many other advantages. Thus in the mold processing more and more attention. Ruishikelang company UCP710-type five-axis machining center, machine tool positioning accuracy up to 8m, home-made closed-loop vector control spindle with a maximum speed 42000r/min. Italy RAMBAUDIs high-speed milling, the processing range of up to 2500mm 5000mm 1800mm, speed up 20500r/min, cutting feed speed of 20m/min. HSM generally used large, medium-sized mold, such as motor cover mold, die casting mold, large plastic surface machining, the surface precision up to 0.01mm. 3 rapid economic modeling techniques Shorten the product development cycle is an effective means of market competition to win one. Compared with the traditional mold process, fast economic modeling technology is a short molding cycle, the characteristics of low cost, precision, and life can meet the production needs, overall economic efficiency is more significant in the mold manufacturing technology, specifically the following main technology. (1) rapid prototyping and manufacturing (RPM). It consists of three-dimensional laser lithography (SLA); laminated profile manufacturing (LOM); laser powder sintering prototyping (SLS); Fused Deposition Molding (FDM) and three-dimensional printing forming technology (3D-P) and so on. (2) the surface forming tooling. It refers to the use of spray, chemical corrosion, electroforming and new method for the formation of the cavity surface and a fine pattern technology. (3) Casting forming tooling. There are bismuth tin alloy tooling, zinc alloy tooling, resin composite forming technology and silicon rubber mold molding technology. (4) cold extrusion mold technology and ultra-molded shapes. (5) multi-point forming technology. (6) KEVRON steel blanking blanking tooling. (7) mold blank rapid manufacturing technology. Mainly dry sand Mold Casting, Vacuum Mold Casting, Resin Sand Mold Casting Lost Wax Casting, and other technologies. (8) Other aspects of technology. Such as the use of nitrogen gas spring pressure side, discharge, quick die technology, stamping unit technology, and cutting edge technology and solid surfacing edge inserts die casting technology.4 mold materials and surface treatment technology developed rapidly Industry to the level of mold, material application is the key. Due to improper selection and use of materials, causing premature die failure, which accounts for more than 45% failure die. In the mold material, commonly used cold work tool steel with CrWMn, Cr12, Cr12MoV and W6Mo5Cr4V2, flame hardened steel (such as Japan, AUX2, SX105V (7CrSiMnMoV), etc.; used a new type of hot work die steel American H13, Sweden QRO80M, QRO90SUPREME, etc.; used a pre-hardened plastic mold steel (such as the U.S. P20), age-hardening steel (such as the U.S. P21, Japan NAK55, etc.), heat treatment hardened steel (such as the United States, D2, Japan, PD613, PD555, Sweden wins the White 136, etc.), powder die steel (such as Japan KAD18 and KAS440), etc.; panel drawing die used HT300, QT60-2, Mo-Cr, Mo-V cast iron, large-scale mold with HT250. more regular use of Precision Die Hard Steel Results YG20 and other alloys and carbide. in the mold surface treatment, the main trends are: the infiltration of a single element to the multi-element penetration, complex permeability (such as TD method) development; by the general diffusion to the CVD, PVD, PCVD, ion penetration , the direction of ion implantation, etc.; can use the coating are: TiC, TiN, TiCN, TiAlN, CrN, Cr7C3, W2C, etc., while heat from the air treatment means to the development of vacuum heat treatment. In addition, the current strengthening of the laser, glow plasma Nitriding and electroplating (plating) enhanced anti-corrosion technologies are also more and more attention. 5 mold industry new techniques, new ideas and new models have been gradually recognized In the forming process, the main function of composite stamping die, superplastic forming, plastic precision molding technology, plastic mold gas-assisted injection technology and hot runner technology, high-pressure injection molding technology. On the other hand, with the continuous development of advanced manufacturing technology and raise the level of mold industry as a whole, in the mold industry, there are some new design, production, management ideas and models. Concrete are: to adapt to the characteristics of mold-piece production flexible manufacturing technologies; to create the best management and effective teamwork, lean production; to enhance rapid response capabilities of Concurrent Engineering, Virtual Manufacturing and global agile manufacturing, manufacturing of new production networks philosophy; extensive use of standard parts common parts of the division of work mode of production; meet the environmental requirements of sustainable development and green design and manufacturing.9毕业设计(外文翻译)题 目:三坐标测量(接触法)典型测量零件的设计 系 别: 航空与机械工程系专业名称: 机械设计制造及其自动化班级学号: 078105333学生姓名: 徐维玮指导教师: 罗海泉 二O一一 年三 月 学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名: 日期:导师签名: 日期:毕业设计(论文)题 目:三坐标测量(接触法)典型测量零件的设计 系 别: 航空与机械工程系专业名称: 机械设计制造及其自动化班级学号: 078105333学生姓名: 徐维玮指导教师: 罗海泉 二O一一 年 五 月 毕业设计(论文)开题报告题目 三坐标测量(接触法)典型测量零件的设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105333学 生 姓 名 徐维玮指 导 教 师 罗海泉填 表 日 期 2011 年 3 月 24 日说 明 开题报告应结合自己课题而作,一半包括:课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)、研究内容及实验方案、目标、主演特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致一、选题的依据及课题的意义 本设计利用UG软件对三坐标测量技术典型测量零件进行设计,得到零件主要部分的NC程序。随着如今数控加工越来越普及,对于一些模型的复杂曲面的加工,大都通过软件建模,再进行仿真加工得到NC程序后,之后只要进行部分修改就可用于实际加工。这样提高了生产效率以及缩短了编程时间,对于实际生产大有帮助。数控加工是现代制造技术的典型代表,在制造业,如航空航天、汽车摩托车、模具、精密机械和家用电器等各个领域有着日益广泛的应用,已成为这些行业中不可缺少的加工手段。伴随着全球制造业向我国逐步转移的发展趋势,对数控加工的需求必将呈现出高速、持续的增长。随着CAD/CAM、数控加工及快速成型等先进制造的不断发展,以及这些技术在模具行业中的普及应用,模具设计及制造领域正发生着一场深刻的技术革命,传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式所取代。在这场技术革命中,逐步掌握三维CAD/CAM软件的使用,并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。因此选此课题进行设计与研究。二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述) 如今国内外用于三维建模的CAD/CAM软件有很多,如UG、CIMATRON、Pro/E、Master CAM、CAXA ME、CATIT等等。本设计所采用的UG软件是美国EDS公司(现已经被西门子公司收购)的集 CAD/CAM/CAE功能于一体的软件集成系统,可以支持不同的硬件平台。而CIMATRON属于1982年成立的以色列CIMATRON公司,该软件具有功能齐全、操作简便、学习简单、经济实用的特点,受到小型加工企业特别是模具企业的欢迎,在我国有广泛的应用。Master CAM是美国CNC Software公司研制开发的CAD/CAM系统,它从一开始就是在Windows平台下开发的软件,分成DESIGN设计模块、MILL铣床加工模块、LATHE车床加工模块、WIRE线切割加工模块。也是一种简单易学、经济实用的小型CAD/CAM软件。CAXA ME制造工程师是我国北京北航海尔软件有限公司开发的一款CAD/CAM软件,作为国产CAD/CAM软件的代表,充分考虑中国特色,符合国内工程师的操作习惯。高效易学,为数控加工行业提供了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案。其他的CAD/CAM软件还有法国达索公司的CATIT,在航空领域中大多使用CATIT软件。DELCAM公司的POWERMILL、PTC公司的Pro/E、HZS公司的SPACE-E等等。模型检测的方法也有很多,现在大部分采用三坐标检测机进行检测,本设计也是如此。三坐标测量机 (Coordinate Measuring Machine, CMM,如图一) 是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量仪或三次元。在制造业得到世界范围广泛应用,成为3D检测工业标准设备。几十年以前,三坐标测量机在工业界仅是极少人知道的。自从60年代起,由于电子、计算机及传感器等技术的发展,三坐标测量机的功能及应用,也改善了许多,使制造工业可以达到高质量、高效率及多功能等测量需求。因此质量管理部门可以对工件的尺寸、几何形状及轮廓等测量达到快速且精确。19201930年代间,由于万能测量显微镜及工具显微镜无法做轴方向的测量。1940年英国Coventry量规制造公司,首先推出以肉眼来读标准尺及显微镜的比较测量方式的三坐标测长机。1950至1960年间英国 Ferranti 公司真正制造出三坐标测量机,但仍沿用肉眼读出方式,因此需用熟练的技术人员来操作方能达成。1960年后,英国国家工程实验所 (National Engineering Laboratory, NEL) 及国家物理实验所 (National Physical Laboratory, NPL) 共同研究出使用线性光栅式 (Linear gratings) 及莫瑞条纹 (Moire fringes) 来编码,这就是今日所用三坐标测量机数值读出方式,目前各轴移动最小读数可达0.001 mm,然后再配合计算机应用。由于计算机软件的设计为交谈式,故在使用上十分方便,因而三坐标测量机的使用,已为现代工业测量不可或缺的利器。图一 三坐标测量机CMM测量软件发展趋势:对于传统的三坐标测量机检测来说,通常是设计部门提供二维图纸,检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用,越来越多的技术部门使用三维CAD建模技术进行设计。因此,各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件,直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显,不需要额外的图纸,理论值可以直接捕获,更可以进行测量仿真,测头干涉检查等,所以,受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。 在CAD设计中,一般的规则工件通过基本的特征命令即可完成三维实体设计,比如拉伸、打孔等,对于此类工件的检测,相对比较简单。随着工业造型的发展,以及加工中心的应用,越来越多的工件被设计成复杂的形状表面,比如覆盖件、内饰件等。曲线曲面的建构技术在CAD造型中属于比较高级的设计范畴,许多高档三维CAD软件都有专门的曲线、曲面处理模块,使得用户可以设计出B级甚至A级曲面。曲面类工件的检测,对三坐标测量软件提出了更高的要求。三、研究内容及实验方案本设计利用UG软件对三坐标测量技术典型测量零件进行设计,再得到零件主要部分的NC程序。UG可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体,而且具有良好的用户介面,绝大多数功能都可通过图标实现;进行对象操作时,具有自动推理功能;同时,在每个操作步骤中,都有相应的提示信息,便于用户做出正确的选择。所以只要了解了UG的基本操作,就能根据其CAD功能设计出符合要求的零件,并通过UG的CAM功能分析出零件主要部分的NC程序。通过UG软件进行三维建模后,再通过三坐标测量机进行检测,它的工作原理是首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何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,再根据这些点的空间坐标值,经过数学运算求出其尺寸和形位误差。如图二所示,要测量零件上一圆柱孔的直径,可以在垂直于孔轴线的截面I内,触测内孔壁上三个点(点1、2、3),则根据这三点的坐标值就可计算出孔的直径及圆心坐标OI;如果在该截面内触测更多的点(点1,2,n,n为测点数),则可根据最小二乘法或最小条件法计算出该截面圆的圆度误差;如果对多个垂直于孔轴线的截面圆(I,II,m,m为测量的截面圆数)进行测量,则根据测得点的坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标,再根据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置;如果再在孔端面A上触测三点,则可计算出孔轴线对端面的位置度误差。由此可见,CMM的这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说,它可以测量任何零件的任何几何元素的任何参数。图二 坐标测量原理图利用三坐标测量机对零件进行测量有两种方法:接触式测量和非接触式测量(激光扫描测量)。接触式测量的测量步骤为首先运行空气压缩机,清洁导轨面。温度湿度满足要求;再对电器系统加电、机器加电;然后运行测量软件PC-DMIS CAD+(或者非接触式测量激光扫描软件Hark);标定测头及标准球,测量基本元素,再建立“321”坐标系,最后对零件参数进行评价。而激光扫描测量的测量步骤则是在这个基础上对零件进行扫描,导出点云图,最后再进行逆向工程处理。四、目标、主要特色及工作进度设计技术要求(目标):1.三坐标测量技术典型测量零件的设计;2.零件部分数控精加工程序的编制;3.图纸、论文等符合规范要求。本设计的主要特色是通过设计三坐标检测技术典型测量零件,熟悉三坐标检测技术;通过UG软件培养自身CAD设计能力;最后对所设计零件的典型曲面进行CAM设计并通过后处理生成NC程序。工作进度:1.调研、搜集资料、确定方案、外文翻译(6000实词以上)3月25日前2. 分析确定三坐标(接触法)测量的典型测量零件的方案 4月8日前3. 三坐标(接触法)测量典型零件的三维实体设计 4月29日前4. 零件数控精加工程序的编制及仿真 5月13日前5.对现有类似零件进行三坐标测量,编制测量工艺规程 5月27日前6.撰写毕业设计说明书 6月24日前 五、参考文献1. GLOBAL CLASSIC C 9.12.8桥式三坐标测量机用户手册.海克斯康测量技术有限公司,2. 郑贞平、喻得. UG NX5中文版三维设计与NC加工实例精解. 北京:机械工业出版社, 2008.13. 莫善畅. MastercamX2完全学习手册. 北京:电子工业出版社,2007.84. 赵玉刚 宋现春等. 数控技术. 北京:机械工业出版社,20035. 周文成. Master CAM 8入门与范例应用. 北京:北京大学出版社,20016. 廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京:中国计量出版社,2011.2第5版7. Computer-aided diagnosis (CAD) and image-guided decision support Computerized. Medical Imaging and Graphics 31 (2007) 195197
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