三坐標(biāo)測(cè)量（接觸法）典型測(cè)量零件的設(shè)計(jì)【說明書+CAD+UG】

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ME、CATIT等等。UG屬于EDS公司，是世界上處于領(lǐng)先地位的、最著名的幾種大型CAD/CAM軟件之一，具有強(qiáng)大的造型能力和數(shù)控編程能力，功能繁多。模型檢測(cè)的方法也有很多，現(xiàn)在大部分采用三坐標(biāo)檢測(cè)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。從60年代初發(fā)明到現(xiàn)在，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）在制造業(yè)得到世界范圍廣泛應(yīng)用，成為3D檢測(cè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)得到迅速發(fā)展，而配套檢測(cè)軟件的發(fā)展，更是突飛猛進(jìn)。最早的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)只能顯示XYZ坐標(biāo)，而目前的各種檢測(cè)軟件幾乎可以解決用戶的絕大部分問題。軟件日益成為影響用戶使用好壞的關(guān)鍵所在。 對(duì)于傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)來說，通常是設(shè)計(jì)部門提供二維圖紙，檢驗(yàn)部門根據(jù)圖紙對(duì)工件進(jìn)行尺寸及形位公差的檢測(cè)。隨著三維CAD軟件的應(yīng)用，越來越多的技術(shù)部門使用三維CAD建模技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，各坐標(biāo)機(jī)廠家紛紛推出了基于三維CAD技術(shù)的測(cè)量軟件，直接將客戶設(shè)計(jì)好的三維CAD模型導(dǎo)入測(cè)量軟件進(jìn)行檢測(cè)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，不需要額外的圖紙，理論值可以直接捕獲，更可以進(jìn)行測(cè)量仿真，測(cè)頭干涉檢查等，所以，受到用戶的一致好評(píng)?；贑AD的測(cè)量成為目前三坐標(biāo)測(cè)量軟件的發(fā)展熱點(diǎn)。 在CAD設(shè)計(jì)中，一般的規(guī)則工件通過基本的特征命令即可完成三維實(shí)體設(shè)計(jì)，比如拉伸、打孔等，對(duì)于此類工件的檢測(cè)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單。隨著工業(yè)造型的發(fā)展，以及加工中心的應(yīng)用，越來越多的工件被設(shè)計(jì)成復(fù)雜的形狀表面，比如覆蓋件、內(nèi)飾件等。曲線曲面的建構(gòu)技術(shù)在CAD造型中屬于比較高級(jí)的設(shè)計(jì)范疇，許多高檔三維CAD軟件都有專門的曲線、曲面處理模塊，使得用戶可以設(shè)計(jì)出B級(jí)甚至A級(jí)曲面。曲面類工件的檢測(cè)，對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量軟件提出了更高的要求。 1.2 選題的依據(jù)及意義 隨著如今數(shù)控加工越來越普及，對(duì)于一些模型的復(fù)雜曲面的加工，大都通過軟件建模，再進(jìn)行仿真加工得到NC程序后，之后只要進(jìn)行部分修改就可用于實(shí)際加工。這樣提高了生產(chǎn)效率以及縮短了編程時(shí)間，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)大有幫助。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)，如航空航天、汽車摩托車、模具、精密機(jī)械和家用電器等各個(gè)領(lǐng)域有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工手段。伴隨著全球制造業(yè)向我國(guó)逐步轉(zhuǎn)移的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)數(shù)控加工的需求必將呈現(xiàn)出高速、持續(xù)的增長(zhǎng)。隨著CAD/CAM、數(shù)控加工及快速成型等先進(jìn)制造的不斷發(fā)展，以及這些技術(shù)在模具行業(yè)中的普及應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域正發(fā)生著一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)及模擬量加工方式正逐步被基于產(chǎn)品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場(chǎng)技術(shù)革命中，逐步掌握三維CAD/CAM軟件的使用，并用于模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是其中的關(guān)鍵。為了更好的適應(yīng)制造業(yè)這種發(fā)展的趨勢(shì)，因此選此課題進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。 1.3主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.3.1收集、查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，外文資料翻譯(6000字符)，撰寫開題報(bào)告； 1.3.2分析確定三坐標(biāo)（接觸法）測(cè)量的典型測(cè)量零件的方案； 1.3.3三坐標(biāo)（接觸法）測(cè)量典型零件的三維實(shí)體設(shè)計(jì)； 1.3.4零件數(shù)控精加工程序的編制及仿真； 1.3.5對(duì)現(xiàn)有類似零件進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量，編制通用測(cè)量工藝規(guī)程； 1.3.6 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文中英文摘要。 2 標(biāo)準(zhǔn)件的測(cè)量與建模 2.1 測(cè)量及建模標(biāo)準(zhǔn)件的目的與工具 為了對(duì)設(shè)計(jì)有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)與了解，也為了熟悉UG設(shè)計(jì)環(huán)境，繼而能在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出零件，所以需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行測(cè)量與建模。所用到的測(cè)量工具有游標(biāo)卡尺，三角板，量角尺，直尺等。由于測(cè)量的目的是為了更好的設(shè)計(jì)出測(cè)量零件，所以只要測(cè)量出標(biāo)準(zhǔn)件大概輪廓，對(duì)精度要求不是很高，所以采用以上測(cè)量工具能完成設(shè)計(jì)的測(cè)量工作。 2.2 測(cè)量數(shù)據(jù) 利用測(cè)量工具，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)件輪廓圖如圖2-1所示，其中測(cè)得的具體的尺寸數(shù)據(jù)如圖2-2所示： 圖2-1 圖2-2 2.3 標(biāo)準(zhǔn)件的建模 （1）打開UG軟件，單擊【新建】按鈕，新建文件名為biaozhunjian.prt的UG文件，再選擇菜單命令【應(yīng)用】→【建?！?，進(jìn)入建模界面。 （2）創(chuàng)建長(zhǎng)方體。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【長(zhǎng)方體】，建立一個(gè)長(zhǎng)度、寬度和高度分別為230mm、100mm和24mm的長(zhǎng)方體。如圖2-3所示。 圖2-3 （3）創(chuàng)建沉頭孔。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【孔】，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，建立一個(gè)沉頭孔，圓心定位時(shí)點(diǎn)擊【垂直的】定位方法，設(shè)置圓心距離左邊界的距離為112.5mm，距離下邊界的距離為50mm。如圖2-4所示。 圖2-4 （4）創(chuàng)建貫穿于沉頭孔的通孔。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【孔】，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，建立一個(gè)直徑為19mm的通孔，同理，圓心定位時(shí)點(diǎn)擊【垂直的】定位方法，設(shè)置圓心距離左邊界的距離為112.5mm，距離上邊界的距離為12mm。如圖2-5所示。 圖2-5 （5）創(chuàng)建實(shí)體上其余四個(gè)通孔。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【孔】，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，同理，對(duì)圓心進(jìn)行定位后，創(chuàng)建出四個(gè)直徑為26mm的通孔。如圖2-6所示。 圖2-6 （6）創(chuàng)建鍵槽。在創(chuàng)建鍵槽前先建立基準(zhǔn)平面：選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【基準(zhǔn)平面】，點(diǎn)擊“基準(zhǔn)平面對(duì)話框”圖標(biāo)，進(jìn)入后選擇三點(diǎn)法，然后選擇實(shí)體底面三個(gè)底角的點(diǎn)，點(diǎn)擊確定以后即于底面建立基準(zhǔn)平面，如圖2-7所示。 圖2-7 然后再選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【鍵槽】，選擇鍵槽類型為【矩形的】，彈出放置平面對(duì)話框，選擇設(shè)置好的基準(zhǔn)平面，方向?yàn)槟J(rèn)方向的反向，再選擇寬度方向?yàn)樗絽⒖迹瑥棾鼍匦尾蹍?shù)對(duì)話框，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)設(shè)置參數(shù)，如圖2-8所示；最后采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)設(shè)定鍵槽左邊到左邊界距離為51mm，鍵槽下切點(diǎn)到下邊界的距離為23mm。如圖2-9所示。 圖6 圖2-8 圖2-9 最后單擊如圖【確定】即可創(chuàng)建鍵槽，再選擇菜單命令【編輯】→【隱藏】→【隱藏】選項(xiàng)，把基準(zhǔn)平面隱藏即可，如圖2-10所示。 （7）創(chuàng)建螺紋。先在需要?jiǎng)?chuàng)建螺紋的地方創(chuàng)建通孔，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，創(chuàng)建孔的直徑為6mm，圓心距離左邊界的距離為112.5mm，距離下邊界的距離為12.5mm。如圖2-11所示。再在孔的基礎(chǔ)上創(chuàng)建螺紋：選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【螺紋】，選擇“詳細(xì)的”選項(xiàng)，再選定這個(gè)孔，設(shè)置好參數(shù)，如圖9所示； 圖2-10 圖2-11 （8）創(chuàng)建錐孔。先在需要?jiǎng)?chuàng)建錐孔的地方創(chuàng)建通孔，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，創(chuàng)建孔的直徑為22mm，圓心距離右邊界的距離為75mm，距離上邊界的距離為16mm。再在孔的基礎(chǔ)上拔錐：選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【拔錐】，在【類型】框中點(diǎn)擊“面”，然后選擇孔內(nèi)壁為拔錐面；再點(diǎn)擊“從邊”，選擇孔位于上表面的邊；再在【選擇步驟】框中選擇“圖紙方向”，最后設(shè)置拔錐角度為10度，再點(diǎn)擊兩次“確定”，即可完成拔錐，如圖2-12所示。 （9）創(chuàng)建陣列孔。先在需要?jiǎng)?chuàng)建陣列孔的基準(zhǔn)點(diǎn)創(chuàng)建基準(zhǔn)通孔，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，創(chuàng)建孔的直徑為10mm，圓心距離右邊界的距離為50mm，距離上邊界的距離為50mm。再在距離其圓心左邊25mm處再創(chuàng)建一個(gè)同樣的孔，如圖2-13所示。 圖2-12 圖2-13 再以所創(chuàng)建基準(zhǔn)孔的圓心為基準(zhǔn)點(diǎn)，陣列其左邊的孔：選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【引用】，選擇“圓周陣列”選項(xiàng)，單擊左邊的孔，設(shè)置陣列個(gè)數(shù)為4，角度為90度；設(shè)置引用方法為“點(diǎn)和方向”，如圖2-14所示。再選擇方向?yàn)?ZC向，點(diǎn)為基準(zhǔn)孔的上表面圓心，再在【生成引用】對(duì)話框中單擊“是”，即可得到陣列孔。如圖2-15所示。 圖2-14 圖2-15 （10）切除部分實(shí)體。先選擇菜單命令【工作坐標(biāo)系】→【原點(diǎn)】，點(diǎn)擊左上角，即將工作坐標(biāo)系移至左上角，再進(jìn)入草圖界面，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，創(chuàng)建一個(gè)兩條直角邊分別為54mm（橫向）和15mm（縱向）的直角三角形，如圖2-16所示。 圖2-16 完成草圖，選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【拉伸】，然后選擇該三角形為拉伸體，單擊確認(rèn)后選擇【拉伸方法】為“方向和距離”， 如圖2-17所示。再選擇【布爾操作】為“減”，再隱藏草圖后，如圖2-18所示。 圖2-17 圖2-18 （11）創(chuàng)建腔體。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【腔體】，進(jìn)入腔體對(duì)話框以后， 選擇【矩形的】，然后單擊實(shí)體上表面作為放置面，再選擇左邊界為水平參考，進(jìn)入【矩形的腔體】對(duì)話框，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，輸入?yún)?shù)如圖2-19所示。 圖2-19 確定參數(shù)以后，單擊“確定”進(jìn)入【定位】對(duì)話框，采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，設(shè)定腔體左邊到左邊界距離為0mm，腔體下邊到下邊界的距離也為0mm。如圖2-20所示。 圖2-20 單擊“確定”之后就能得到腔體，如圖2-21（左）。同理，可以再得到右側(cè)腔體，如圖2-21（右）。 圖2-21 （12）邊圓角。選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【邊圓角】，進(jìn)入【邊緣圓角】對(duì)話框以后，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，輸入半徑為18mm，然后點(diǎn)擊右上方所需要倒的邊，如圖2-22所示； 圖2-22 再單擊“確定”即可完成邊圓角，最后得到的標(biāo)準(zhǔn)件效果圖如圖2-23所示。 圖2-23 3 典型測(cè)量零件的設(shè)計(jì) 3.1 典型測(cè)量零件的設(shè)計(jì)依據(jù)與目的 由于標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)體較簡(jiǎn)單，只包含部分UG設(shè)計(jì)元素，無法比較全面的表達(dá)出三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)。典型測(cè)量零件就是基于標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)體模型的基礎(chǔ)上，為了豐富設(shè)計(jì)元素而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 3.2 典型測(cè)量零件的建模 （1）打開UG軟件，單擊【新建】按鈕，新建文件名為sheji.prt的UG文件，再選擇菜單命令【應(yīng)用】→【建?！?，進(jìn)入建模界面。 （2）創(chuàng)建實(shí)體。單擊“草圖”圖標(biāo)，進(jìn)入草圖界面，創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)200mm、寬100mm的長(zhǎng)方形；再做一條樣條曲線，經(jīng)過裁剪后的圖形如圖3-1（左）所示；退出草圖，進(jìn)入建模界面，選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【拉伸】，然后選擇所繪制的圖為拉伸體，單擊確認(rèn)后選擇【拉伸方法】為“方向和距離”， 如圖3-1所示。方向選擇+ZC向，終止距離為30mm，單擊確定后即可創(chuàng)建出所需要的實(shí)體，最后再選擇菜單命令【編輯】→【隱藏】→【隱藏】選項(xiàng)，把草圖隱藏起來即可，實(shí)體圖如圖3-2所示。 圖3-1 圖3-2 （3）邊圓角。選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【邊圓角】，進(jìn)入【邊緣圓角】對(duì)話框以后，輸入半徑為5mm，然后點(diǎn)擊所需要倒的邊，再單擊“確定”即可完成邊圓角，如圖3-3所示。 圖3-3 （4）創(chuàng)建沉頭孔。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【孔】，建立一個(gè)沉頭孔，各種參數(shù)如圖3-4（左）所示；圓心定位時(shí)點(diǎn)擊【垂直的】定位方法，設(shè)置距離左邊界的距離為100mm，距離下邊界的距離為50mm；點(diǎn)擊“確定”以后，即可創(chuàng)建出沉頭孔，如圖3-4（右）所示。 圖3-4 再用同樣的方法在實(shí)體正面創(chuàng)建一個(gè)參數(shù)如圖3-5（左）所示的沉頭孔；定位時(shí)設(shè)置距離左邊界的距離為100mm，距離下邊界的距離為15mm；創(chuàng)建后的實(shí)體如圖3-5（右）所示。 圖3-5 （5）創(chuàng)建腔體。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【腔體】，進(jìn)入腔體對(duì)話框以后， 選擇【矩形的】，然后單擊實(shí)體上表面作為放置面，再選擇右邊界為水平參考，進(jìn)入【矩形的腔體】對(duì)話框，輸入?yún)?shù)如圖3-6所示。 圖3-6 確定參數(shù)以后，單擊“確定”進(jìn)入【定位】對(duì)話框，采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，設(shè)定腔體右邊到右邊界距離為0mm，腔體上邊到上邊界的距離也為0mm。然后單擊“確定”，即可得到實(shí)體如圖3-7所示。 圖3-7 再按照以上方法，創(chuàng)建出兩個(gè)寬度、深度與上一腔體相同，長(zhǎng)度分別為20mm和40mm的腔體，定位方式也為【垂直的】，設(shè)定長(zhǎng)度為40mm的腔體右邊到右邊界距離為15mm，腔體上邊到上邊界的距離為0mm；設(shè)定長(zhǎng)度為20mm的腔體右邊到右邊界距離為30mm，腔體上邊到上邊界的距離為0mm。得到的實(shí)體如圖3-8所示。 圖3-8 （6）創(chuàng)建斜面。選擇菜單命令【插入】→【曲線】→【基本曲線】，以長(zhǎng)度為20mm的腔體左上角點(diǎn)為起始點(diǎn)，作一條長(zhǎng)20mm，角度為90度的線段，再把線段端點(diǎn)與長(zhǎng)度為40mm的腔體左下角點(diǎn)相連，如圖3-9（左）所示；然后過線段中點(diǎn)作與斜線平行且等長(zhǎng)的線段，再連接下放兩個(gè)端點(diǎn)，如圖3-9（中）所示；最后刪除部分線段得到一個(gè)斜長(zhǎng)方形，如圖3-9（右）所示； 圖3-9 再選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【拉伸】，然后該長(zhǎng)方形為拉伸體，拉伸方向選擇為默認(rèn)方向，即平面法向向上方向，終止距離為30mm，單擊確定后，選擇布爾操作為“減”，即可創(chuàng)建出所需要的斜面，最后再選擇菜單命令【編輯】→【隱藏】→【隱藏】選項(xiàng)，把線段隱藏起來后，所得到的實(shí)體如圖3-10所示。 圖3-10 （7）創(chuàng)建錐孔。先在需要?jiǎng)?chuàng)建錐孔的地方創(chuàng)建通孔，創(chuàng)建孔的直徑為15mm，圓心距離右邊界的距離為15mm，距離下邊界的距離為20mm。再在孔的基礎(chǔ)上拔錐：選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【拔錐】，在【類型】框中點(diǎn)擊“面”，然后選擇孔內(nèi)壁為拔錐面；再點(diǎn)擊“從邊”，選擇孔位于上表面的邊；設(shè)置拔錐角度為10度，再在【選擇步驟】框中選擇“圖紙方向”，再點(diǎn)擊兩次“確定”，即可完成拔錐，如圖3-11所示。 圖3-11 （8）在實(shí)體右面創(chuàng)建貫穿錐孔右壁的通孔。采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，創(chuàng)建孔的直徑為8mm，圓心距離實(shí)體右面左邊界的距離為20mm，距離下邊界的距離為7.5mm；為能貫穿錐孔右壁，設(shè)定孔深度為15mm，即貫穿至錐孔 圓心處，所得到的實(shí)體如圖3-12所示。 圖3-12 （9）陣列腔體。先創(chuàng)建需要陣列的腔體，選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【腔體】，進(jìn)入腔體對(duì)話框以后，選擇【矩形的】，然后單擊實(shí)體上表面作 為放置面，再選擇左邊界為水平參考，進(jìn)入【矩形的腔體】對(duì)話框，設(shè)定腔體數(shù)據(jù)如圖3-13（左）所示； 確定參數(shù)以后，單擊“確定”進(jìn)入【定位】對(duì)話框，采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，設(shè)定腔體中心到左邊界距離為60mm，到下邊界的距離為50mm，然后單擊“確定”，即可得到實(shí)體如圖3-13（右）所示。 圖3-13 再選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【引用】，選擇“圓周陣列”選項(xiàng)，單擊該腔體，設(shè)置陣列個(gè)數(shù)為4，角度為90度；設(shè)置引用方法為“點(diǎn)和方向”，如圖3-14所示。 再選擇方向?yàn)?ZC向，點(diǎn)為沉頭孔的圓心，再在【生成引用】對(duì)話框中單擊“是”，即可陣列腔體。如圖3-15所示。 圖3-14 圖3-15 （10）創(chuàng)建并鏡像圓臺(tái)。在創(chuàng)建圓臺(tái)前需要先創(chuàng)建好基準(zhǔn)面：首先選擇菜單命令【工作坐標(biāo)系】→【原點(diǎn)】，點(diǎn)擊中央沉頭孔圓心，把工作坐標(biāo)系移至此處；然后選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【基準(zhǔn)平面】，點(diǎn)擊“基準(zhǔn)平面對(duì)話框”圖標(biāo)，進(jìn)入后選擇“固定基準(zhǔn)”的“YC-ZC”以及“XC-ZC” ，單擊“應(yīng)用”后即可創(chuàng)建好基準(zhǔn)面，如圖3-16所示； 圖3-16 然后創(chuàng)建圓臺(tái)：選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【圓臺(tái)】，進(jìn)入【圓臺(tái)】對(duì)話框，設(shè)置圓臺(tái)直徑、高度均為5mm，如圖3-17（左）所示；選擇實(shí)體上表面為放置面，采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，設(shè)定圓臺(tái)中心到左邊界距離為70mm，到下邊界的距離為30mm，然后單擊“確定”，即可得到實(shí)體如圖3-17（右）所示。 圖3-17 最后鏡像圓臺(tái)：選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【引用】，選擇“鏡像特征” ，點(diǎn)擊所創(chuàng)建的圓臺(tái)為鏡像體，再點(diǎn)擊“鏡像平面”圖標(biāo)，點(diǎn)擊YC-ZC基準(zhǔn)面為鏡像平面，最后單擊“應(yīng)用”即可完成鏡像；以同樣的方法繼續(xù)鏡像，最后再選擇菜單命令【編輯】→【隱藏】→【隱藏】選項(xiàng)，把基準(zhǔn)平面隱藏即可，得到的實(shí)體如圖3-18所示。 圖3-18 （11）創(chuàng)建球體。選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【球】，打開【球】對(duì)話框，選擇“直徑，圓心” ，設(shè)置球直徑為10mm，確定后進(jìn)入【點(diǎn)構(gòu)造器】對(duì)話框，再輸入基點(diǎn)坐標(biāo)為XC: 40mm、YC: 12mm、ZC: 15mm，如圖3-19所示； 圖3-19 然后單擊“確定” ，設(shè)定【布爾操作】為“并” ；再顯示隱藏，以XC-ZC基準(zhǔn)面為對(duì)稱面，在曲面另一邊創(chuàng)建另外一個(gè)球體，設(shè)定【布爾操作】為“減” ，最后隱藏基準(zhǔn)面，得到的實(shí)體如圖3-20所示。 圖3-20 （12）創(chuàng)建橢圓腔體。選擇菜單命令【插入】→【曲線】→【橢圓】，進(jìn)入【點(diǎn)構(gòu)造器】對(duì)話框，輸入基點(diǎn)坐標(biāo)為XC: -60mm、YC: 30mm、ZC: 15mm，點(diǎn)擊“確定”以后進(jìn)入【橢圓】對(duì)話框，設(shè)定長(zhǎng)半軸為20mm，短半軸為10mm，再“確定”后得到該橢圓，如圖3-21所示； 圖3-21 再選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【拉伸】，選擇該橢圓，單擊確認(rèn)后選擇【拉伸方法】為“方向和距離”，方向選擇-ZC向，終止距離為10mm，單擊確定后設(shè)置【布爾操作】為“減”，即可創(chuàng)建出所需要的實(shí)體，最后再選擇菜單命令【編輯】→【隱藏】→【隱藏】選項(xiàng)，把橢圓曲線隱藏起來即可，實(shí)體圖如圖3-22所示。 圖3-22 （13）創(chuàng)建鍵槽。在創(chuàng)建鍵槽前先建立基準(zhǔn)平面：選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【基準(zhǔn)平面】，點(diǎn)擊“基準(zhǔn)平面對(duì)話框”圖標(biāo)，進(jìn)入后選擇“固定基準(zhǔn)”的“XC- YC” ，單擊“應(yīng)用”后即可創(chuàng)建好基準(zhǔn)面； 然后再選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【鍵槽】，選擇鍵槽類型為【矩形的】，彈出放置平面對(duì)話框，選擇設(shè)置好的基準(zhǔn)平面，方向?yàn)槟J(rèn)方向，再選擇長(zhǎng)度方向?yàn)樗絽⒖?，彈出矩形槽參?shù)對(duì)話框，設(shè)置其長(zhǎng)度為15mm、寬度為8mm、深度為30mm，如圖3-23所示；最后采用【垂直的】定位方法進(jìn)行定位，設(shè)定鍵槽右端點(diǎn)到右邊界距離為45mm，鍵槽下邊到下邊界的距離為70mm。 圖6 圖3-23 最后單擊如圖【確定】即可創(chuàng)建鍵槽，再選擇菜單命令【編輯】→【隱藏】→【隱藏】選項(xiàng)，把基準(zhǔn)平面隱藏即可，如圖3-24所示。 圖3-24 （14）創(chuàng)建斜孔。在創(chuàng)建斜孔前先要把工作坐標(biāo)系移至指定位置：選擇菜單命令【工作坐標(biāo)系】→【原點(diǎn)】，輸入原點(diǎn)坐標(biāo)為XC: 60mm、YC: -40mm、ZC: 5mm，單擊“確定”后即可移動(dòng)至如圖3-25位置； 圖3-25 再選擇菜單命令【工作坐標(biāo)系】→【動(dòng)態(tài)】，把坐標(biāo)系繞YC軸旋轉(zhuǎn)30度，使坐標(biāo)系傾斜，然后選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【基準(zhǔn)平面】，點(diǎn)擊“基準(zhǔn)平面對(duì)話框”圖標(biāo)，進(jìn)入后選擇“固定基準(zhǔn)”的“YC-ZC” ，單擊“應(yīng)用”后即可創(chuàng)建好基準(zhǔn)面，如圖3-26所示； 然后選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【孔】，選擇此基準(zhǔn)面為放置面，插入一個(gè)直徑為8mm，方向沿XC反向的通孔，定位時(shí)默認(rèn)為原點(diǎn)，單擊“確定”后即可得到該斜孔，隱藏基準(zhǔn)面后的實(shí)體如圖3-27所示。 圖3-26 圖3-27 （15）創(chuàng)建字母。先要把工作坐標(biāo)系移回沉頭孔圓心位置，并通過【動(dòng)態(tài)】把坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)回正交位置，然后選擇菜單命令【工作坐標(biāo)系】→【原點(diǎn)】，輸入原點(diǎn)坐標(biāo)為XC: 50mm、YC: 5mm、ZC: 15mm，把工作坐標(biāo)系移至指定位置，再進(jìn)入草圖界面，然后根據(jù)草圖功能，分別繪制出“N”、“C”、“H”、“D”四個(gè)字母，具體尺寸可于設(shè)計(jì)圖中測(cè)量，繪制完成后的圖如圖3-28所示； 然后選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【拉伸】，選擇該草圖，單擊確認(rèn)后選擇【拉伸方法】為“方向和距離”，方向選擇-ZC向，終止距離為2mm，單擊確定后設(shè)置【布爾操作】為“減”，即可創(chuàng)建出所需要的字母，再對(duì)這些字母進(jìn)行邊圓角，半徑為0.3mm，隱藏草圖以后得到的實(shí)體如圖3-29所示。 圖3-28 圖3-29 （16）創(chuàng)建曲面。在創(chuàng)建曲面前先建立長(zhǎng)方體：選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【長(zhǎng)方體】，創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)50mm、寬50mm、高20mm的長(zhǎng)方體，點(diǎn)擊“原點(diǎn)，邊長(zhǎng)度”圖標(biāo)，然后選擇實(shí)體左下方為放置點(diǎn)，單擊“確定后即可得到該長(zhǎng)方體，如圖3-30所示。 然后進(jìn)入草圖界面，以該長(zhǎng)方體正面為放置面，繪制一條樣條曲線，然后以同樣的方法在長(zhǎng)方體的左面、右面以及后面各繪制一條形狀類似的樣條曲線，如圖3-31所示； 圖3-30 圖52 圖3-31 再選擇菜單命令【插入】→【自由形式特征】→【掃掠】，點(diǎn)擊在左面創(chuàng)建的樣條曲線為引導(dǎo)線串1，單擊“確定”后，再點(diǎn)擊在右面創(chuàng)建的樣條曲線為引導(dǎo)線串2，然后連續(xù)單擊兩次“確定” ，開始選擇截面線串；分別點(diǎn)擊正面和后面的兩條樣條曲線為截面線串1和截面線串2，注意點(diǎn)擊位置要使其箭頭指示方向一致，如圖3-32（左）所示；選擇完截面線串以后，再單擊“確定” ，進(jìn)入【掃掠】對(duì)話框，選擇插補(bǔ)方式為“線性”，單擊“確定”后進(jìn)入“指定參數(shù)”欄，默認(rèn)其參數(shù)，如圖3-32（右）所示；再進(jìn)入“比例方法”欄，選擇為“橫向比例”，然后直接單擊“確定”省略脊線，最后選擇“布爾操作”為“創(chuàng)建”，即可創(chuàng)建出如圖3-32（左）所示輪廓的曲面片體； 最后選擇菜單命令【插入】→【特征操作】→【裁剪】，選擇所創(chuàng)建的長(zhǎng)方體為裁剪體，選擇該曲面為基準(zhǔn)面，選擇裁剪方向?yàn)槟J(rèn)方向，即+ZC方向，單擊“確定”后即可裁剪出曲面，隱藏樣條曲線以及曲面片體后的實(shí)體如圖3-33所示。 圖3-32 圖3-33 （17）創(chuàng)建圖形。先把工作坐標(biāo)系移至曲面體的左下方，然后選擇菜單命令【工作坐標(biāo)系】→【原點(diǎn)】，輸入原點(diǎn)坐標(biāo)為XC: 8mm、YC: 18mm、ZC: 15mm，把工作坐標(biāo)系移至指定位置，再進(jìn)入草圖界面，然后根據(jù)草圖功能，繪制出圖形， 即?；?qǐng)D案模擬圖，具體尺寸可于設(shè)計(jì)圖中測(cè)量，繪制完成后的圖如圖3-34（左）所示； 然后選擇菜單命令【插入】→【成形特征】→【拉伸】，選擇該草圖，單擊確認(rèn)后選擇【拉伸方法】為“方向和距離”，方向選擇-ZC向，終止距離為10mm，單擊確定后設(shè)置【布爾操作】為“并”，選擇目標(biāo)實(shí)體為該曲面體，即可把此圖形實(shí)體化并嵌入曲面體，再把草圖隱藏起來即可得到如圖3-34（右）的實(shí)體。 圖3-34 最后得到的典型測(cè)量零件效果圖如圖3-35所示： 圖3-35 4 典型測(cè)量零件典型部件的CAM及后處理 4.1 確定要進(jìn)行CAM的典型測(cè)量零件部件 為表現(xiàn)UG的CAM典型特點(diǎn)，故選擇曲面體與仿校徽?qǐng)D形體為進(jìn)行CAM的部件。 4.2 典型部件的CAM （1）打開已經(jīng)建模好的文件sheji.prt，單擊“確定”，進(jìn)入U(xiǎn)G環(huán)境。 （2）創(chuàng)建毛坯幾何體。選擇菜單命令【應(yīng)用】→【建模】，然后創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)50mm、寬50mm、高20mm的長(zhǎng)方體，選擇基點(diǎn)為曲面體左下角，如圖4-1所示；再選擇菜單命令【格式應(yīng)用】→【移至層】，然后選擇此長(zhǎng)方體，把它移至層2。 圖4-1 （3）選擇菜單命令【應(yīng)用】→【加工】，進(jìn)入加工界面。在進(jìn)入加工界面后，彈出【加工環(huán)境】對(duì)話框，指定“CAM進(jìn)程配置“為cam_general，“CAM設(shè)置”為mill_contour。如圖4-2所示；單擊“初始化”按鈕進(jìn)行加工環(huán)境的初始化設(shè)置，進(jìn)入加工模塊后將顯示工具欄。 圖4-2 （4）創(chuàng)建幾何體。單擊左上方創(chuàng)建工具欄中的“創(chuàng)建幾何體”圖標(biāo)，系統(tǒng)將打開【創(chuàng)建幾何體】對(duì)話框，選擇“子類型”機(jī)械坐標(biāo)系MCS圖標(biāo)，父本組為GEOMETRY，名稱為MCS，單擊“確定”按鈕建立坐標(biāo)系，如圖4-3所示。 圖4-3 （5）設(shè)置安全平面。建立坐標(biāo)系以后，系統(tǒng)將打開【MCS】對(duì)話框，在對(duì)話框中選擇“間隙”，再單擊“指定”按鈕，彈出【平面構(gòu)造】對(duì)話框用以設(shè)置間隙平面，設(shè)置偏置值為55，也就是安全平面的高度為55mm，如圖4-4所示；單擊“確定”完成間隙指定，在實(shí)體圖上將顯示間隙平面所在位置，如圖4-5所示。單擊【MCS】對(duì)話框的“確定”完成幾何體的創(chuàng)建。 圖4-4 圖4-5 （6）創(chuàng)建刀具。單擊左上方創(chuàng)建工具欄中的“創(chuàng)建刀具組”圖標(biāo)，系統(tǒng)將 開【創(chuàng)建刀具組】對(duì)話框，選擇“名稱”為M01，其余為默認(rèn)值；單擊確認(rèn)進(jìn)入下一對(duì)話框，設(shè)定直徑為“8”；刀具號(hào)為“1”； 其余則依照默認(rèn)值設(shè)定。如圖4-6所示。 圖4-6 （7）創(chuàng)建工件幾何體及毛坯幾何體。首先創(chuàng)建父節(jié)點(diǎn)：?jiǎn)螕糇笊戏絼?chuàng)建工具欄中的“創(chuàng)建幾何體”圖標(biāo)，系統(tǒng)將打開【創(chuàng)建幾何體】對(duì)話框，選擇“子類型”為WORKPIECE；“父本組”為MCS；“名稱”為WORKPIECE；單擊“確定”后進(jìn)入【W(wǎng)ORKPIECE】對(duì)話框，點(diǎn)擊“部件”圖標(biāo)，選擇【工件幾何體】如圖4-7、圖4-8所示； 圖4-7 圖4-8 同理，點(diǎn)擊“隱藏”圖標(biāo)彈出【毛坯幾何體】對(duì)話框，然后選擇菜單命令【格式】→【層的設(shè)置】，進(jìn)入后選擇層2為工作層，然后選擇放置于此層的長(zhǎng)方體為毛坯幾何體，再在【層的設(shè)置】中選擇層1為工作層，層2為不可見的，即把毛坯幾何體隱藏起來即可。 （8）創(chuàng)建操作（型腔銑粗加工）。單擊左上方創(chuàng)建工具欄中的“創(chuàng)建操作”圖標(biāo)，系統(tǒng)將打開【創(chuàng)建操作】對(duì)話框，選擇“類型”為mill_contour；“子類型”為Cavity_mill；“使用幾何體”為WORKPIECE；“使用刀具”為M01；“使用方法”為MILL_ROUGH；其余為默認(rèn)值。單擊“確定”進(jìn)入【CAVITY_MILL】對(duì)話框，如圖4-9所示； 圖4-9 回到【CAVITY_MILL】對(duì)話框后設(shè)定“切削方式”為跟隨周邊，“步進(jìn)”為刀具直徑，“百分比”為50，“每一刀的深度”為0.5；再單擊“自動(dòng)”按鈕，進(jìn)入【自動(dòng)進(jìn)刀\退刀】對(duì)話框“自動(dòng)類型”為線性，“重疊距離”為0，其余為默認(rèn)值；再單擊“進(jìn)給率”按鈕選中“主軸轉(zhuǎn)速（rpm）”復(fù)選框，設(shè)置轉(zhuǎn)速為800RPM，主軸輸入模式為RPM，其余均為默認(rèn)值；然后單擊頂部的“進(jìn)給”標(biāo)簽，進(jìn)入“進(jìn)給”選項(xiàng)卡，設(shè)置“進(jìn)刀”為300毫米/分鐘，“剪切”為1200毫米/分鐘，其余均為默認(rèn)值，然后單擊“確認(rèn)”完成設(shè)置。如圖4-10所示。 完成這些參數(shù)設(shè)置后，單擊“生成”圖標(biāo)，在計(jì)算完成后，彈出【顯示參數(shù)】 對(duì)話框，將“顯示后暫?！焙汀帮@示前刷新”選項(xiàng)關(guān)閉，以連續(xù)顯示刀軌，單擊“確定”后進(jìn)行刀軌生成，最后提示刀具到達(dá)不了某層，單擊“確定”即可，完整的刀軌顯示如圖4-11所示。 圖4-10 圖4-11 然后單擊“確認(rèn)”圖標(biāo)，進(jìn)入“動(dòng)態(tài)”選項(xiàng)卡，單擊播放按鈕可以檢視刀軌，如圖4-12所示；打開操作導(dǎo)航器可以看見刀軌已經(jīng)生成，如圖4-13所示，以后對(duì)該刀具軌跡的操作可以在操作導(dǎo)航器內(nèi)進(jìn)行。 圖4-12 圖4-13 （9）固定軸曲面輪廓銑粗加工。先回到建模界面，在實(shí)體正上方創(chuàng)建好邊界；再回到加工界面，單擊“創(chuàng)建刀具”圖標(biāo)，選擇“子類型”為BALL_MILL，“名稱”為BALL_MILL_D5，如圖4-14所示；單擊“確定”進(jìn)入后輸入“球直徑”為5mm，刀具號(hào)為2，其余參數(shù)默認(rèn)，即可創(chuàng)建出一把球頭銑刀； 圖4-14 然后單擊“創(chuàng)建操作”圖標(biāo)，選擇“子類型”為FIXED_CONTOUR，“使用幾何體”為WORKPIECE，“使用刀具”為BALL_MILL_D5，“使用方法”為MILL_ROUGH，“名稱”為FIXED_CONTOUR_1；單擊“確定”后進(jìn)入【FIXED_CONTOUR】對(duì)話框，點(diǎn)擊“部件”圖標(biāo)，然后選擇該曲面體為部件，再點(diǎn)擊“編輯參數(shù)”圖標(biāo)，選擇所創(chuàng)建號(hào)的邊界線為驅(qū)動(dòng)幾何體，“切削類型”為Zig-Zag，“步進(jìn)”為刀具直徑，“百分比”為30；然后單擊“確定”完成設(shè)置，如圖4-15所示； 圖4-15 回到【FIXED_CONTOUR】對(duì)話框，單擊“切削”選項(xiàng)，進(jìn)入【切削參數(shù)】對(duì)話框，單擊“毛坯”選項(xiàng)卡，設(shè)置“部件余量”為0.5，單擊“確定”后返回。如圖4-16所示； 圖4-16 再單擊“進(jìn)給率”按鈕選中“主軸轉(zhuǎn)速（rpm）”復(fù)選框，設(shè)置轉(zhuǎn)速為1000RPM，其余均為默認(rèn)值；然后單擊頂部的“進(jìn)給” 選項(xiàng)卡，設(shè)置“進(jìn)刀”為300毫米/分鐘，“剪切”為1200毫米/分鐘，其余均為默認(rèn)值，再單擊“確認(rèn)”完成設(shè)置。完成這些參數(shù)設(shè)置后，單擊“生成”圖標(biāo)，在計(jì)算完成后，單擊“確定”后進(jìn)行刀軌生成，再次單擊“確定”即可，完整的刀軌顯示如圖4-17所示。 圖4-17 （10）固定軸曲面輪廓銑半精加工。接續(xù)前面的FIXED_CONTOUR，當(dāng)前工作模塊為加工模塊，在操作導(dǎo)航器中復(fù)制粗加工刀軌，然后在其下面粘貼，再更名為“FIXED_CONTOUR_2”，如圖4-18所示。 圖4-18 先單擊“創(chuàng)建刀具”圖標(biāo)，選擇“子類型”為BALL_MILL，“名稱”為BALL_MILL_D2，單擊“確定”進(jìn)入后輸入“球直徑”為2mm，刀具號(hào)為3，其余參數(shù)默認(rèn)，即創(chuàng)建另一把球頭銑刀，再把“方法”改為“MILL_SEMI_FINISH”如圖4-19所示；然后雙擊所復(fù)制的刀軌，進(jìn)入【FIXED_CONTOUR】對(duì)話框，單擊“編輯參數(shù)”圖標(biāo)，切削角“度數(shù)”改為45，步進(jìn)“百分比”為20，回到【FIXED_CONTOUR】對(duì)話框，單擊“切削”選項(xiàng)，進(jìn)入【切削參數(shù)】對(duì)話框，單擊“毛坯”選項(xiàng)卡，設(shè)置“部件余量”為0.2，再單擊“進(jìn)給率”按鈕選中“主軸轉(zhuǎn)速（rpm）”復(fù)選框，設(shè)置轉(zhuǎn)速為1200RPM，其它參數(shù)均可繼承粗加工的參數(shù)不變。 完成這些參數(shù)設(shè)置后，單擊“生成”圖標(biāo)，在計(jì)算完成后，彈出【顯示參數(shù)】 對(duì)話框，單擊“確定”后進(jìn)行刀軌生成，再次單擊“確定”即可，完整的刀軌顯示如圖4-20所示。 圖4-19 圖4-20 最后查看操作導(dǎo)航器可以看到半精加工的刀軌已經(jīng)生成，如圖4-21所示。 圖4-21 （11）固定軸曲面輪廓銑精加工。同理，接續(xù)前面的FIXED_CONTOUR，當(dāng)前工作模塊為加工模塊，在操作導(dǎo)航器中復(fù)制半精加工刀軌，然后在其下面粘貼，再更名為“FIXED_CONTOUR_3”， 然后創(chuàng)建一把“名稱”為BALL_MILL_D1，“球直徑”為1mm，刀具號(hào)為4的球頭銑刀；再把切削角“度數(shù)”改為90，步進(jìn)“百分比” 改為10，毛坯的“部件余量” 改為0；“方法”改為“MILL_FINISH”，主軸速度改為1600rpm；其它參數(shù)均可繼承半精加工的參數(shù)不變。最后完成的刀軌顯示如圖4-22所示。 圖4-22 最后查看操作導(dǎo)航器可以看到CAM的刀軌已經(jīng)全部生成，如圖4-23所示。 圖4-23 4.3 數(shù)控加工程序的輸出 （1）在導(dǎo)航器中選中粗加工一欄，在左下角加工操作中選取“UG/后處理”圖標(biāo)，在后處理中選則如圖4-24所示。 圖4-24 （2）輸出得到程序名為sheji.ptp的型腔銑粗加工的加工程序。程序如下： % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T01 M06 …… N7290 X20.6929 Y-5.2748 N7300 Z55. N7310 M02 % （3）同理可以得到程序名為sheji1.ptp的固定軸曲面輪廓銑粗加工的加工程序，程序如下： % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T02 M06 …… N4410 G0 Z1.7625 N4420 Z1.9291 N4430 M02 % （4）同理可以得到程序名為sheji2.ptp的固定軸曲面輪廓銑半精加工的加工程序，程序如下： % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T03 M06 …… N4620 G0 Z1.8381 N4630 Z1.9055 N4640 M02 % （5）同理可以得到程序名為sheji3.ptp的固定軸曲面輪廓銑精加工的加工程序，程序如下： % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T04 M06 …… N2330 Y1.9664 F47.2 N2340 G0 Z1.8898 N2350 M02 % 最后在操作導(dǎo)航器中可以看到所有設(shè)計(jì)都已經(jīng)經(jīng)過了CAM和UG/后置處理，如圖4-25所示。 圖4-25 5 對(duì)現(xiàn)有類似零件進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量并編制測(cè)量工藝規(guī)程 5.1 工件檢測(cè)的主要步驟 本三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是以PC-DMIS測(cè)量軟件為基礎(chǔ)，對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)的，其檢測(cè)流程圖如圖5-1所示，檢測(cè)步驟如下： 圖5-1 5.1.1 分析 對(duì)照工件，分析圖形，明確以下要求： 5.1.1.1 明確工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)，確定建立零件坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)該確定哪些元素用來建立基準(zhǔn)，采用何種建立坐標(biāo)系方法； 5.1.1.2 確定需要檢測(cè)的項(xiàng)目，應(yīng)該測(cè)量的元素，已經(jīng)測(cè)量這些元素時(shí)大致的先后順序； 5.1.1.3 根據(jù)要測(cè)量的特征元素，確定工件合格的擺放方位，采用合適的夾具，并保證盡可能一次裝夾，完成所有元素的測(cè)量，避免二次裝夾； 5.1.1.4 根據(jù)工件的擺放方位及檢測(cè)元素，選擇合適的測(cè)頭組件，并確定需要的測(cè)頭角度。 工件圖樣的分析過程，是工件檢測(cè)的基礎(chǔ)，故應(yīng)該十分謹(jǐn)慎。 5.1.2 測(cè)頭的定義及校驗(yàn) 在對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)之前，需要對(duì)所使用的測(cè)桿進(jìn)行定義及校驗(yàn)。在PC-DMIS的測(cè)頭功能中按照實(shí)際采用的測(cè)桿配置進(jìn)行定義，并添加所用到的測(cè)頭角度。之后用標(biāo)準(zhǔn)球?qū)ζ溥M(jìn)行校驗(yàn)，得到正確的球徑和測(cè)頭角度。校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，直接影響工件的檢測(cè)結(jié)果。 5.1.3 手動(dòng)測(cè)量特征元素 點(diǎn)、直線、平面、圓、圓柱、圓錐、球、圓槽等這些都稱之為特征元素。不是所有的特征元素都可手動(dòng)測(cè)量的，手動(dòng)測(cè)量的特征元素類型為：點(diǎn)、直線、平面、圓、圓柱、圓錐、球。這些特征元素的最少測(cè)點(diǎn)數(shù)為： 直線：2點(diǎn) 平面：不在同一直線的三點(diǎn) 圓柱：6個(gè)點(diǎn)分兩層 圓：不在同一直線的三點(diǎn) 圓錐：6個(gè)點(diǎn)分兩層 球：4點(diǎn)（三點(diǎn)一層；一點(diǎn)一層） 5.1.4 建立零件坐標(biāo)系PCS PC-DMIS對(duì)于零件坐標(biāo)系的建立主要提供兩種方法： 3-2-1法：主要應(yīng)用于零件坐標(biāo)系位于工件本身，且在機(jī)器的行程范圍內(nèi)能找到坐標(biāo)原點(diǎn)，適用于比較規(guī)則。又稱為“面、線、點(diǎn)”法。其中“3”表示不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)平面，并利用此平面才法線矢量確定一個(gè)坐標(biāo)軸方向；“2”表示兩個(gè)點(diǎn)確定一條直線，此直線 圍繞已經(jīng)確定的第一個(gè)軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，已此確定第二個(gè)軸向；“1”表示一個(gè)點(diǎn)，用于確定坐標(biāo)系某一軸向的原點(diǎn)。 迭代法：主要應(yīng)用于零件坐標(biāo)系不在工件本身或無法直接通過基準(zhǔn)元素建立坐標(biāo)系的工件上，適用于鈑金件、汽車和飛機(jī)配件等類型工件。 5.1.5 自動(dòng)測(cè)量 建立零件坐標(biāo)系后，首先需將運(yùn)行模式切換為DCC模式，然后使用PC-DMIS中的自動(dòng)測(cè)量功能進(jìn)行測(cè)量。運(yùn)行自動(dòng)功能進(jìn)行測(cè)量時(shí)需有被檢特征的理論值。并且在測(cè)頭運(yùn)動(dòng)過程中需要注意測(cè)頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，即在適當(dāng)?shù)奈恢貌迦胍苿?dòng)點(diǎn)確保測(cè)頭處于安全位置。 5.1.6 評(píng)價(jià)形位公差 PC-DMIS提供了“尺寸”功能來實(shí)現(xiàn)形位公差的評(píng)價(jià)，可直接點(diǎn)擊相應(yīng)形位公差按鈕，彈出相應(yīng)的菜單進(jìn)行評(píng)價(jià)。 5.1.7 報(bào)告 由于PC-DMIS是圖形窗口、編輯窗口共同存在，所以最終產(chǎn)生的報(bào)告分為數(shù)據(jù)報(bào)告、圖形報(bào)告兩部分，可分別對(duì)兩窗口進(jìn)行編輯、打印。直接通過打印機(jī)輸出或存為電子文檔。 5.1.8 程序的自動(dòng)運(yùn)行 若某種工件進(jìn)行批量生產(chǎn)，可將程序進(jìn)行標(biāo)記（F3），點(diǎn)擊執(zhí)行鍵（Ctrl+Q），程序即可自動(dòng)執(zhí)行。 5.2 對(duì)典型測(cè)量零件進(jìn)行測(cè)量 （1）創(chuàng)建一個(gè)測(cè)量程序。雙擊PC-DMIS桌面快捷鍵打開PC-DMIS程序，然后依次選擇“程序”/“PC-DMIS For Windows”/“online”，將出現(xiàn)打開文件對(duì)話框；再選擇【文件】→【新建】，輸入“零件名”為lichen，測(cè)量單位選擇“毫米”，單擊“確定”后即可創(chuàng)建出測(cè)量程序，如圖5-2所示。 圖5-2 （2）校驗(yàn)測(cè)頭。在進(jìn)行工件測(cè)量時(shí)，在程序中出現(xiàn)的數(shù)值是軟件記錄測(cè)桿紅寶石球心的位置，但實(shí)際是紅寶石球表面接觸工件，這就需要對(duì)實(shí)際的接觸點(diǎn)與軟件記錄的位置沿著測(cè)點(diǎn)矢量方向進(jìn)行測(cè)頭半徑、位置的補(bǔ)償，故需要對(duì)測(cè)頭進(jìn)行校驗(yàn)。選擇【插入】→【硬件定義】→【測(cè)頭】，進(jìn)入【測(cè)頭功能】對(duì)話框，在“測(cè)頭文件”一欄中填入“l(fā)ichen”，建立名字為lichen的測(cè)頭文件；在“測(cè)頭說明”下拉菜單中選當(dāng)前測(cè)量機(jī)上所使用的測(cè)頭系統(tǒng)，其中測(cè)座為PH10MQ、轉(zhuǎn)接為CONVERT30MM_TO_M8THRD、傳感器為TP20、測(cè)桿為TIP4BY20MM，根據(jù)測(cè)量機(jī)Z軸以下的實(shí)際配置，從測(cè)座開始由下拉菜單中選擇。此時(shí)右邊的窗口會(huì)有相應(yīng)的圖形出現(xiàn)，設(shè)置好的數(shù)據(jù)如圖5-3所示。 圖5-3 （3）添加角度。根據(jù)工件的裝夾位置，需進(jìn)行測(cè)頭角度的添加，工件測(cè)量過程中使用的每個(gè)角度都是由A角B角構(gòu)成的，繞機(jī)器坐標(biāo)系X 軸旋轉(zhuǎn)的角度為A角，應(yīng)用范圍為0~105度；繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角為B角，，應(yīng)用范圍為-180~180度。角度的正負(fù)根據(jù)右手法則判定，拇指指向Z 軸正方向，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度為正，反之為負(fù)角。PH10MQ的A、B角是以7.5度為分度增量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的。 點(diǎn)擊功能按鈕【添加角度】，進(jìn)入【添加角度】對(duì)話框，在“各個(gè)角的數(shù)據(jù)”文本框中鍵入A、B角角度均為90，單擊“添加角”按鈕，即可在右邊的“新角列表”中出現(xiàn)這個(gè)角度，單擊“確定”即可完成角度添加。如圖5-4所示。 圖5-4 （4）配置校驗(yàn)參數(shù)。在添加完所有需要的角度以后，【測(cè)頭功能】對(duì)話框中的“活動(dòng)測(cè)件列表”中即有了這幾個(gè)角度，且每個(gè)角度前都有個(gè)“*”號(hào)，這表示此角度還未進(jìn)行校驗(yàn)。如圖5-5所示。 圖5-5 配置校驗(yàn)參數(shù)需點(diǎn)擊“測(cè)量”按鈕，進(jìn)入【測(cè)量探頭】對(duì)話框，設(shè)定“測(cè)點(diǎn)數(shù)”為9，“逼近距離/回退距離”為3mm，“移動(dòng)速度”為20%，“接觸速度”為3%，選擇模式為“DCC”，如圖5-6所示。 圖5-6 在“校驗(yàn)?zāi)Ｊ健蔽谋究蛑羞x擇“用戶定義模式”，輸入“層數(shù)”、“起始角”、“終止角”的參數(shù)如圖5-7所示。 圖5-7 然后點(diǎn)擊“可用工具列表”選項(xiàng)的“添加工具”按鈕，進(jìn)入【添加工具】對(duì)話框，輸入?yún)?shù)，設(shè)置完后單擊“確定”回到前一對(duì)話框，再單擊“測(cè)量”按鈕，PC-DMIS會(huì)提示在標(biāo)準(zhǔn)球的正上方觸測(cè)一點(diǎn)，然后開始自動(dòng)校驗(yàn)。當(dāng)校驗(yàn)完成后，測(cè)頭功能列表中所有校驗(yàn)過的角度前面的星號(hào)都會(huì)去掉，如圖5-8所示。 當(dāng)單擊“結(jié)果”按鈕后，所有角度的校驗(yàn)結(jié)果都會(huì)出現(xiàn)，可以很方便的查看結(jié)果，如圖所示；如果有角度校驗(yàn)結(jié)果超差，PC-DMIS會(huì)自動(dòng)彈出提示，顯示超差的角度，就需要重新校驗(yàn)。 圖5-8 （5）測(cè)量平面。對(duì)于特征元素的手動(dòng)測(cè)量，PC-DMIS采用了智能判別模式，在測(cè)量元素時(shí)不需要嚴(yán)格的指定被測(cè)元素的類型，當(dāng)測(cè)量完成后，按操縱盒上的DONE鍵或鍵盤上的END鍵，PC-DMIS即可自動(dòng)判別測(cè)量元素的類型。在測(cè)量平面時(shí)，在平面上采集大于等于三個(gè)測(cè)點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量；這些測(cè)點(diǎn)應(yīng)該盡可能最大范圍的分布在所測(cè)平面上，在采集完最后一個(gè)點(diǎn)后按DONE鍵，PC-DMIS將在“圖形顯示”窗口用特征標(biāo)識(shí)和三角形表示測(cè)量的平面，并同時(shí)在“編輯窗口”中記錄該面相關(guān)信息，如圖5-9所示。 圖5-9 （6）測(cè)量直線。要測(cè)量直線，首先要選擇合適的工作平面。測(cè)量時(shí)順序應(yīng)該注意，因?yàn)镻C-DMIS就是根據(jù)該信息創(chuàng)建直線的方向的。在采集完第二個(gè)測(cè)點(diǎn)后按DONE鍵，PC-DMIS將在“圖形顯示”窗口顯示特征標(biāo)識(shí)和被測(cè)直線，并同時(shí)在“編輯窗口”中記錄該直線相關(guān)信息，如圖5-10所示。 （7）測(cè)量圓。首先選擇合適的工作平面，將測(cè)頭移動(dòng)到一個(gè)圓的中心，將測(cè)頭降到孔中并測(cè)量該圓，在弧長(zhǎng)近似相等的圓周上采四個(gè)測(cè)點(diǎn)，在采集完最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)后 圖5-10 按DONE鍵，PC-DMIS將在“圖形顯示”窗口顯得特征標(biāo)識(shí)和被測(cè)圓，并同時(shí)在“編輯窗口”中記錄該圓相關(guān)信息，如圖5-11所示。 圖5-11 5.3 對(duì)典型測(cè)量零件形位公差進(jìn)行評(píng)價(jià) 5.3.1 評(píng)價(jià)形狀公差 圖5-12 （1）評(píng)價(jià)圓的位置和直徑值。在PC-DMIS中選擇【插入】→【尺寸】→【位置】，打開【位置】對(duì)話框，選擇要評(píng)價(jià)的元素標(biāo)號(hào)“圓1”，如圖5-12所示；在坐標(biāo)軸選項(xiàng)中選“X”“Y”“直徑”，并在“公差”中輸入每一項(xiàng)的公差，然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-13所示。 圖5-13 （2）評(píng)價(jià)平面度。選擇【插入】→【尺寸】→【平面度】，打開【平面度】對(duì)話框，在元素列表中選擇所要評(píng)價(jià)的元素符號(hào)——“平面1”，如圖5-12所示；再在“公差”框中輸入平面度的公差帶為0.01，然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-14所示。 圖5-14 （3）評(píng)價(jià)圓度。選擇【插入】→【尺寸】→【圓度】，打開【圓度】對(duì)話框，在元素列表中選擇所要評(píng)價(jià)的元素符號(hào)——“圓1”，如圖5-12所示；再在“公差”框中輸入圓度的公差帶為0.01，然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-15所示。 同理可以評(píng)價(jià)出直線度等其它形狀公差。 5.3.2 評(píng)價(jià)位置公差 （1）評(píng)價(jià)圓與圓之間的距離。如圖5-16所示，評(píng)價(jià)圓1與圓2在平行于X軸方向的距離：選擇當(dāng)前的工作平面為“Z正”，然后在主菜單中選擇【插入】→【尺寸】→【距離】，打開【距離】對(duì)話框，在元素列表中選擇“圓1”與“圓2”；再在“距 圖5-15 離類型”文本框中選擇“2維”，在“關(guān)系”文本框中選擇“按X軸”，方向選“平行于”，在“公差”文本框中輸入正負(fù)公差“0.1”“-0.1”，設(shè)置完這些參數(shù)后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-17所示。 圖5-16 圖5-17 （2）評(píng)價(jià)直線間的夾角。如圖5-18所示，評(píng)價(jià)由三個(gè)圓構(gòu)造出來的直線1與直線2的夾角：選擇當(dāng)前的工作平面為“Z正”，然后在主菜單中選擇【插入】→【尺寸】→【夾角】，打開【夾角】對(duì)話框，在元素列表中選擇“直線1”與“直線2”；再在“角類型”文本框中選擇“2維”，在“關(guān)系”文本框中選擇“按特征”，在“公差”文本框中輸入正負(fù)公差“0.01”“-0.01”，再點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-19所示。 圖5-18 圖5-19 （3）評(píng)價(jià)孔的位置度。如圖5-20所示，評(píng)價(jià)圓2相對(duì)于圓1的位置度：在主菜單中選擇【插入】→【尺寸】→【位置度】，打開【位置度】對(duì)話框，先選擇要評(píng)價(jià) 的元素“圓2”，再選擇基準(zhǔn)元素“圓1”，在“坐標(biāo)軸”文本框中選擇X、Y軸，然后在“實(shí)體條件”文本框中選擇“特征”“基準(zhǔn)”的相應(yīng)實(shí)體條件；在“公差”文本框中輸入正負(fù)公差“0.02”“-0.02”，再點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-21所示。 圖5-20 圖5-21 （4）評(píng)價(jià)圓跳動(dòng)。如圖5-22所示，評(píng)價(jià)圓1相對(duì)于圓柱1的圓跳動(dòng)：選擇【插入】→【尺寸】→【跳動(dòng)】，打開【跳動(dòng)】對(duì)話框，先選擇要評(píng)價(jià)的元素“圓1”，再選擇基準(zhǔn)元素“圓柱1”，輸入公差為“0.01”，再點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可。如圖5-23所示。 圖5-22 圖5-23 同理，可以對(duì)位置度、垂直度等其它位