7.1制件的手工檢測演講人011制件的手工檢測1.1常用量具結(jié)構(gòu)介紹檢測概念增材制造加工后的零件是否滿足公差要求，需通過檢測加以判斷。檢測包含檢驗(yàn)與測量。檢驗(yàn)是指確定零件的集合參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，并做出合格性判斷，而不必得出被測量的具體參數(shù)；測量是指將被測量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定被測量具體數(shù)值的過程。檢測不僅用來評定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析產(chǎn)生不合格品的原因，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，監(jiān)督工藝過程，預(yù)防廢品產(chǎn)生。檢測是機(jī)械制造的“眼睛”。無數(shù)事實(shí)證明，產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)和加工精度的提高外，往往更有賴于檢測精度的提高。1.1常用量具結(jié)構(gòu)介紹常用量具的介紹如圖7-1所示為導(dǎo)向套的圖紙，根據(jù)圖中所標(biāo)注的尺寸判斷，檢測該零件只需使用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺和內(nèi)徑千分尺即可。圖7-1導(dǎo)向套圖紙1.1常用量具結(jié)構(gòu)介紹游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)介紹游標(biāo)卡尺是工業(yè)上常用于測量長度的量具，它由尺身及能在尺身上滑動(dòng)的游標(biāo)組成，如圖7-2所示。圖7-2游標(biāo)卡尺結(jié)構(gòu)1.1常用量具結(jié)構(gòu)介紹千分尺結(jié)構(gòu)介紹千分尺（micrometer）又稱螺旋測微器、螺旋測微儀、分厘卡，是比游標(biāo)卡尺更精密的測量長度的工具，用它測長度可以準(zhǔn)確到0.01mm，測量范圍為幾個(gè)厘米。千分尺一般由固定測砧、活動(dòng)測砧、固定套筒、微分筒及棘輪測力裝置等幾部分構(gòu)成，按用途一般可分為外徑千分尺和內(nèi)徑千分尺，如圖7-3、7-4所示。圖7-3外徑千分尺結(jié)構(gòu)1.1常用量具結(jié)構(gòu)介紹千分尺結(jié)構(gòu)介紹圖7-4內(nèi)徑千分尺結(jié)構(gòu)1.2常用量具的使用方法游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理是利用主標(biāo)尺上的刻線間距（簡稱線距）和游標(biāo)尺上的線距之差來讀出小數(shù)部分，例如：主尺上的線距為1mm，游標(biāo)尺上有10格，其線距為0.9mm。當(dāng)兩者的零刻線相重合，若游標(biāo)尺移動(dòng)0.1mm，則它的第1根刻線與主尺的第1根刻線重合；若游標(biāo)尺移動(dòng)0.2mm，則它的第2根刻線與主尺的第2根刻線重合。依此類推，可從游標(biāo)尺與主尺上刻線重合處讀出量值的小數(shù)部分。主尺與游標(biāo)尺線距的差值0.1mm就是游標(biāo)卡尺的最小讀數(shù)值。同理，若它們的線距的差值為0.05mm或0.02mm(游標(biāo)尺上分別有20格或50格)，則其最小讀數(shù)值分別為0.05mm或0.02mm。這一游標(biāo)原理是法國人“PierreVernier”【維尼爾皮】于1631年提出的，常用于長度測量工具的長度和角度的細(xì)分讀數(shù)機(jī)構(gòu)中。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可總結(jié)為以下三個(gè)步驟：1.2常用量具的使用方法游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法1）讀取卡尺主標(biāo)尺上的數(shù)值；0102032）讀取游標(biāo)尺上的數(shù)值（游標(biāo)尺與主標(biāo)尺重合線的數(shù)值）；3）通過公式計(jì)算尺寸數(shù)值：測量值=主標(biāo)尺數(shù)值+游標(biāo)尺數(shù)值×分度值。1.2常用量具的使用方法游標(biāo)卡尺使用前準(zhǔn)備工作1）將游標(biāo)卡尺用軟布擦凈；3）合攏兩個(gè)量爪，檢查量爪間是否透光，檢驗(yàn)游標(biāo)零線與尺身零線是否對齊；2）拉動(dòng)游標(biāo)，檢查滑動(dòng)是否靈活，有無卡死，緊固螺釘能否正常使用；4）擦凈被測工件表面油污、灰塵等。1.2常用量具的使用方法誤差產(chǎn)生的因素用卡尺測量工件時(shí)，可能產(chǎn)生測量誤差的因素較多，主要包括測量人員視差、卡尺不符合阿貝原則引起的誤差、卡尺和工件的實(shí)際溫度對標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差引起的熱膨脹誤差、刀刃爪的厚度和在測量小孔直徑時(shí)量爪之間的間隙所帶來的誤差。12JIS（JapaneseIndustrialStandardsCommittee日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）注明“卡尺為非恒定測力裝置”，使用卡尺時(shí)必須使用正確的測力來測量工件。當(dāng)用量爪的根部或尖端測量工件時(shí)，需要特別注意，因?yàn)檫@種情況下可能會(huì)發(fā)生較大的測量誤差。3此外還有其它誤差因素，如刻度的準(zhǔn)確性、參考邊緣垂直度、主葉片的刻度平整度、量爪的方形度，這些因素都包含在儀器的誤差公差里。因此，只要卡尺在儀器的誤差公差范圍內(nèi)，尺寸就可以正常使用。1.2常用量具的使用方法內(nèi)尺寸測量1）測量前，量爪盡可能深的插入工件內(nèi)部，使量爪盡量多的接觸被測面；01.2）測量內(nèi)尺寸時(shí)，多次測量讀取最大的顯示值；02.3）測量溝槽寬度時(shí)，多次測量讀取最小的顯示值。03.1.2常用量具的使用方法深度測量測量深度時(shí)，卡尺和被測工件緊密接觸。1.2常用量具的使用方法視差的影響當(dāng)檢查游標(biāo)刻度線是否與主尺刻度線對齊時(shí)，應(yīng)直視游標(biāo)刻度線。如果從斜方向查看游標(biāo)刻度線，對齊位置會(huì)明顯扭曲，這是由于游標(biāo)刻度面與主刻度面間的階差高度而引起的視覺誤差，從而導(dǎo)致讀數(shù)誤差。為了避免這種讀數(shù)錯(cuò)誤，JIS規(guī)定階差高度應(yīng)不大于0.3mm。1.2常用量具的使用方法結(jié)構(gòu)形變的影響引導(dǎo)游標(biāo)尺滑動(dòng)的尺面如果有彎曲，會(huì)導(dǎo)致測量誤差。1.2常用量具的使用方法溫度的影響卡尺的本體采用不銹鋼材質(zhì)，它和鐵系金屬有著相同的熱膨脹系數(shù)(10.2±1)×10-6，測量時(shí)需要考慮被測物的材質(zhì)、室溫、以及工件溫度等對測量的影響。1.2常用量具的使用方法其它注意事項(xiàng)1）卡尺量爪很銳利，因此儀器必須小心處理，以避免造成人身傷害；012）避免損壞數(shù)顯卡尺的刻度，不要在卡尺上標(biāo)記識(shí)別符號(hào)；023）避免與硬物相碰或跌落在凳子或地板上，以免損壞卡尺。031.2常用量具的使用方法千分尺的讀數(shù)方法千分尺是依據(jù)螺旋運(yùn)動(dòng)的原理制成的，即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周，螺桿便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退一個(gè)螺距的距離。因此，沿軸線方向移動(dòng)的微小距離，就能用圓周上的讀數(shù)表示出來。螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動(dòng)刻度有50個(gè)等分刻度，可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿可前進(jìn)或后退0.5mm，因此旋轉(zhuǎn)每個(gè)小分度，相當(dāng)于測微螺桿前進(jìn)或推后0.5/50=0.01mm。可見，可動(dòng)刻度每一小分度表示0.01mm，所以螺旋測微器可準(zhǔn)確到0.01mm。由于還能再估讀一位，可讀到mm的千分位，故又名千分尺。千分尺的讀數(shù)方法可總結(jié)為以下三個(gè)步驟：1）讀取固定套筒上的數(shù)值；2）讀取微分筒上的數(shù)值；3）通過公式計(jì)算尺寸數(shù)值：測量值=固定套筒數(shù)值+微分筒數(shù)值×分度值。1.2常用量具的使用方法外徑千分尺的使用注意事項(xiàng)1）千分尺是一種精密量具，只適用于精加工零件的測量，嚴(yán)禁測量表面粗糙的毛坯零件；2）測量前必須把千分尺及工件的測量面擦拭干凈；3）測量時(shí)，測微螺桿應(yīng)緩慢接觸工件，直至棘輪發(fā)出2~3下“咔咔”聲，然后在進(jìn)行讀數(shù)；4）支撐框架熱誤差。空手握住支撐框架可能導(dǎo)致千分尺產(chǎn)生明顯的測量誤差，這是由于當(dāng)空手握住支撐框架時(shí)，手上的熱量將傳導(dǎo)給千分尺，材料熱膨脹使千分尺變形，從而導(dǎo)致明顯的測量誤差。測量時(shí)如果必須手持千分尺，則盡量減少接觸時(shí)間。如果能在尺上安裝一個(gè)熱絕緣套或測量人員戴一副手套將會(huì)大大減少測量誤差；5）量桿熱誤差。在室溫20oC的條件下，當(dāng)手長時(shí)間握持千分尺量桿的頂端時(shí)，量桿會(huì)發(fā)生膨脹。所以在調(diào)整零位時(shí)，不要用手直接接觸量桿，盡量戴手套或者盡量減少接觸時(shí)間。如果量桿已經(jīng)受熱膨脹，則必須等量桿降到標(biāo)準(zhǔn)溫度后再調(diào)整零位。1.2常用量具的使用方法內(nèi)徑千分尺的使用注意事項(xiàng)1）使用時(shí)必需用測爪的最大接觸面積測量，避免測量時(shí)由測爪彎曲對測量結(jié)果產(chǎn)生影響；2）測量時(shí)應(yīng)檢查測爪固定和松開時(shí)的變化量；3）測量孔時(shí)，將測爪伸進(jìn)孔內(nèi)并且支撐在被測內(nèi)孔的表面上，然后調(diào)整微分筒，使微分筒一側(cè)測爪測量面在孔的徑向截面內(nèi)擺動(dòng)，找出最大尺寸，然后擰緊固定螺釘后取出千分尺并讀數(shù)；4）注意溫度對測量結(jié)果的影響。防止手或其它熱源的傳熱影響，所以測量前應(yīng)嚴(yán)格等溫，測量時(shí)盡量縮短測量時(shí)間。1.3制件的檢測一個(gè)制件的完整檢測大致可分為測前、測中和測后三個(gè)階段，具體過程如表7-1所示。表7-1制件的檢測流程1.3制件的檢測游標(biāo)卡尺“歸零”檢查測量前，用軟布將量爪擦拭干凈，使其并攏，查看游標(biāo)和主尺身的零刻度線是否對齊。如對齊則可直接進(jìn)行測量：如不對齊則要記取零誤差：游標(biāo)的零刻度線在尺身零刻度線右側(cè)的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側(cè)的叫負(fù)零誤差。2.千分尺校準(zhǔn)a）外徑千分尺校準(zhǔn)1.3制件的檢測游標(biāo)卡尺“歸零”檢查b）內(nèi)徑千分尺校準(zhǔn)圖7-5千分尺校準(zhǔn)1）如圖7-5所示，將外徑千分尺隔熱裝置部位固定在千分尺支架上，左手握持校驗(yàn)棒（或環(huán)規(guī)），右手握持微分筒。2）旋轉(zhuǎn)微分筒，將校驗(yàn)棒（或環(huán)規(guī)）放到兩測砧之間。1.3制件的檢測游標(biāo)卡尺“歸零”檢查3）測量校驗(yàn)棒（或環(huán)規(guī)），查看讀數(shù)是否與標(biāo)準(zhǔn)值一致，如一致，表示量具校驗(yàn)完成；如不一致，則需現(xiàn)鎖緊緊固螺釘，取下校驗(yàn)棒（或環(huán)規(guī)），用扳手旋轉(zhuǎn)固定套筒，使讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值一致。表7-2為導(dǎo)向套檢測方案。1.3制件的檢測游標(biāo)卡尺保養(yǎng)與維護(hù)1）使用間歇應(yīng)將量爪合攏，以免深度尺露在外邊，產(chǎn)生變形或折斷。012）放置卡尺時(shí)應(yīng)平放，以免引起尺身彎曲變形。023）使用完畢后，應(yīng)擦凈卡尺，并放置在專用盒內(nèi)；如果長時(shí)間不用，要涂油保存，防止生銹。031.3制件的檢測千分尺保養(yǎng)與維護(hù)1）使用千分尺時(shí)要輕拿輕放，不使用時(shí)須平放在專用盒內(nèi)。2）不準(zhǔn)用油石、砂紙等硬物摩擦千分尺的測量面。3）禁止用千分尺測量處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的物件或高溫物件。4）嚴(yán)禁將千分尺當(dāng)卡鉗使用，或當(dāng)錘子敲擊它物。5）千分尺使用完畢后，需要擦凈、上油，并放到專用盒內(nèi)，防止銹蝕或弄臟。6）長時(shí)間不使用時(shí)，應(yīng)將測砧分開，擰緊固定螺絲，以免長時(shí)間接觸而生銹。7）不得將千分尺放在潮濕、溫度變化大的環(huán)境中。8）千分尺應(yīng)按計(jì)量器具定期檢定計(jì)劃進(jìn)行檢定，檢定合格才能使用。謝謝7.2制件的精密檢測演講人012制件的精密檢測2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述三坐標(biāo)測量機(jī)的原理三坐標(biāo)測量機(jī)（coordinatemeasuringmachine,CMM）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型、高效、多功能的精密測量儀器。它的出現(xiàn)一方面是由于自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床高效率加工，以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要快速、可靠的測量設(shè)備與之配套：另一方面是由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)及精密加工技術(shù)的發(fā)展為坐標(biāo)測量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代三坐標(biāo)測量機(jī)不僅能在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜測量，還可以通過與數(shù)控機(jī)床交換信息，實(shí)現(xiàn)在線檢測對加工中零件的質(zhì)量進(jìn)行控制，并且可根據(jù)測量的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)逆向工程。如圖7-6所示為現(xiàn)代三坐標(biāo)測量機(jī)的典型代表。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述三坐標(biāo)測量機(jī)的原理圖7-6三坐標(biāo)測量機(jī)坐標(biāo)測量技術(shù)的原理：任何形狀都是由空間點(diǎn)組成的，所有幾何量的測量都可以歸結(jié)為空間點(diǎn)的測量，因此精確進(jìn)行空間點(diǎn)坐標(biāo)的采集，是評定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述三坐標(biāo)測量機(jī)的原理三坐標(biāo)測量機(jī)的基本原理是將被測零件放入允許的測量空間，精確地測出被測零件表面的點(diǎn)在空間3個(gè)坐標(biāo)位置的數(shù)值，將這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，如表7-5所示，再經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。表7-5元素的擬合2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述坐標(biāo)測量的幾個(gè)重要概念1.坐標(biāo)、坐標(biāo)系和機(jī)器坐標(biāo)系符合右手定則的3條互相垂直的坐標(biāo)軸和三軸相交的原點(diǎn)，構(gòu)成了三維空間坐標(biāo)系，即笛卡兒直角坐標(biāo)系，如圖7-7所示，空間任意一點(diǎn)投影到三軸就會(huì)有3個(gè)相應(yīng)的數(shù)值，即三軸的坐標(biāo)，有了三軸的坐標(biāo)，也就能對應(yīng)空間點(diǎn)的位置，從而把空間點(diǎn)的位置進(jìn)行了數(shù)字化描述。右手定則保證了坐標(biāo)系方向的唯一性。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述坐標(biāo)測量的幾個(gè)重要概念圖7-7笛卡兒坐標(biāo)系測量機(jī)使用的光柵尺一般是相對光柵，需要一個(gè)其他信號(hào)（零位信號(hào)）確定零位，開機(jī)后必須執(zhí)行回零過程，回零后測量機(jī)三軸光柵都從零開始計(jì)數(shù)，補(bǔ)償程序被激活，測量機(jī)處于正常工作狀態(tài)，這時(shí)測量的點(diǎn)坐標(biāo)都是相對機(jī)器零點(diǎn)而言的，由機(jī)器的3個(gè)軸向和零點(diǎn)構(gòu)成的坐標(biāo)系稱為機(jī)器坐標(biāo)系，如圖7-8所示。一般測量機(jī)的零點(diǎn)在左、前、上位置，左右方向?yàn)閄軸，右方為正方向，前后為Y軸，后方為正方向，上下為Z軸，上方為正方向。當(dāng)機(jī)器回零后，顯示零點(diǎn)的坐標(biāo)是機(jī)器Z軸底端中心的坐標(biāo)：當(dāng)加載測頭以后，顯示測針紅寶石球心的坐標(biāo)，如測針總長度為200mm（含測座、測頭等整個(gè)探測系統(tǒng)），則紅寶石球心的坐標(biāo)為X=0，Y=0，Z=-200。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述坐標(biāo)測量的幾個(gè)重要概念圖7-8機(jī)器坐標(biāo)系2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述矢量的概念在測量時(shí)，為了表示被測元素在空間坐標(biāo)系中的方向引入矢量這一概念。當(dāng)長度為1的空間矢量投影到空間坐標(biāo)系的X、Y、Z這3個(gè)坐標(biāo)軸上時(shí)，相對應(yīng)有3個(gè)投影矢量。這3個(gè)投影矢量的數(shù)值與對應(yīng)軸分別為I、J、K。投影長度計(jì)算公式：I=l×矢量方向與+X夾角的余弦，J=l×矢量方向與+Y夾角的余弦，K=l×矢量方向與+Z夾角的余弦，實(shí)際計(jì)算時(shí)通常省略前面的“1×”，所以矢量方向I、J、K通常也描述為矢量與相應(yīng)坐標(biāo)軸夾角的余弦。當(dāng)空間矢量相對坐標(biāo)系的方向發(fā)生改變時(shí)，其投影在坐標(biāo)軸上的投影矢量的數(shù)值也發(fā)生相應(yīng)的變化，即投影矢量的數(shù)值反映了空間矢量在空間坐標(biāo)系中的方向。用坐標(biāo)值X、Y、Z來定義位置，矢量I、J、K來表示方向，空間中的每個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)都表示為（X，Y，Z，I，J，K)，其中I代表X方向的矢量分量；J代表Y方向的矢量分量；K代表Z方向的矢量分量。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述測點(diǎn)半徑補(bǔ)償與幾何特征擬合在接觸式坐標(biāo)測量中，一般采用球形探針，當(dāng)被測輪廓面處于未知的情況下，探針紅寶石球與工件表面接觸點(diǎn)也是未知的，但因?yàn)閮烧咧g是點(diǎn)接觸，所以紅寶石球心的位置是唯一的。在這個(gè)球心唯一的基礎(chǔ)上，通過后續(xù)的半徑補(bǔ)償獲得實(shí)際接觸點(diǎn)的位置，同時(shí)紅寶石球的半徑和補(bǔ)償方向?qū)⒅苯佑绊憸y量精度，紅寶石球半徑通過測頭校驗(yàn)獲得，而補(bǔ)償方向要通過正確的矢量獲得。這種方法簡單可靠，這就是球形測針最為常用的原因。點(diǎn)特征直接由紅寶石球心坐標(biāo)經(jīng)過半徑補(bǔ)償后獲得，手動(dòng)點(diǎn)省略情況下為一維特征，是按照當(dāng)前坐標(biāo)系下最近軸向的方向補(bǔ)償，所以被測表面必須垂直于坐標(biāo)系的一個(gè)軸向，否則將產(chǎn)生余弦誤差。矢量點(diǎn)為三維特征，根據(jù)給定的矢量方向進(jìn)行半徑補(bǔ)償。測點(diǎn)半徑補(bǔ)償和余弦誤差如圖7-9所示。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述測點(diǎn)半徑補(bǔ)償與幾何特征擬合圖7-9測點(diǎn)半徑補(bǔ)償和余弦誤差每種類型的幾何特征都包含位置、方向及其他特有屬性，在測量軟件中，通常用特征的質(zhì)心坐標(biāo)代表特征的位置，用特征的矢量表示特征的方向。什么是質(zhì)心？質(zhì)心又稱重心或中心，是物體質(zhì)量或形狀的假想中心。如圖7-10所示，同樣的質(zhì)心位置和矢量方向，加上不同的特征類型屬性，可以表示不同的幾何特征。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述測點(diǎn)半徑補(bǔ)償與幾何特征擬合圖7-10各類型幾何特征矢量點(diǎn)以外的其他幾何特征都是在點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過擬合計(jì)算得到的，但是并不是使用補(bǔ)償后的測點(diǎn)直接擬合，而是先使用紅寶石球心坐標(biāo)擬合，然后整體進(jìn)行半徑補(bǔ)償，這樣可以消除測量點(diǎn)補(bǔ)償?shù)挠嘞艺`差。根據(jù)三維特征和二維特征的不同，基本擬合步驟如下。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述測點(diǎn)半徑補(bǔ)償與幾何特征擬合01020304在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容2）將測點(diǎn)投影到工作（投影）平面（僅對直線、圓等二維特征需要先投影再擬合，三維特征跳過此步）。如圖7-11所示是圓特征的測量和擬合示意圖。所以，余弦誤差對單個(gè)的測量點(diǎn)影響最大，對二維和三維特征影響較小，空間點(diǎn)是測量誤差最大的幾何元素。4）整體向內(nèi)側(cè)或外側(cè)補(bǔ)償測頭半徑，得到實(shí)際被測特征。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容3）將所有測點(diǎn)紅寶石球心坐標(biāo)擬合為相應(yīng)特征。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容1）測量所需要的點(diǎn)。2.1三坐標(biāo)測量機(jī)概述測點(diǎn)半徑補(bǔ)償與幾何特征擬合圖7-11圓特征的測量擬合示意圖2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測如圖7-12為葉輪軸的圖紙，根據(jù)圖中所標(biāo)注，需檢測尺寸公差和形位公差，可用三坐標(biāo)測量機(jī)完成該尺寸的檢測。圖7-12葉輪軸零件圖2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測三坐標(biāo)測量機(jī)檢測流程表7-6所示為三坐標(biāo)檢測流程。表7-6三坐標(biāo)檢測流程2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測圖紙分析如圖7-12所示，檢測內(nèi)容有同軸度、垂直度等形位公差和距離、直徑等尺寸公差，其涉及的測量元素只包含平面、圓、圓柱，所需測量的最小直徑為10mm，所以測針的長度可以選擇30~40mm，直徑選擇2~5mm即可進(jìn)行測量?；鶞?zhǔn)坐標(biāo)系是零件測量及幾何公差評價(jià)的基礎(chǔ)，基準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定需考慮工件的裝夾位置、檢測方便性、工件的檢測姿態(tài)等。所以零件的基準(zhǔn)包括基準(zhǔn)A軸線、基準(zhǔn)B平面，可通過基準(zhǔn)B平面找正，取側(cè)面直線旋轉(zhuǎn)，基準(zhǔn)A處的圓心為坐標(biāo)平移原點(diǎn)，采取面-線-圓建立零件的基準(zhǔn)坐標(biāo)系。如圖7-13所示，為葉輪軸的裝夾，要完成該零件的尺寸評價(jià)，共需測量角度有5個(gè)，即A0B0、A90B-180、A90B-60、A90B60、A90B-120。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測圖紙分析圖7-13葉輪軸擺放2.測頭校驗(yàn)校驗(yàn)測頭的一般步驟如表7-7所示。表7-7校驗(yàn)測頭步驟2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測構(gòu)建測頭選擇“測頭”→“構(gòu)建測頭”，根據(jù)測頭的型號(hào)，在軟件中選擇相應(yīng)型號(hào)的測座、測力模塊和測針，如圖7-14所示，單擊“添加/激活”命令，完成測頭激活。圖7-14構(gòu)建測頭2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測添加校準(zhǔn)的角度測頭A0B0為默認(rèn)角度，測頭其他角度需另行添加。圖7-15角度添加如圖7-15所示，添加測量角度操作步驟如下。1）選擇“測頭”→“創(chuàng)建新探頭角度”；2）選中需要的角度，例如A90B-180；3）單擊“定義”。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測定義球形規(guī)選擇“測頭”→“校準(zhǔn)測頭”→“校驗(yàn)規(guī)定義”，如圖7-16所示，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)球填入相應(yīng)的參數(shù)，完成球形規(guī)定義。在校驗(yàn)探頭設(shè)置中，可設(shè)置校驗(yàn)程序的接近回退值。圖7-16標(biāo)準(zhǔn)球定義2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測校驗(yàn)各角度測針1）測量機(jī)工作臺(tái)上選擇合適位置擺放校驗(yàn)規(guī)，軟件中選擇“測頭”→“校準(zhǔn)測頭”→“探頭校驗(yàn)”；2）選擇定義完成的球形規(guī)名稱，單擊“更新校驗(yàn)規(guī)”；3）用操縱盒手動(dòng)測量標(biāo)準(zhǔn)球，測量5個(gè)點(diǎn)（在標(biāo)準(zhǔn)球的左、右、前、后、上各測量一個(gè)點(diǎn)），按Done鍵，在軟件中更新標(biāo)準(zhǔn)球位置，如圖7-17所示。圖7-17手動(dòng)測量點(diǎn)2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測校驗(yàn)各角度測針4）如圖7-18所示，在測頭數(shù)據(jù)區(qū)，選擇球形規(guī)，單擊測量點(diǎn)數(shù)并下拉，選擇校準(zhǔn)時(shí)所需測量點(diǎn)數(shù)；用操縱盒將測針移到標(biāo)準(zhǔn)球上方，選中所有測量所需角度，右鍵選擇“校驗(yàn)使用”，選擇更新位置過后的球形規(guī)名稱，開始校驗(yàn)。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測校驗(yàn)各角度測針圖7-18測頭校驗(yàn)6）如圖7-19所示，出現(xiàn)提示，“按繼續(xù)按鈕來校驗(yàn)探頭”，單擊繼續(xù)，校驗(yàn)測頭。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測校驗(yàn)各角度測針圖7-19提示彈窗7）完成校準(zhǔn)，如圖7-20所示。此時(shí)測頭顯示綠色，表示測頭校驗(yàn)合格；如顯示黑色表示測頭未校驗(yàn)；顯示藍(lán)色，表示測頭校驗(yàn)不合格，需重新校驗(yàn)；顯示紅色，表示測頭校驗(yàn)過期，需重新校驗(yàn)。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測校驗(yàn)各角度測針圖7-20測頭校驗(yàn)完成2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測編程測量編程測量階段主要坐標(biāo)系建立和元素測量，由圖紙分析可得坐標(biāo)系可建面-線-圓建坐標(biāo)系，其實(shí)質(zhì)是3-2-1法建坐標(biāo)系，通過找正、旋轉(zhuǎn)、平移的方法建立坐標(biāo)系。3-2-1最常見的一種形式就是面-線-點(diǎn)，除此之外，常見的找正的元素有平面、圓柱、圓錐；旋轉(zhuǎn)的元素有直線、圓柱、圓錐等，可簡化為線元素或者構(gòu)造為線元素的線性元素；平移的元素一般為點(diǎn)元素或者圓等可以簡化為點(diǎn)元素的點(diǎn)形元素。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測坐標(biāo)系建立1）設(shè)置接近回退距離為5mm，單擊應(yīng)用，如圖7-21所示。圖7-21參數(shù)設(shè)置2）基準(zhǔn)面測量，如圖7-22所示，在軟件中選擇“測量”→“平面”→“統(tǒng)計(jì)圖”，右下角選擇設(shè)置界面，使用手操器，觸測被測元素，遵循“快速移動(dòng)，慢速觸測”的原則。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測坐標(biāo)系建立圖7-22基準(zhǔn)面測量3）重復(fù)操作，測量直線元素、圓元素。4）坐標(biāo)系建立，如圖7-23所示，選擇操作界面坐標(biāo)系區(qū)中“生成坐標(biāo)系”拖放PLN2至+Z方向；拖放LN3至+X方向，拖放CIR1至X原點(diǎn)元素窗口，本元素Y值窗口中拖放CIR1元素，單擊“添加/激活坐標(biāo)系”完成坐標(biāo)系建立。2.2三坐標(biāo)測量機(jī)檢測坐標(biāo)系建立如圖7-23坐標(biāo)系建立（2）元素測量，通過移動(dòng)手操器，觸測被測元素，操作方法和建坐標(biāo)時(shí)測量基準(zhǔn)面方法一致。2.3手持式掃描儀概述手持式激光三維掃描儀，如圖7-24所示，通常包括激光、結(jié)構(gòu)光投影器、兩個(gè)（或以上）工業(yè)相機(jī)、用于進(jìn)行三維數(shù)字圖像處理的計(jì)算單元，以及用于標(biāo)定上述設(shè)備的標(biāo)定板及標(biāo)記點(diǎn)等附件。工業(yè)相機(jī)基于機(jī)器視覺原理獲得物體的三維數(shù)據(jù)，利用標(biāo)記點(diǎn)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的三維掃描和測量功能。手持式三維掃描儀攜帶方便，使用自由，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。2.3手持式掃描儀概述圖7-24手持式激光掃描儀手持式激光三維掃描儀采用多條線束激光來獲取物體表面的三維點(diǎn)云，操作者手持掃描儀，實(shí)時(shí)調(diào)整掃描儀與被測物體之間的距離和角度，系統(tǒng)自動(dòng)獲取被測對象的三維表面信息。該掃描儀可以方便地?cái)y帶到工業(yè)現(xiàn)場或者生產(chǎn)車間，并根據(jù)被掃描物體的大小、形狀以及掃描的工作環(huán)境來進(jìn)行高效、精確的掃描。2.3手持式掃描儀概述設(shè)備工作原理手持式激光三維掃描儀是一種利用雙目視覺原理用來獲得空間三維點(diǎn)云的儀器，工作時(shí)借助于貼在被掃描工件表面的反光標(biāo)記點(diǎn)來定位，通過激光發(fā)射器發(fā)射激光，照射在被掃描工件表面，由兩個(gè)經(jīng)過廠家校準(zhǔn)的相機(jī)來捕捉反射回來的光，經(jīng)計(jì)算得到工件的外形數(shù)據(jù)。掃描儀的兩個(gè)相機(jī)之間存在一定角度，兩個(gè)相機(jī)的視野相交形成一個(gè)公共視野，在掃描過程中要保證公共視野內(nèi)存在四個(gè)以上定位標(biāo)記點(diǎn)，同時(shí)滿足被掃描表面在相機(jī)的公共焦距范圍內(nèi)。掃描儀的公共焦距稱之為基準(zhǔn)距，公共焦距范圍稱之為景深。該設(shè)備基準(zhǔn)距為300mm，景深250mm，分布為-100~+150mm，所以掃描儀工作時(shí)距離被掃表面距離范圍在200~450mm之間。距離因素在軟件中顯示為顏色浮標(biāo)，如圖7-25所示。2.3手持式掃描儀概述設(shè)備工作原理圖7-25景深和基準(zhǔn)距2.3手持式掃描儀概述ScanViewer功能介紹軟件界面如圖7-26所示，主要分為快速菜單欄、應(yīng)用菜單欄、工具欄、掃描控制面板、狀態(tài)欄和三維查看器幾塊?？焖俨藛螜诎ㄐ陆?、重置、打開、保存、新增等操作；應(yīng)用菜單欄主要有掃描、探測、編輯、點(diǎn)、網(wǎng)格、特征、對齊、分析、其他等操作；掃描控制面板包含掃描控制（開始/停止）和掃描參數(shù)設(shè)置；狀態(tài)欄顯示現(xiàn)在軟件處于的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；三維查看器顯示掃描數(shù)據(jù)情況。圖7-26ScanViewer軟件界面2.3手持式掃描儀概述定義基準(zhǔn)如圖7-27所示，按照圖紙所示基準(zhǔn)，將雙數(shù)據(jù)區(qū)元素窗口相應(yīng)元素，拖放至雙數(shù)據(jù)區(qū)坐標(biāo)窗口“DAT”處，生成相應(yīng)的基準(zhǔn)。圖7-27生成基準(zhǔn)2.3手持式掃描儀概述評價(jià)元素，如圖7-28所示1）在公差界面，選擇距離評價(jià)。2）將“PLN2”和“PLN4”的實(shí)際元素拖入元素名稱欄。3）修改公差名。4）確定評價(jià)方式。5）按要求輸入上下公差值，查看理論距離（如果理論距離不對，先取消勾選“使用計(jì)算的理論距離”，再輸入正確的數(shù)值）。6）單擊接受，完成該尺寸評價(jià)。2.3手持式掃描儀概述評價(jià)元素，如圖7-28所示圖7-28尺寸評價(jià)7）重復(fù)操作，評價(jià)其余尺寸。2.3手持式掃描儀概述保存報(bào)告1）如圖7-29所示，切換到“輸出”界面，即可查看零件尺寸報(bào)告；單擊“設(shè)置”，在設(shè)置界面選擇“輸出分格”→“報(bào)告頭”→“報(bào)告標(biāo)題”，修改報(bào)告標(biāo)題名稱；單擊“保存”，即可保存PDF文件。2）如圖7-30所示，為保存的檢測報(bào)告內(nèi)容。圖7-29檢測報(bào)告界面2.3手持式掃描儀概述保存報(bào)告圖7-30葉輪軸檢測報(bào)告謝謝7.3制件的表面粗糙度檢測演講人013制件的表面粗糙度檢測3.1表面粗糙度概述表面結(jié)構(gòu)要求的概念表面結(jié)構(gòu)要求包括零件表面的表面結(jié)構(gòu)參數(shù)、加工工藝、表面紋理及方向、加工余量、取樣長度等。表面結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：粗糙度參數(shù)、波紋度參數(shù)和原始輪廓參數(shù)等，其中粗糙度參數(shù)是最常用的表面結(jié)構(gòu)要求。表面結(jié)構(gòu)指經(jīng)過機(jī)械加工后的零件表面會(huì)留有許多高低不平的凸峰和凹谷。3.2表面粗糙度檢測方法基于表面粗糙度比較樣塊的使用方法如圖7-77所示為表面粗糙度比較樣塊，基于表面粗糙度比較樣塊的使用方法主要分為兩類：（1）視覺法：將被檢驗(yàn)表面與表面粗糙度比較樣塊的工作面放在一起，用肉眼從各個(gè)方向觀察比較，根據(jù)兩個(gè)表面反射光線的強(qiáng)弱和色彩，判斷被檢驗(yàn)表面的表面粗糙度相當(dāng)于表面粗糙度比較樣塊上的哪一塊，這塊樣塊的表面粗糙度值就是被檢驗(yàn)表面的表面粗糙度值。（2）觸覺法：用手指或指甲觸摸被檢驗(yàn)表面和表面粗糙度比較樣塊的工作面，憑手對二者觸摸時(shí)的感覺進(jìn)行比較，來判斷兩表面的表面粗糙度值。如果被檢驗(yàn)表面和某樣塊表面的觸摸手感大體一致，則說明兩表面的表面粗糙度值相同，取樣塊的表面粗糙度值作為被檢驗(yàn)表面的表面粗糙度值。3.2表面粗糙度檢測方法基于表面粗糙度比較樣塊的使用方法圖7-77表面粗糙度比較樣塊3.2表面粗糙度檢測方法基于表面粗糙度測量儀的使用方法如圖7-78所示為表面粗糙度測量儀實(shí)物圖。圖7-78表面粗糙度測量儀實(shí)物圖1．熟悉各操作鍵作用，如圖7-79所示。3.2表面粗糙度檢測方法基于表面粗糙度測量儀的使用方法圖7-79表面粗糙度儀上各操作鍵的作用2．檢查儀器各部件連接是否正常。3．儀器校正。4．測量條件更改。1）按“Menu”，使用“方向鍵”選擇測量條件，按“Enter”確認(rèn)；3.2表面粗糙度檢測方法基于表面粗糙度測量儀的使用方法2）按“Enter”進(jìn)入設(shè)定；3）測量條件中有多個(gè)選項(xiàng)，可用方向鍵選擇，并按“Enter”鍵進(jìn)行確認(rèn)；4）標(biāo)準(zhǔn)類別：JIS-日本標(biāo)準(zhǔn)（94'01'），ISO-國際標(biāo)準(zhǔn)（1997），ANSI-美國標(biāo)準(zhǔn)，VDA-德國標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)ree-自由標(biāo)準(zhǔn)；5）曲線類別：P-輪廓曲線，R-粗糙度曲線；6）參數(shù)類別：有多種參數(shù)供客戶選擇，常用參數(shù)為：Ra、Rq、Rz；7）取樣長度(λc)：取樣長度(λc)的選擇需要根據(jù)客戶所測工件具體情況來確定。例：某標(biāo)準(zhǔn)片Ra值為2.97μm，因?yàn)?.97μm在2.0μm-10μm之間，所以λc選擇2.5mm。注：λs會(huì)隨著λc的改變而自動(dòng)改變，一般無需更改；3.2表面粗糙度檢測方法基于表面粗糙度測量儀的使用方法8）取樣數(shù)：評價(jià)長度中包含幾個(gè)取樣長度，取樣數(shù)可根據(jù)客戶工件大小來進(jìn)行更改（默認(rèn)為5段）；9）前送后送：因?yàn)轵?qū)動(dòng)器電機(jī)在開始測量和結(jié)束測量的一段時(shí)間內(nèi)并不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)造成測量誤差，添加的前送后送不計(jì)入測量從而提高測量精度；3.2表面粗糙度檢測方法測量1）正確設(shè)定測量物（參照表面），然后按“Start/Stop”鍵，開始測量；2）在主界面上按“Page”鍵，顯示參數(shù)計(jì)算結(jié)果、評價(jià)曲線、BAC/ADC圖表和測量條件列表。3.2表面粗糙度檢測方法關(guān)機(jī)1）長按“Esc”；012）關(guān)機(jī)后測針處于伸出狀態(tài)，不方便保存。此時(shí)可以使測針退回并縮進(jìn)驅(qū)動(dòng)器中達(dá)到保護(hù)測針的效果；023）具體操作：在關(guān)機(jī)狀態(tài)下同時(shí)按下“Start”與“Power”鍵，檢測器與測針會(huì)自動(dòng)縮回驅(qū)動(dòng)器。033.2表面粗糙度檢測方法表面粗糙度測量儀使用注意事項(xiàng)1）使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避免碰撞、劇烈振動(dòng)，不能在重塵、潮濕、油污、強(qiáng)磁等環(huán)境中使用粗糙度儀。2）電池電壓不足時(shí)應(yīng)及時(shí)充電。工作的同時(shí)允許插入電源適配器，但如果此時(shí)正在測量Ra值較小的樣件，則可能將會(huì)影響測量精度。如果充電數(shù)小時(shí)后，電壓仍然不足或電量顯示充滿后使用很短時(shí)間又出現(xiàn)電壓不足，則需更換電池。3）因粗糙度儀為精密儀器，拆裝操作不慎就可能損壞儀器，故建議儀器盡量集中使用，以減少拆裝次數(shù)。4）嚴(yán)禁用表面粗糙度測量儀測量毛坯等粗糙度較大的零件，避免劇烈磨損測針。3.2表面粗糙度檢測方法粗糙度的評定參數(shù)如圖7-75所示，粗糙度是指加工表面上所具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，其評定參數(shù)主要包括：輪廓算術(shù)平均偏差Ra和輪廓最大高度Rz，其中Ra值為最常用的評定參數(shù)，如圖7-76所示。圖7-75零件的表面形狀3.2表面粗糙度檢測方法粗糙度的評定參數(shù)（1）取樣長度（lr）：判別具有表面粗糙度特征而規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度稱為取樣長度；（2）評定長度（ln）：評定長度是指在評定表面粗糙度時(shí)所必需的一段長度，它可以包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長度。一般情況下，按標(biāo)準(zhǔn)推薦取ln=5lr。若被測表面均勻性好，可選用小于5lr的評定長度；反之，應(yīng)選用大于5lr的評定長度。3.2表面粗糙度檢測方法粗糙度的評定參數(shù)（3）輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在取樣長度內(nèi)，輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值稱為輪廓算術(shù)平均偏差。QUOTE（Ra—輪廓算術(shù)平均偏差，μm；yi—第i個(gè)輪廓偏差，μm）；（4）輪廓最大高度Rz：在取樣長度內(nèi)，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離稱為輪廓最大高度。3.2表面粗糙度檢測方法粗糙度的評定參數(shù)圖7-76粗糙度評定參數(shù)3.2表面粗糙度檢測方法表面結(jié)構(gòu)的圖形符號(hào)如表7-7所示，為表面結(jié)構(gòu)圖形符號(hào)。表7-7表面結(jié)構(gòu)圖形符號(hào)3.2表面粗糙度檢測方法極限值判斷規(guī)則完工零件的表面按檢驗(yàn)規(guī)范測得輪廓參數(shù)值后，需與圖樣上給定的極限值進(jìn)行比較，以判定其是否合格。極限值判斷規(guī)則有兩種：（1）16%規(guī)則：運(yùn)用本規(guī)則時(shí)，當(dāng)從被檢表面測得的全部參數(shù)值中，超過極限值的個(gè)數(shù)不多于總個(gè)數(shù)的16%時(shí)，該表面是合格的；（2）最大規(guī)則：運(yùn)用本規(guī)則時(shí)，被檢的整個(gè)表面上測得的參數(shù)值一個(gè)也不應(yīng)超過給定的極限值。16%規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求標(biāo)注中的默認(rèn)規(guī)則。即當(dāng)參數(shù)代號(hào)后未注寫“max”字樣時(shí)，均默認(rèn)為應(yīng)用16%規(guī)則(例如Ra0.8)。反之，則應(yīng)用最大規(guī)則(例如Ramax0.8)。3.3制件的表面粗糙度檢測圖7-80為導(dǎo)向套的圖紙，本章節(jié)主要介紹表面粗糙度的檢測，以導(dǎo)向套為例進(jìn)行講解。圖7-80導(dǎo)向套圖紙3.3制件的表面粗糙度檢測表面粗糙度測量校準(zhǔn)圖7-81為表面粗糙度測量儀的校準(zhǔn)，具體操作步驟如下：12）按“Red”進(jìn)入次目錄；23）按“Enter”進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)值；34）用“方向鍵”調(diào)整數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)樣片上的“2.97”，然后按“Enter”、“Esc”；45）將表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)片置于測針下方，保證測量時(shí)測針和刀紋呈90；56）按下“Start”開始校正測量；67）得出實(shí)測值，按“Red”使實(shí)測值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行校正；78）按“Esc”進(jìn)入測量界面，測量標(biāo)準(zhǔn)樣片，驗(yàn)證校正結(jié)果；89）校正測量結(jié)束。91）按“Menu/Enter”進(jìn)入校正測量；103.3制件的表面粗糙度檢測表面粗糙度測量校準(zhǔn)圖7-81表面粗糙度測量儀校準(zhǔn)2.檢測計(jì)劃表表7-8導(dǎo)向套檢測方案3.3制件的表面粗糙度檢測制件的測量階段表7-9導(dǎo)向套測量記錄表1.檢測零件，填寫測量記錄表，如表7-9。表7-10零件檢測報(bào)告注：實(shí)測合格以“√”表示。2.撰寫零件檢測報(bào)告，如表7-10所示，綜合結(jié)論分析。謝謝7.4裝配件的尺寸檢測演講人4裝配件的尺寸檢測01〖小結(jié)〗02〖課后練習(xí)與思考〗03目錄014裝配件的尺寸檢測4裝配件的尺寸檢測圖7-82為裝配件的圖紙，本章節(jié)主要介紹裝配件的尺寸檢測，以該產(chǎn)品為例進(jìn)行講解。圖7-82裝配件圖紙4.1、檢測前準(zhǔn)備階段（檢測計(jì)劃表）表7-11裝配件檢測方案4.3、檢測后整理階段（塞尺保養(yǎng)與維護(hù)）1）使用完后，應(yīng)將塞尺擦拭干凈，并涂上一薄層工業(yè)凡士林，然后將塞尺折回到保護(hù)套內(nèi)，以防止其銹蝕、彎曲和變形；2）存放時(shí)，不能將塞尺置于重物之下，以免損壞塞尺；3）塞尺精度需定期進(jìn)行檢定。02〖小結(jié)〗〖小結(jié)〗檢測是產(chǎn)品生產(chǎn)的最后一道防線，是決定產(chǎn)品是否合格的決定性手段，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。檢測不僅可以判斷產(chǎn)品質(zhì)量是否合格，還可以收集質(zhì)量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，為質(zhì)量改進(jìn)提供依據(jù)。本章節(jié)介紹了常用的手工量具、三坐標(biāo)測量機(jī)、手持式掃描儀等多種先進(jìn)的檢測手段；也介紹了尺寸公差、形位公差、曲面偏差、表面粗糙度及配合尺寸等多種尺寸的測量方法。03〖課后練習(xí)與思考〗〖課后練習(xí)與思考〗1.簡述游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理？012.簡述三坐標(biāo)測量機(jī)的檢測原理？023.利用手中現(xiàn)有的產(chǎn)品，使用三維掃描工具掃描數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析比對。034.什么是取樣長度？為什么評定表面粗糙度時(shí)必須確定一個(gè)合理的取樣長度？04謝謝項(xiàng)目8制件質(zhì)量與機(jī)械性能檢測演講人01.02.03.04.05.目錄項(xiàng)目8制件質(zhì)量與機(jī)械性能檢測〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗〖考核要求〗1制件質(zhì)量檢測2制件機(jī)械性能檢測401項(xiàng)目8制件質(zhì)量與機(jī)械性能檢測02〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗知識(shí)目標(biāo)：在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（3）了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無損檢測原理和方法；在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（1）掌握制件質(zhì)量與機(jī)械性能的基本概念；在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（4）理解硬度、顯微硬度、力學(xué)性能的檢測原理和方法。技能目標(biāo)：（2）掌握制件外觀檢測密度檢測的原理和方法；在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（1）能夠完成制件精度檢測；在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（2）能夠完成排水法測制件密度；在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（3）能借助相應(yīng)的硬度儀完成硬度和顯微硬度的測試；在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（4）能選用合適的力學(xué)性能測試方法完成制件力學(xué)性能測試。素養(yǎng)目標(biāo)：〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗（1）培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力；（2）具有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神。03〖考核要求〗〖考核要求〗完成本項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容，能夠?qū)Υ蛴≈萍耐庥^質(zhì)量和機(jī)械性能進(jìn)行檢測。能正確使用機(jī)械性能檢測工具和檢驗(yàn)裝備，能對制件進(jìn)行強(qiáng)度、硬度檢測。041制件質(zhì)量檢測1.1制件精度檢測打印零件特性增材制造打印零件具有其特有的特性，主要有表面特性、幾何特性、機(jī)械特性和其他特性如密度、耐熱性以及理化特性等。打印完成后需要對打印制件進(jìn)行相應(yīng)的檢測。其中表面特性主要是指打印制件的外觀質(zhì)量、表面粗糙度以及顏色等。打印精度檢測主要是指打印制件的制造精度是否復(fù)合預(yù)期要求，是指打印制件的幾何特征如尺寸、長度以及角度公差和幾何公差等。主要考查三維綜合成形精度和動(dòng)態(tài)成形精度。（微課：1-1基本概念）1.1制件精度檢測精度檢測標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備增材制造制件的精度檢測方法由于其制備工藝與傳統(tǒng)工藝的不同，有其相應(yīng)的測試要求。本教材所介紹的測試方法主要依據(jù)GB/T39329-2020。一般可通過多種檢測儀器或設(shè)備進(jìn)行檢測，測量儀器應(yīng)具有0.02mm或更高的分辨率。推薦使用游標(biāo)卡尺、三坐標(biāo)測量機(jī)、千分尺以及三維掃描儀進(jìn)行制件測試。1.1制件精度檢測精度檢測方法在進(jìn)行測試之前需要對支撐結(jié)構(gòu)以及制件的表面進(jìn)行相應(yīng)處理。支撐的使用應(yīng)該不影響測量結(jié)果，一般在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件測試時(shí)應(yīng)避免使用支撐結(jié)構(gòu)或使用不會(huì)影響結(jié)果的支撐，在支撐不影響測量的情況下，可不去支撐以減少對測量過程或精度的影響。制件表面上如有打印殘留的粉末、氧化皮或液態(tài)材料應(yīng)該將這些殘留的物質(zhì)去除或清理干，再進(jìn)行相應(yīng)的測量。下面以典型的測試標(biāo)準(zhǔn)件鼓形件為例說明進(jìn)行精度測量的方法。鼓形件的結(jié)構(gòu)如圖8-1所示。鼓形測試件的規(guī)格尺寸如表8-1所示。在進(jìn)行測試時(shí)可以根據(jù)設(shè)備成形空間的大小對測試標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸等比例進(jìn)行相應(yīng)的放大或縮小調(diào)整。1.1制件精度檢測精度檢測方法圖8-1鼓形測試件結(jié)構(gòu)[1]1.1制件精度檢測精度檢測方法在圖8-2鼓形件測量位置圖中所示的4個(gè)徑向界面，每個(gè)徑向截面分別選區(qū)相鄰間隔為30~35的3個(gè)角度位置測量球徑。1.1制件精度檢測精度檢測方法圖8-2鼓形測試位置圖[1]1.1制件精度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析將測量結(jié)果統(tǒng)計(jì)后，可以根據(jù)測量值與設(shè)計(jì)值計(jì)算出偏差值，將出現(xiàn)的頻次按照表8-2進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，表中偏差分段可以根據(jù)設(shè)備的成形能力設(shè)定。接下來，是繪制誤差分布圖如圖8-3所示，以偏差值為橫坐標(biāo)，頻次為縱坐標(biāo)，分析誤差分布圖可以得出測試件實(shí)際測量尺寸的離散程度。1.1制件精度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析圖8-3誤差分布圖還可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差分析。根據(jù)測量結(jié)果分別依據(jù)公式8-1和公式8-2計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤差計(jì)算。通過標(biāo)準(zhǔn)差比較測試件球徑尺寸的一致性，標(biāo)準(zhǔn)差越小，尺寸一致性越好。通過比較標(biāo)準(zhǔn)誤差判斷測試件實(shí)際測量尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的符合程度，標(biāo)準(zhǔn)誤差越小，成形精度越高。1.1制件精度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析1.2無損檢測無損檢測也稱無損探傷，是指在不破壞制件尺寸及結(jié)構(gòu)完整性的前提下，探查內(nèi)部缺陷并判斷其種類、大小、形狀及存在位置的一種方法。該技術(shù)適用于具有復(fù)雜幾何形狀以及成本昂貴的零件能夠滿足增材制造部件的獨(dú)特檢驗(yàn)要求。無損檢測的方法不僅可用于材料內(nèi)部缺陷的檢測與表征,還可實(shí)現(xiàn)材料的密度、彈性參數(shù)、孔隙率、殘余應(yīng)力分布以及其內(nèi)部各種非連續(xù)性等方面的無損測試與表征，整個(gè)過程可實(shí)現(xiàn)快速、無損、原位的檢測。在制備過程中使用無損檢測來實(shí)時(shí)監(jiān)控3D打印制品中殘余應(yīng)力的分布，可以防止其翹曲和開裂;在產(chǎn)品的研發(fā)階段，使用無損檢測結(jié)合數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)可以為制品提供其相應(yīng)的密度、彈性參數(shù)、孔隙率，指導(dǎo)產(chǎn)品研發(fā)工藝的提高與升級，為制備出更高質(zhì)量的3D打印制品起到指導(dǎo)作用，對縮短材料的研發(fā)與生產(chǎn)周期和成本有積極意義。1.2無損檢測在無損檢測中，工業(yè)CT檢測可以對樣品進(jìn)行表面和內(nèi)部的檢測，包括表面的粗糙度、尺寸精度及內(nèi)部缺陷。超聲檢測和滲透檢測僅僅是針對樣品的表面。工業(yè)CT檢測技術(shù)精度高可呈現(xiàn)三維斷層掃描圖像，結(jié)果直觀，適用于復(fù)雜構(gòu)件中的中小型結(jié)構(gòu)件的無損檢測等精細(xì)的零件工業(yè)CT技術(shù)在檢測內(nèi)部孔隙率，裂紋等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。1.2無損檢測工業(yè)CT工作原理電子計(jì)算機(jī)體層攝影（Computedtomography，簡稱CT）是近十年來發(fā)展迅速的電子計(jì)算機(jī)和X線相結(jié)合的一項(xiàng)新穎的診斷新技術(shù)。其原理是基于從多個(gè)投影數(shù)據(jù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)重建圖像的一種方法。工業(yè)CT機(jī)一般由射線源、機(jī)械掃描系統(tǒng)、探測器系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和屏蔽設(shè)施等部分組成。射線源提供CT掃描成象的能量線束用以穿透試件，根據(jù)射線在試件內(nèi)的衰減情況實(shí)現(xiàn)以各點(diǎn)的衰減系數(shù)表征的CT圖象重建。與射線源緊密相關(guān)的前直準(zhǔn)器用以將射線源發(fā)出的錐形射線束處理成扇形射束。后直準(zhǔn)器用以屏蔽散射信號(hào)，改進(jìn)接受數(shù)據(jù)質(zhì)量。射線源常用X射線機(jī)和直線加速器，統(tǒng)稱電子輻射發(fā)生器。X射線機(jī)的峰值射線能量和強(qiáng)度都是可調(diào)的，實(shí)際應(yīng)用的峰值射線能量范圍從幾KeV到450KeV；直線加速器的峰值射線能量一般不可調(diào)，實(shí)際應(yīng)用的峰值射線能量范圍從1~16MeV，更高的能量雖可以達(dá)到，主要僅用于實(shí)驗(yàn)。1.2無損檢測工業(yè)CT工作原理機(jī)械掃描系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CT掃描時(shí)試件的旋轉(zhuǎn)或平移，以及射線源—試件—探測器空間位置的調(diào)整，它包括機(jī)械實(shí)現(xiàn)部分及電器控制系統(tǒng)。探測器系統(tǒng)用來測量穿過試件的射線信號(hào)，經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后送進(jìn)計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖象重建。ICT機(jī)一般使用數(shù)百個(gè)到上千個(gè)探測器，排列成線狀。探測器數(shù)量越多，每次采樣的點(diǎn)數(shù)也就越多，有利于縮短掃描時(shí)間、提高圖象分辨率。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于掃描過程控制、參數(shù)調(diào)整，完成圖象重建、顯示及處理等。屏蔽設(shè)施用于射線安全防護(hù)，一般小型設(shè)備自帶屏蔽設(shè)施，大型設(shè)備則需在現(xiàn)場安裝屏蔽設(shè)施。1.2無損檢測工業(yè)CT圖像特點(diǎn)工業(yè)CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構(gòu)成。這些象素反映的是相應(yīng)體素的X線吸收系數(shù)。不同CT裝置所得圖像的象素大小及數(shù)目不同。大小可以是1.0×1.0mm，0.5×0.5mm不等；數(shù)目可以是256×256，即65536個(gè)，或512×512，即262144個(gè)不等。顯然，象素越小，數(shù)目越多，構(gòu)成圖像越細(xì)致，即空間分辨力(spatialresolution)高。CT圖像的空間分辨力不如X線圖像高。但是CT與X線圖像相比，CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力(densityresolutiln)。052制件機(jī)械性能檢測2制件機(jī)械性能檢測制件的機(jī)械性能主要是指硬度、拉伸性能、沖擊性能、彎曲性能、壓縮性能等。2.1硬度測試硬度是評定金屬材料力學(xué)性能最常用的指標(biāo)之一。硬度的實(shí)質(zhì)是材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。硬度檢測是評價(jià)金屬力學(xué)性能最迅速、最經(jīng)濟(jì)、最簡單的一種試驗(yàn)方法。硬度檢測的主要目的就是測定材料的適用性或材料為使用目的所進(jìn)行的特殊硬化或軟化處理的效果。對于被檢測材料而言，硬度是代表著在一定壓頭和試驗(yàn)力作用下所反映出的彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能。2.1硬度測試硬度的基本概念硬度是指材料抵抗表面局部，彈塑性變形的能力。硬度不是金屬材料獨(dú)立的力學(xué)性能，其硬度值不是一個(gè)單純的物理量，沒有明確的物理意義，是人為規(guī)定在特定實(shí)驗(yàn)條件下的性能指標(biāo)。它代表著一定壓頭和力的作用條件下，所反映出的彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性等一系列不同物理量的綜合性能指標(biāo)。2.1硬度測試硬度的測試方法金屬硬度檢測主要有兩類試驗(yàn)方法。一類是靜態(tài)試驗(yàn)方法，這類方法試驗(yàn)力的施加是緩慢而無沖擊的。硬度的測定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小。靜態(tài)試驗(yàn)方法包括布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、努氏硬度、韋氏硬度、巴氏硬度等。其中氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度三種試驗(yàn)方法是應(yīng)用最廣的，它們是金屬硬度檢測的主要試驗(yàn)方法。另一類試驗(yàn)方法是動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法，這類方法試驗(yàn)力的施加是動(dòng)態(tài)的和沖擊性的。主要包括肖氏和里氏硬度試驗(yàn)法。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法主要用于大型的，不可移動(dòng)工件的硬度檢測。2.1硬度測試布氏硬度布氏硬度適用于各種退火狀態(tài)下的鋼材、鑄鐵和有色金屬硬度的檢測。（1）測試原理布氏硬度法采用直徑為D的硬質(zhì)合金球壓頭（直徑為D），加載（P）后壓入試樣表面，如圖8-3所示。保持一定時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，根據(jù)單位表面積上所受的2.1硬度測試布氏硬度載荷大小或查表確定布氏硬度值，其符號(hào)為HBW。圖8-3布氏硬度測試原理圖布氏硬度計(jì)算公式如8-3所示：HBW=常數(shù)×試驗(yàn)力/壓痕面積………(8-3)式中HBW為布氏硬度值；P為試驗(yàn)力（N）;D為壓頭直徑（mm）;d為互相垂直方向測得的壓痕直徑d1、d2的平均值（mm）。2.1硬度測試布氏硬度（2）布氏硬度表示方法一般使用硬度值HBW/球直徑/試驗(yàn)力/保持時(shí)間的順序來表達(dá)，如600HBW1/30/20,表示用直徑為1mm的硬質(zhì)合金球在294.2N試驗(yàn)力下保持20s測定的布氏硬度值為600。2.1硬度測試布氏硬度結(jié)構(gòu)布氏硬度計(jì)HB-3000基本結(jié)構(gòu)如圖8-4所示。主要包括指示燈、壓頭、工作臺(tái)、立柱、絲杠、手輪、載荷砝碼、壓緊螺釘、時(shí)間定位器、開關(guān)等。INCLUDEPICTURE"/product/pics/20180427/1524815655.jpg"INET圖8-4HB-3000布氏硬度計(jì)2.1硬度測試布氏硬度操作方法測試時(shí)試驗(yàn)力的選擇應(yīng)保證壓痕直徑為0.24D~0.6D，具體應(yīng)根據(jù)不同材料選擇。以HB-3000為例說明布氏硬度測試的基本步驟。測試時(shí)，首先將試樣放在工作臺(tái)上，沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使壓頭壓向試樣表面，直至手輪對下面的螺旋產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)（打滑），此時(shí)試樣已初加載98.07N。加載主載荷，當(dāng)綠色指示燈亮?xí)r，迅速擰緊壓緊螺釘，使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，按照加載時(shí)間保持載荷后，硬度計(jì)開始卸載，卸載完畢后自行停止。最后沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪下降工作臺(tái)，取下試樣用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕直徑d，查表或是計(jì)算得出HBW。2.1硬度測試洛氏硬度洛氏硬度主要用于金屬熱處理后的產(chǎn)品檢驗(yàn)。（1）測試原理洛氏硬度實(shí)驗(yàn)試講壓頭分兩個(gè)步驟壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力，測量在初試驗(yàn)力下的殘余壓痕深度h，跟據(jù)h值及常數(shù)N和S，計(jì)算洛氏硬度值，計(jì)算公式如8-2所示。洛氏硬度值=N-h/S…………………..(8-2)式中，N為給定標(biāo)尺的硬度數(shù)，S為給定標(biāo)尺的單位（mm）;h為卸除主試驗(yàn)力后，在初試驗(yàn)力下的壓痕殘余深度。一般情況下，硬度計(jì)可以直接讀出洛氏硬度值。2.1硬度測試常用洛氏硬度標(biāo)尺及使用范圍常用的洛氏硬度標(biāo)尺主要有HRA、HRB、HRC，其實(shí)驗(yàn)規(guī)范和適用范圍見表8-4。01表8-4常用洛氏硬度標(biāo)尺的試驗(yàn)范圍和適用范圍02注：使用鋼球壓頭的標(biāo)尺，硬度符號(hào)后面加“S”；使用硬質(zhì)合金球壓頭的標(biāo)尺，硬度符號(hào)后面加“W”。032.1硬度測試增材制件硬度試樣制備要求增材制件硬度試樣狀態(tài)根據(jù)所采取的試驗(yàn)方法可以參照不同的標(biāo)準(zhǔn)。其中布氏硬度的試樣狀態(tài)應(yīng)符合GB/T231.1中的規(guī)定；洛氏硬度的試樣狀態(tài)應(yīng)符合GB/T230.1中的規(guī)定；維氏硬度的試樣狀態(tài)應(yīng)符合GB/T4340.1中的規(guī)定。2.1硬度測試增材制件硬度試驗(yàn)要求及方法表面硬度可在洛氏硬度、維氏硬度中任選一種方法，按照GB/T230.1或是GB/T4340.1規(guī)定，選擇合適的壓頭、試驗(yàn)力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。芯部硬度可在布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度中任選一種方法，按照GB/T231.1、GB/T230.1或是GB/T4340.1規(guī)定，選擇合適的壓頭、試驗(yàn)力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。考慮到不同部位的適用性，以及增材成形缺陷的敏感性，優(yōu)先采用維氏硬度測試方法。QUOTE2.2顯微硬度測試顯微硬度概念顯微硬度是在材料顯微尺度范圍內(nèi)測定的硬度，一般壓力載荷小于9.8N（1kgf）。顯微硬度常用于測定各種相、涂層顯微組織結(jié)構(gòu)、碳化物、氮化物、極小零件表面硬度、硬化層深度測定、相變、合金化學(xué)成分不均勻性等等。在金屬打印制品中，可以測試制件的顯微硬度作為評判制品打印質(zhì)量好壞的參考。2.2顯微硬度測試顯微硬度的測試原理顯微硬度的測試原理是使用壓痕單位面積上承受的載荷大小來表示的，一般用HV表示。測量顯微硬度的壓頭形式有兩種，一種是金剛石正四棱錐壓頭，相鄰兩面之間的夾角為136，如圖8-5所示。通過這種壓頭測得的顯微硬度稱為顯微維氏硬度。其計(jì)算公式為顯微維氏硬度值=0.1891F/d2………………(8-3)式中F為載荷（N）；d為壓痕對角線長度（mm）。2.2顯微硬度測試顯微硬度的測試原理圖8-5金剛石正四棱錐壓頭另一種克努普（Knoop）金剛石亞壓頭（努氏壓頭），它的壓痕長對角線與短對角線的長度之比為7:1，其結(jié)構(gòu)形式如圖8-6所示。顯微努氏硬度值的計(jì)算公式為顯微努氏硬度值=1.451F/d2………………(8-4)式中F為載荷（N）；d為壓痕對角線長度（mm）。圖8-6克努普金剛石壓頭2.2顯微硬度測試硬度值測試及表示方法硬度值測試時(shí)一般測試3-5個(gè)點(diǎn)，測試結(jié)果取其算數(shù)平均值。硬度值的書寫及表示方法如下：如550HV0.1表示用0.1kgf（0.9807N）的試驗(yàn)力，保壓時(shí)間為5~15s（標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間），其顯微硬度值為550；550HV0.1/30表示0.1kgf（0.9807N）的試驗(yàn)力，保壓時(shí)間為30s，其顯微硬度值為550。2.2顯微硬度測試顯微硬度計(jì)基本結(jié)構(gòu)顯微硬度計(jì)由顯微鏡和硬度計(jì)兩部分組成。顯微鏡用來觀察顯微組織，確定測試部位，測定壓痕對角線長度；硬度測試裝置則是將一定的載荷加在一定的壓頭上，壓入所確定的測試部位。圖8-7所示為HV-1000顯微硬度計(jì)基本結(jié)構(gòu)。2.2顯微硬度測試顯微硬度計(jì)基本結(jié)構(gòu)INCLUDEPICTURE"/image_search/src=http%3A%2F%2F%2Fimg%2Fibank%2F2018%2F699%2F015%2F9370510996_1879714823.jpg&refer=http%3A%2F%2F&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1645149798&t=f8c991f973733cd64f91fdda4f4e9141"INET2.2顯微硬度測試顯微硬度計(jì)基本結(jié)構(gòu)INCLUDEPICTURE"/img/ibank/2018/102/738/9389837201_1879714823.jpg"INET圖8-7HV-1000顯微硬度計(jì)2.2顯微硬度測試顯微硬度計(jì)使用方法不同類型的顯微硬度計(jì)操作方法不同，實(shí)際操作應(yīng)按照相應(yīng)類型的顯微硬度計(jì)操作規(guī)程進(jìn)行操作。（1）檢測前準(zhǔn)備。檢測使用的硬度計(jì)和壓頭應(yīng)符合GB/T4340.2-2012d規(guī)定。試樣表面應(yīng)保持平整光潔，試樣或檢測層厚至少為壓痕對角線長度的1.5倍。試樣較小或是不規(guī)則時(shí)，應(yīng)將試樣鑲嵌或是使用專用夾具夾持后進(jìn)行測量。（2）檢測方法。在更換壓頭以后接觸部位要擦干凈，更換完成后使用有一定硬度的鋼樣測試幾次，直到連續(xù)兩次測試數(shù)值完全一樣為止，主要是以保證硬度計(jì)出于正常運(yùn)行狀態(tài)。試驗(yàn)力的選擇應(yīng)根據(jù)試樣硬度、厚度、大小等情況進(jìn)行選擇，可參照GB/4340.1-2009執(zhí)行。進(jìn)行顯微維氏硬度測試時(shí)試驗(yàn)力加載時(shí)間為10~2.2顯微硬度測試顯微硬度計(jì)使用方法15s，壓頭下降的速度不大于0.2mm/s。壓痕中心至試樣邊緣的距離，根據(jù)材料不同為而不同，一般鋼、銅及銅合金試樣至少為壓痕對角線長度的2.5倍；輕金屬及合金至少為壓痕對角線長度的3倍。兩相鄰壓痕中心之間的距離：一般鋼、銅及銅合金試樣至少為壓痕對角線長度的3倍；輕金屬及合金至少為壓痕對角線長度的6倍。當(dāng)試驗(yàn)面上出現(xiàn)壓痕形狀不規(guī)則或是畸形時(shí)其結(jié)果無效。2.3拉伸性能測試靜拉伸試驗(yàn)是一種較簡單的力學(xué)性能試驗(yàn)，能夠清楚地反映出材料受力后所發(fā)生的彈性、彈塑性與斷裂三個(gè)變形階段的基本特性。經(jīng)拉伸試驗(yàn)對所測試的力學(xué)性能指標(biāo)的測量穩(wěn)定可靠，而且理論計(jì)算方便，因此各國及國際組織都制定了完善的拉伸試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，將拉伸試驗(yàn)方法列為力學(xué)性能試驗(yàn)中最基本、最重要的試驗(yàn)項(xiàng)目。2.3拉伸性能測試?yán)煸囼?yàn)機(jī)及結(jié)構(gòu)拉伸試驗(yàn)機(jī)一般由機(jī)身、加載機(jī)構(gòu)、測力機(jī)構(gòu)、載荷伸長記錄裝置和夾持機(jī)構(gòu)五部分組成。其中加載機(jī)構(gòu)和測力機(jī)構(gòu)是試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵部位，這兩部分的靈敏度及精度的高低能正確反映試驗(yàn)機(jī)質(zhì)量的優(yōu)劣。2.3拉伸性能測試?yán)煸嚇哟罅繉?shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)時(shí)所用試樣的形狀、尺寸、取樣位置和方向、表面粗糙度等因素，對其性能測試結(jié)果都有一定影響。為了使金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有符合性與可比性，國家制訂有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。2.3拉伸性能測試金屬增材制件拉伸試樣對于金屬增材制件，當(dāng)制件允許破壞且有足夠的機(jī)械加工余量時(shí)，可對制件本體加工取樣。試樣的切取位置和方向應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，如未具體規(guī)定可按照GB/T2975的要求執(zhí)行，但切取試樣和機(jī)加工試樣不應(yīng)改變材料的機(jī)械性能；本體取樣的試樣類型和尺寸，應(yīng)按照機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行選擇。金屬增材試樣類型和尺寸應(yīng)符合GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第一部分：室溫實(shí)驗(yàn)方法》方法中試樣的要求。若產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)無具體規(guī)定時(shí)，優(yōu)先采用符合GB/T228.1中規(guī)定的φ5mm或φ10mm圓形截面拉伸試樣。金屬增材制件隨爐樣品制備要求示意圖如圖8-8所示。2.3拉伸性能測試金屬增材制件拉伸試樣1-包圍盒，2-X方向，3-Y方向，4-Z方向圖8-8隨爐樣品制備示意圖【2】GB/T39254-2020標(biāo)準(zhǔn)圓形截面拉伸試樣由夾持、過渡和平行三部分構(gòu)成。試樣兩端較粗段為夾持部分，其形狀和尺寸可依實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有使用試驗(yàn)機(jī)夾頭情況而定；試樣兩夾持段之間的均勻部分為實(shí)驗(yàn)測試的平行部分；而夾持與平行二部分之間為過渡部分，通常用圓弧進(jìn)行光滑連接，以減少應(yīng)力集中。如圖8-9為拉伸標(biāo)準(zhǔn)試樣結(jié)構(gòu)示意圖。其中d0是指平行長度的原始直徑，r是指圓弧過渡段的半徑，L0是指原始標(biāo)距，Lc指平行段長度，Lt指試樣總長度。2.3拉伸性能測試金屬增材制件拉伸試樣圖8-9拉伸標(biāo)準(zhǔn)試樣結(jié)構(gòu)示意圖2.3拉伸性能測試金屬增材制件拉伸試樣拉伸試樣分為比例和非比例標(biāo)距兩種。比例試樣系按公式QUOTE計(jì)算確定的試樣，式中系數(shù)K通常為5.65或11.3，前者稱為短試樣，后者稱為長試樣。短試樣的標(biāo)距QUOTE或L0=5d，長試樣的標(biāo)距為QUOTE或L0=10d，一般都采用短比例標(biāo)距試樣。2.3拉伸性能測試熔融沉積成形拉伸試樣熔融沉積成形拉伸試樣形狀和尺寸宜采用直接打印成形的拉伸Ⅰ型—啞鈴型試樣，如圖8-10所示，或機(jī)械加工成形的拉伸Ⅱ型—矩形試樣，如圖圖8-11。拉伸Ⅰ型—啞鈴型試樣各項(xiàng)參數(shù)含義如表8-5所示，拉伸Ⅱ型—矩形試樣各項(xiàng)參數(shù)含義如表8-6所示。試樣應(yīng)無扭曲，相鄰平面間應(yīng)相互垂直，表面和邊緣應(yīng)無明顯劃痕、空洞、毛刺和凹陷，打印痕所形成的凹痕深度宜小于0.1mm。2.3拉伸性能測試熔融沉積成形拉伸試樣圖8-10熔融沉積成形拉伸1型試樣結(jié)構(gòu)及尺寸示意圖表8-5拉伸1型試樣參數(shù)含義圖8-11熔融沉積成形拉伸II型試樣結(jié)構(gòu)及尺寸示意圖表8-6拉伸II型試樣參數(shù)含義2.3拉伸性能測試?yán)煨阅苤笜?biāo)本試驗(yàn)主要測定材料的ReH、ReL、A和Z等性能指標(biāo)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228.1－2010金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法，上述性能指標(biāo)的測定方法如下：2.3拉伸性能測試屈服強(qiáng)度金屬材料呈屈服現(xiàn)象時(shí)，在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)，應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。下屈服強(qiáng)度：在屈服期間，不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的最小應(yīng)力。即ReL=FeL/S0上屈服強(qiáng)度：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。即ReH=FeH/S0。其值可借助于試驗(yàn)機(jī)測力度盤的指針或拉伸曲線來確定。2.3拉伸性能測試規(guī)定非比例殘余延伸強(qiáng)度（Rp）試樣在加載過程中，對于無明顯物理屈服現(xiàn)象的材料，標(biāo)準(zhǔn)部分的非比例達(dá)到規(guī)定比例（以%表示）的應(yīng)力。例如：Rp0.2表示規(guī)定非比例延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力。2.3拉伸性能測試規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度（Rr）試樣在卸載后，其標(biāo)準(zhǔn)部分的殘留伸長達(dá)到規(guī)定比例時(shí)的應(yīng)力。Rr0.2表示規(guī)定殘余延伸率為0.2％時(shí)的應(yīng)力。2.3拉伸性能測試規(guī)定總延伸強(qiáng)度（Rt）試樣標(biāo)準(zhǔn)部分的總伸長（彈性伸長加塑性伸長）達(dá)到規(guī)定比例時(shí)的應(yīng)力，例如Rt0.5表示規(guī)定總延伸率為0.5％時(shí)的應(yīng)力。2.3拉伸性能測試抗拉強(qiáng)度Rm抗拉強(qiáng)度又稱強(qiáng)度極限，將試樣加載至斷裂，自測力度盤或拉伸曲線上讀出試樣拉斷前的最大載荷Fm與原始截面積S0的比值，即抗拉強(qiáng)度Rm=Fm/S0。它代表最大均勻變形的抗力；對于無縮頸的脆性材料，它表示材料的斷裂抗力。2.3拉伸性能測試斷后伸長率斷后伸長率A與斷面收縮率Z表示斷裂前金屬塑性變形的能力。斷后伸長率A為試樣拉斷后標(biāo)距長度的增量Lu-L0與原標(biāo)距長度L0的百分比，即EMBEDEquation.3……(8-7)式中，A表示斷后伸長率，Lu表示試樣斷后長度，L0表示試樣原始標(biāo)距。2.3拉伸性能測試斷面收縮率斷面收縮率Z表示試樣橫截面在試驗(yàn)前后的相對減縮量，其計(jì)算公式為QUOTE…………….(8-8)式中，Z表示斷面收縮率，Su表示試樣斷后截面積，S0表示試樣原始橫截面積。2.4沖擊性能測試沖擊試驗(yàn)的意義沖擊載荷是指載荷在與承載構(gòu)件接觸的瞬時(shí)內(nèi)速度發(fā)生急劇變化的情況。在沖擊載荷作用下，若材料尚處于彈性階段，其力學(xué)性能與靜載下基本相同，如在這種情況下，鋼材的彈性模量E和泊松比μ等都無明顯變化。但在沖擊載荷作用下，材料進(jìn)入塑性階段后，則其力學(xué)性能卻與靜載荷下的有顯著不同，如塑性性能良好的材料，在沖擊載荷下，會(huì)呈現(xiàn)脆化傾向，發(fā)生突然斷裂。由于沖擊問題的理論分析較為復(fù)雜，因而在工程實(shí)際中經(jīng)常以試驗(yàn)手段檢驗(yàn)材料的抗沖擊性能。沖擊試驗(yàn)對金屬材料使用中至關(guān)重要的脆性傾向問題和金屬材料冶金質(zhì)量、內(nèi)部缺陷情況極為敏感，是檢查金屬材料脆性傾向和冶金質(zhì)量的非常方便的辦法。2.4沖擊性能測試沖擊試樣金屬增材制造試樣制備通用要求按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T39254-2020規(guī)定。試樣類型和尺寸應(yīng)符合GB/T229中的規(guī)定，無特殊要求時(shí)優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸沖擊試樣，試樣尺寸規(guī)格為55mm×10mm×10mm（長×寬×高）方形試樣，有U型缺口試樣和V型缺口試樣，如圖8-9所示。2.4沖擊性能測試沖擊試樣INCLUDEPICTURE"/image_search/src=http%3A%2F%2F%2Fzb_users%2Fupload%2F2019%2F05%2F20190508084559_97003.jpeg&refer=http%3A%2F%2F&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1645173459&t=0efe7422ecdea36e2078e74dcb4126b0"INET圖8-9沖擊試樣結(jié)構(gòu)示意圖2.4沖擊性能測試沖擊試樣熔融沉積成形增材制造沖擊試樣可采用圖8-10的形式。沖擊Ⅰ型—無缺口正向方板，如圖8-10（a）所示、沖擊Ⅱ型—無缺口側(cè)向方板，如圖8-10（b）所示和沖擊Ⅲ型—單缺口側(cè)向方板如圖8-10（c）所示。當(dāng)打印層與沖擊方向平行時(shí)，宜選擇Ⅱ型試樣。當(dāng)研究表面效應(yīng)（因?qū)娱g剪切產(chǎn)生破壞或環(huán)境對表面產(chǎn)生影響）時(shí)，應(yīng)選擇Ⅰ型試樣。2.4沖擊性能測試沖擊試樣a）沖擊Ⅰ型無缺口正向方板試樣b）沖擊Ⅱ型無缺口側(cè)向方板試樣c）沖擊Ⅲ型單缺口側(cè)向方板試樣其中缺口底部剩余寬度bN（見圖8-10c）取值為bN=8.0±0.2（mm）缺口形狀有三類如圖8-11所示，優(yōu)先選用A型缺口。如果A型缺口試樣在試驗(yàn)中不破壞，應(yīng)采用C型缺口試樣。需要試驗(yàn)零件的缺口靈敏度信息時(shí)，應(yīng)對A、B和C型缺口的試樣均進(jìn)行試驗(yàn)。2.4沖擊性能測試沖擊試樣a)A型缺口b)B型缺口c)C型缺口圖8-11缺口類型圖中：rN—A型缺口底部半徑0.25±0.05rN—B型缺口底部半徑1.00±0.05rN—C型缺口底部半徑0.10±0.022.4沖擊性能測試沖擊試驗(yàn)溫度室溫一般為10℃~35℃；低溫在10℃以下；高溫測試溫度高于35℃。2.4沖擊性能測試試驗(yàn)原理材料在沖擊載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形和斷裂過程吸收能量的能力，定義為材料的沖擊韌性。用試驗(yàn)方法測定材料的沖擊韌性時(shí)，是把材料制成標(biāo)準(zhǔn)試樣，置于能實(shí)施打擊能量的沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，并用折斷試樣的沖擊吸收能量來衡量。按照不同的試驗(yàn)溫度、試樣受