普速客轴承尺寸及几何误差测量与分析毕业论文

 2021-04-07 06:04

摘 要

三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM) 在工业发展的过程中凭借其很强的自动化水平,被普遍应用在先进的制造技术与科研当中。如今在几何量精密测量中,形位误差的测量有着举足轻重的作用。换句话说,在工程应用中,基于三坐标测量的形状误差测量变得尤其关键。

本次设计是利用CMM对普速客轴承进行形状误差测量与分析,我所测量的是普速客轴承的内圈部分,利用CMM获取普速客轴承内圈测量数据,以此作为基础,然后得到内圈零件的尺寸及几何误差,再按照国标的形状误差的定义和评定标准去创建相关形状误差的求解数学模型,再利用CATIA等三维软件进行全新的三维建模,然后将内圈的三维模型导入三坐标测量机(CMM)进行自动测量。比较不同测量方法所得到的结果,分析产生差异的原因。

关键词:CMM;形状误差;误差处理;逆向工程

Measurement and analysis of the size and geometric error of the upper cover of the relay

ABSTRACT

With the development of industry, three coordinate measuring machine has a very extensive application as a kind of strong versatility, high degree of automation, high precision measurement system in the advanced manufacturing technology and scientific research. Now in geometric precision measurement, measurement of form and position errors plays an important role. In other words, CMM which based on the shape error measurement becomes particularly critical in engineering applications.

This design is the use of CMM for general speed passenger bearing shape error measurement and analysis, I measured the inner part of the normal speed passenger bearing.Get use measurement data of general speed passenger bearing inner ring as a basis, then get the the size and geometric error of inner parts , then follow the national standard definitions and evaluation criteria to create shape error related to solving the mathematical model form error.Then I use CATIA and other 3D software to remodel the 3D model,and it can be imported into the three coordinate measuring machine for automatic measurement.Comparing the results obtained by different measurement methods and analyze the reasons for the differences.

Keywords: CMM(coordinate measuring machine),shape error, error handling, reverse engineering.

目 录

1 绪论 1

1.1 背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3三坐标测量机未来的发展趋势 3

1.4 研究内容 4

2 三坐标测量机介绍 5

2.1 坐标测量机的基本组成 5

2.2 测量机主机的结构形式 5

2.3 活动桥式测量机的组成和功能 6

2.4 控制系统的功能 7

2.5 测座、测头系统 7

2.6 计算机和测量软件 8

2.7 测量机的工作环境 8

2.8 操纵盒使用说明 9

3 轴承内圈尺寸及形位公差测量 11

3.1 零件基本尺寸测量 11

3.2 CMM测量分析 13

3.3启动软件 14

3.4 测头校验 14

3.4.1测头校验的原因 14

3.4.2测头校验的原理 14

3.4.3测头校验的步骤 15

3.5 坐标系的建立 18

3.5.1建立坐标系步骤 18

3.6 测量特征 19

3.6.1手动测量特征 19

3.7 尺寸和公差 21

3.7.1特征位置 21

3.7.2距离 22

3.7.3圆度的评价 23

3.7.4平行度/垂直度评价 24

3.8 特征分析 24

3.9 内圈零件分析 27

4 逆向工程 29

4.1逆向工程软件介绍 29

4.1.1 CATIA V5的概述 29

4.1.2 CATIA的功能简介 29

4.2 逆向工程介绍 29

4.2.1逆向工程基本信息 29

4.2.2逆向工程使用设备 30

4.2.3逆向工程作用 31

4.3三维模型重建 32

4.3.1三维激光扫描仪扫描 32

4.3.2 CATIA修补 32

5 结论与展望 35

5.1 结论 35

5.2 展望 35

致 谢 36

参考文献 37

附录 39

1 绪论

1.1 背景及意义

科技的快速发展让人们对产品功能、零件精度的要求变得愈来愈高。生产力的快速发展以及产品批量的不断增加,产品装备的互换性要求也越来越高,使得单一尺寸公差已经没有办法满足,这就要求我们必须要结合形状公差以及位置公差。形状和位置公差则是被作为评定机械零件加工精度的首要技术指标。CMM是1960年代后期开始有所发展的,它的效率和精度都很高。它的种种特性使它能满足生产发展的需要,也紧跟着电子技术、计算技术及精密加工技术的发展的脚步。如今,在机械、仪器、电子、国防等领域,三坐标测量机都被广泛使用着,这更凸显了它的作用及重要性。

在用三坐标测量机对零件的几何精度进行测量时,将被测零件固定在工作台上来得到被测几何型面上各测点的坐标尺寸。我们再按照这些点的空间坐标,得到被测零件的几何形状、位置尺寸和它的不确定度。三坐标测量机和传统的计量仪器是有着很大区别的,它的特点是降低测量误差,提高测量效率,提高测量繁杂物体的测量精度,并且能够自动测量,这可以让测量者减缓疲惫,使用自动整理测量数据的功能,来保证被测物体的精度和质量,方以满足设计与制造需要。

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