摘 要

随着科学技术的不断发展，物体三维轮廓的测量技术得到了飞速的发展，三维造型技术己被广泛应用于模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护等各方面。基于三坐标测量机的形状及位置误差测量在工程应用中有着重要的价值。本次毕业设计利用它获取普速客轴承内圈测量数据的基础上，获得零件的尺寸及几何误差，并根据国家标准中形状误差的定义和评定标准，建立了形状误差评定的求解数学模型，然后并利用相关软件进行误差分析处理。逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称。数字化测量技术迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象，通过三坐标测量机来获取的物体表面的空间数据，需要利用逆向工程技术建立产品的三维模型，进而利用CAM系统完成产品的制造。

关键字：三坐标测量机，形位公差，轴承保持架，逆向工程

Measurement and analysis of the size and geometric error of the bearing cage of the universal speed passenger

ABSTRACT

With the continuous development of science and technology, three-dimensional contour measuring technology object has been rapid development of all aspects of three-dimensional modeling technology has been widely used in mold design, program evaluation, automated manufacturing and management and maintenance. Based on CMM shape and position error measurement has important value in engineering applications.The basis of this graduation design to use it to get the general speed off the bearing inner ring on the measured data, obtained the size and geometrical error of the parts, and according to the definition and evaluation criterion of shape error in national standard, established the mathematical model of cylindricity error evaluation, and then use the relevant software error analysis. The reverse engineering technology can be considered is the general product sample into a three-dimensional model of the related digital technique and geometric modeling technique. The rapid development of digital measuring technology, product modeling technology of measurement data has become the main object of reverse engineering technology based on concern, the surface of the object space data obtained by the three coordinate measuring machine to establish the three-dimensional model of products using reverse engineering technology, then use the CAM system to complete the manufacturing of the product.

Keywords:Three coordinate measuring machine;Geometric Tolerance;Bearing

Cage;reverse engineering

目 录

1 绪论 1

1.1 选题的目的及意义 1

1.2 三坐标测量机的国内外研究状况 2

1.2.1 国外概况 2

1.2.2 国内概况 2

1.3 三坐标测量机的发展趋势 3

1.4 研究内容 5

2 三坐标测量机的介绍 6

2.1 坐标测量机的基本组成 6

2.2 测量机主机的几种结构形式 6

2.3 活动桥式测量机的构成及功能 7

2.4 控制系统的功能 8

2.5 测座、测头系统 8

2.6 计算机和测量软件 10

2.7 测量机的工作环境 10

2.8 操纵盒使用说明 11

3 轴承保持架尺寸及形位误差的测量与分析 13

3.1 轴承保持架基本尺寸的手动测量 13

3.1.1 测量工具的选择 13

3.1.2 零件基本尺寸数据 13

3.1.3 建立零件几何模型 14

3.2 夹具的选择 14

3.3 测量前的准备 15

3.3.1 启动系统，进入软件 15

3.3.2 测头、测座的选择 16

3.3.3 测量角度的选择 16

3.4 测头校验 17

3.4.1 测头校验的重要性 17

3.4.2 测头校验的原理 17

3.4.3 测头校验的步骤 18

3.5 测量特征 21

3.5.1 测量特征分类 21

3.5.2 手动测量特征 22

3.6 坐标系的建立 24

3.6.1 建立坐标系的重要性 24

3.6.2 建立坐标系的三个步骤 24

3.7 尺寸和公差 24

3.7.1 特征位置 24

3.7.2 距离 25

3.7.3 平面度的评价 25

3.7.4 同心度的评价 26

3.7.5 平行度/垂直度评价 28

3.8 测量程序 29

3.9 结果分析 30

4 逆向工程 32

4.1 逆向工程介绍 32

4.1.1 逆向工程基本信息 32

4.1.2 逆向工程使用设备 32

4.1.3 逆向工程作用 33

4.2 三维模型的重建 35

4.2.1 三维激光扫描仪扫描 35

4.2.2 CATIA修补 35

5 结论与展望 36

5.1 结论 36

5.2 展望 36

致 谢 37

参考文献 38

附图1 39

附图2 40

1 绪论

1.1 选题的目的及意义

随着科学技术的不断进步和人们生活水平的提高，产品的节奏很快更新。人们对产品的功能也提出了更高的要求，进而对零件的精度要求也在不断提高，而且随着生产力的发展和产品量的增加，单方面的尺寸公差已经满足不了产品装备的互换性要求，所以形状公差和位置公差的结合是必不可少的选择。CMM是集机械、光学、控制技术、计算机技术为一体的大型精密测量仪器，自20世纪60年代后期开始不断发展，它适应了生产发展的需要和电子技术、计算技术及精密加工技术的发展，目前它被广泛应用于各个行业。

当使用三坐标测量机对零件的几何精度进行测量时，首先应该将被测零件固定在工作台上以得出被测几何型面上各测点的坐标尺寸，然后根据这些点的空间坐标值,可以得出被测零件的几何形状及位置尺寸和其各种不确定度。三坐标测量机和传统的计量仪器是有一些不同的，它能够尽量降低测量误差，提高测量效率，以电脑数据处理机，快速准确的计算出测量值。复杂与测量困难度高的工件，都可以进行精确的测量，不仅可以大幅减小检验时间、检验费用、检验人力，而且它拥有自动测量功能，可以通过自动整理测量数据，为产品的精度和质量获得保证，极大的满足了设计与制造的需要。