关于三坐标测量壳体类零件位置度影响因素的研究

何燕侠

摘 要：壳体类零件位置度的测量主要是采用三坐标进行测量，而三坐标检测过程比较复杂，影响位置度测量的因素比较多，如何准确测量壳体类零件的位置度，就需要从多方面原因进行分析探讨，因此研究影响三坐标测量位置度准确性的因素显得尤为重要。文章从三坐标测量过程中多个可能的影响因素出发，逐个进行对比分析，寻找影响测量结果的主要因素，为以后的测量中排除这些影响因素，提高测量的准确性，提供依据，从而真实地反映出零件的实际加工状态。

关键词：壳体零件;位置度;三坐标测量;准确性

中图分类号：U464.13  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）19-141-03

Research on the Factors Influencing the Position Degree of Shell Parts in

Three-coordinate Measurement

He Yanxia

（ Xi'an Fast Automobile Transmission Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710100 ）

Abstract： The measurement of the position degree of shell parts is mainly carried out by using three coordinates， and the three-coordinate detection process is complicated， and there are many factors affecting the accurate measurement of the position degree. How to accurately measure the position degree of shell parts requires analysis and discussion from various reasons， so it is particularly important to study the factors affecting the accuracy of the position degree of three-coordinate measurement. Starting from several possible influencing factors in the process of three-coordinate measurement， compara -tive analysis is carried out one by one to find out the main factors influencing the measurement results， so as to eliminate these influencing factors in future measurement， improve the accuracy of measurement and provide basis， thus truly reflec -ting the actual processing state of parts.

Keywords： Shell parts; Position degree; Coordinate measurement; Accuracy

CLC NO.： U464.13  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）19-141-03

1 引言

某公司的壳体类零件大部分采用铝合金材料，铝合金材料的特点是容易变形，热膨胀系数大，受温度的影响很大，壳体类零件形位公差的测量，主要用三坐标测量机进行测量，壳体类零件的检测主要有以下几个特点：

（1）加工工序多，孔系多，测量基准多，测量要素很多，影响因素多。

（2）由于壳体零件孔系位置度的设计基准不统一，这就增加了測量难度，因此使用三坐标测量时建立合理的坐标系和选用合适的测量方法尤为关键。

（3）壳体类零件体积都比较大，并且形状不规则，如果放置的不平稳也会影响测量的准确性。

（4）测量中零件清洁不干净，零件的温度不达标，都会直接影响测量结果的准确性。

将影响壳体类零件测量结果的因素作为重点研究对象，并在以后的测量中排除或者降低这些因素对测量结果的影响，最大限度地提高测量结果的准确性。

2 影响三坐标测量结果的因素

三坐标测量机属于高精设备。从人、机、料、法、环5个方面展开进行分析，下图为鱼骨图。

人员：选择技能水平达标的测量人员;

测量设备：选用高精度蔡司PRISMO三坐标测量机，（测量前校准测头）;

环：计量室，温湿度达标;

工件;铝合金壳体类零件。

2.1 零件清洁度对测量结果的影响

壳体车间零件加工完，先送清洗机进行清洗，但是清洗机有时清洗不干净，工件表面会有清洗剂的残渍或比较小的铝屑，都会影响测量结果。我们对送检的变速器壳体随机检测两件，报告显示个别孔系位置度存在超差，公差为0-0.05，实际测量为0.08，检测人员用酒精清洁后检测零件合格，测量结果为0.03.可见零件清洁度对检测结果影响很大。

2.2 零件没有恒温

因为铝件的热膨胀系数比较大，受温度的影响很大，我们对变速器壳体的大孔的直径和位置度在不同温度下进行测量，发现不同温度下，测量结果有明显差别，通过对比数据发现温度对铝件的测量结果影响很大，所以每次测量铝件前一定要在计量室恒温够2小时后进行测量，并最好在测量时加上温度补偿。

2.3 建立合理的坐标系

在三坐标测量中，建立工件坐标系通常遵守右手螺旋定则，并通过3—2—1法，确立坐标系，建立坐标系要按以下三个步骤进行：零件找正，旋转轴和设置原点来确立最终工件的坐标系。

（1）测量平面，找正零件，即确定第一轴线;（2）确定工件的旋转轴即确定第二轴向方向;（3）设置工件的坐标原点。设置了零件的正确轴向和原点后一个零件坐标系就建立好了。测量基准必须严格按照图纸要求，但是图纸有时给的基准不全，那么就需要正确的建立坐标系，否则因为建立的坐标系不合理，测量结果会有很大差异，直接影响工件的调试，这里以离壳体为例，测C面的孔Z的位置度，设计基准为C/A，C为面，A为中心孔，缺少一个基准，可以选择第二基准Q（平面），原则上建立基准C/A/Q和C/Q/A，都是合理的，但是用C/A/Q，发现Z孔老是不合格，用C/Q/A，Z孔合格，通过分析，虽然A为第二基准，但是A为中心孔，且孔很短，不能作为第二基准，而Q面是个很大的基准面，应该选择Q面作为第二基准，所以建立一个错误的坐标系将直接导致测量结果不合格，对于基准不全的坐标系都要和工艺部门商讨建立一个合理的坐标系进行评价，因此建立一个正确的坐标系是非常关键和重要的。

2.4 测量中没有选择扫描

一般测量中的孔都是采用4点法进行测量，对于比较大的孔采用4点法测量，测量结果没有扫描的准确，并且扫描的圆尽量选择大于360度，（选380度）因为扫描的起点和终点在同一点，否则在扫描的起点和终点的结点处会存在粗大误差，影响测量结果，并且测量中要进行滤波，去除粗大误差，扫描的速率不能超过30，超过30，会影响孔的圆度的测量结果，速率尽量在15以下。

2.5 测量中螺纹孔没有采用7点螺旋测量法

目前对于螺纹孔的测量是在同一截面测量4点，但是因为有螺距的存在，点的测量位置不一样，有些点测量在螺纹的大径上，有些点测量在螺纹的中径上，这样会影响螺纹孔中心点的位置，进而影响测量结果，现在采用螺旋7点测量法，并输入螺距，使测量结果更准确。

3 总结

通过对影响壳体工件三坐标检测精度的因素进行研究和对比。发现对测量结果有明显影响的因素，便于在测量中重视并尽量排除这些因素，对于提高产品的测量准确性有极其重要的意义。

对铝壳体零件的测量提出以下几方面建议：

（1）工件送测之前一定要清洗干净，并且测量前用酒精把基准孔和关键要素再擦拭下，最大限度地降低因清洁问題对测量结果的影响;

（2）对铝件测量前一定要在20度温度下恒温两个小时以上，并最好在测量时加上温度补偿。

（3）对于孔径大的孔采用扫描测量，并进行滤波，螺纹孔采用7点螺旋测量法，以提高测量的准确性;

（4）结合设计图纸和工件的实际加工要求来建立更加

合理的测量坐标系和评价以提高工件的测量准确性。

参考文献

[1] 海克斯康测量技术有限公司.实用坐标测量技术[M].北京：化学工业出版社.2008.

[2] 吴清.公差配合与检测[M].北京：清华大学出版社，2013.

[3] 张国雄.三坐标测量机[M].天津：天津大学出版社，1999.

[4] 寇植达.关于壳体孔系位置度测量影响因素的研究[J].汽车零部件， 2016 （8）： 68-71.

[5] 韩莉芬.基于三坐标测量技术的零件批量检测[J].科技风，2012（2）： 118-118.