三坐标测量仪在模具设计中的应用论文

三坐标测量仪在模具设计中的应用论文

　　摘要：三坐标测量在模具制造或者设计环节有着非常重要的作用, 能够提升模具设计的合理性, 保证制作出的模具质量可靠、参数准确。本文结合三坐标测量机的分类及特点, 对其在模具设计与制造环节的应用进行了分析, 希望能够为模具制造行业的发展提供一些参考。

　　关键词：模具制造; 模具设计; 三坐标测量;

　　1 前言

　　模具在工业生产中占据着非常重要的位置, 保证模具的质量和精度, 是提升工件精密度的关键。将三坐标测量技术应用到模具制造或者设计环节, 能够实现空间为点的数据测量工作, 对零件的尺寸和位置进行准确测量, 保证模具制作的合理性和可靠性, 应该得到足够的重视和推广。

　　2 三坐标测量仪概述

　　三坐标测量仪是一种在六面体空间范围内, 可以对长度、圆周分度以及几何形状等进行测量的仪器, 其测量功能包括了定位精度、尺寸精度、轮廓精度以及几何精度等, 可以用于检测自由曲面, 也可以测量一些形状复杂、精度较高的几何零件, 能够根据实际情况, 选择接触式测头或者非接触式测头。

　　三坐标测量仪根据工作方式可以分为两种, 一是点位测量, 即对模具零件的部分空间点进行处理, 获取相应的数据信息以及特定几何元素的形状和位置信息;二是连续扫描, 可以针对曲面、曲线等进行连续测量, 采用的多是大型测量设备。而根据测量方向的不同, 可以将三坐标测量仪分为书中不同的形式, 如便于携带, 能够随意移动的龙门式、结构紧凑操作简单的悬臂式、稳定性强工作范围大的桥式等。

　　三坐标测量仪可以分为主体部分、测量系统、控制系统、数据处理系统等。在实际测量中, 测量设备的主体部分可以细分为X轴主滑架、Y轴副滑架以及Z轴, 一般为了保证稳定性和可靠性, 工作台的制作材料都会选择花岗岩, 以适应不同的测量乒。测量系统包括了开展测量工作所需的各种配件, 如测头、标准器等, 如果选择三维测头, 能够在保证测量精度的同时, 实现测量的智能化和自动化, 而标准器通常会选择增量光栅或者金属光栅。测量环节, 必须选择专业的计算机硬件设备与软件系统, 确保数据采集、处理和输出的效果。通常情况下, 在测量工作过程中, 需要用到的软件程序包括通用程序、轮廓测量程序、计算机辅助编程、公差比较程序等。

　　在实际应用中, 三坐标测量的方式有几种, 如直接测量、自学习测量、程序测量等, 测量人员需要从工作的实际需求出发, 做好合理选择。其中, 程序测量值在开展测量工作的过程中, 将需要测量的零件依照相关要求进行操作, 然后对测量方式进行控制, 实现对于数据的准确测量, 适用于批量生产的零件。在测量环节, 可以通过对第一个零件的测量, 由系统进行自主学习, 生产模式化的测量程序, 通过程序的循环来确保测量工作的顺利开展。

　　3 三坐标测量仪在模具设计和制造环节的应用

　　3.1 在模具设计环节的应用

　　在针对模具进行设计的过程中, 应用三坐标测量, 能够提升测量的效率和准确性, 为设计人员提供完整准确地数据信息, 确保模具设计的合理性。对于一些相对复杂的模具, 利用三坐标测量, 能够提供可靠的三维立体图像, 使得设计人员从多个角度对其进行分析, 保证设计的质量和效果。

　　3.2 在模具制造环节的应用

　　以尖头旋钮的冷挤压型腔以及冲头为例, 对三坐标测量在模具制作环节的应用进行分析。在测量工作中, 坯料直径在58mm左右, 高40mm, 整体重量在100t左右, 利用LH120.5.106桥式三坐标测量机进行测量, 配合增量式光栅, 将分比率设置为0.005mm, 将VDI/VDE2617-1986《坐标测量机床的精度》作为测量标准, 线性不确定度根据实际情况确定。在测量环节, 需要做好触头的定义和检验工作, 当触头与零部件发生接触时, 与之相连的设备会将触头的中心坐标进行记录。同时, 需要对测量机在不同测点时的差距进行检验, 对触头进行分别测量, 结合三维坐标计算, 得到触头的球径、位置和尺寸, 对测量和计算得到的数据进行存储, 作为补偿值。通过不同测点进行测量的方式能够保证测量值的准确性。

　　在测量环节, 需要做好零件的找正工作, 主要是通过二维坐标或者三维坐标进行找正, 做好原始参数的确定工作。应该确保找正程序的及时启动, 对第一坐标轴进行明确, 做好相关程序的调试工作, 规范测量数据的处理和存储。然后对第二坐标进行选定。如果采用的是三维找正的方式, 作业人员需要在上述流程的基础上, 增加第三坐标轴, 一般可以依照右手标准对其进行确定。在完成工件测量坐标的设定后, 可以对其调试指令进行测量, 一般情况下, 可以分为平面坐标测量、直线坐标测量、高度关系测量、三坐标测量等, 为了保证测量结果的准确性, 应该对测量过程进行合理把握。

　　4 结语

　　总而言之, 三坐标测量具有相当明显的优势, 能够提升测量的精度和准确, 为模具设计和制造质量的提高提供良好的保障。本文对三坐标测量在模具制造及设计中的应用情况进行了分析, 对需要注意的问题进行了明确, 希望能够在模具设计制造中推广三坐标测量技术, 推动模具制造行业的健康发展。

　　参考文献

　　[1]李鸿生, 苏海云, 邓建国, 等.三坐标测量在灯具制造中的应用[J].轻工科技, 2014 (5) :111~112.

　　[2]郭凤玲.三坐标测量在模具制造或设计中的应用[J].科技与企业, 2016 (2) :174.

　　[3]方韵梅, 林岗, 廖华丽.基于三坐标测量机的实验教学探索实践[J].中国电力教育, 2013 (13) :154~155.

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