程亮（衢州學(xué)院，浙江衢州　324000）

基于三坐標(biāo)測量機的滾動軸承測量分析*

程亮
（衢州學(xué)院，浙江衢州324000）

摘要：采用三坐標(biāo)測量機對滾動軸承內(nèi)外廓尺寸進行測量，獲得了真實反映產(chǎn)品輪廓的數(shù)據(jù)。經(jīng)數(shù)據(jù)處理、評價，得到滾動軸承的測量結(jié)果，解決了滾動軸承自動測量的問題。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測量機；滾動軸承；測量

*衢州學(xué)院校級科學(xué)研究基金（編號：KZY1208）

0　引言

滾動軸承是將運轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。在機械行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。

三坐標(biāo)測量機簡稱CMM，按照結(jié)構(gòu)形式可分為橋固定式、橋移動式、龍門式[1]，其中橋固定式因為橫梁固定、結(jié)構(gòu)對稱一般用于精度超高的機型，如圖1所示為高精度的三坐標(biāo)測量機Leitz Infinity，精度可達：0.3+ L/1 000 [μm]）。

橋移動式三坐標(biāo)測量機由于橫梁不固定，移動速度較快，效率高，一般用于中高精度的測量，如圖2所示為Global Performance橋移動式三坐標(biāo)測量機。龍門式三坐標(biāo)一般用于大型零件或者汽車外殼的測量。

圖1　Leitz Infinity

圖2　Global Performance

1　測量前準(zhǔn)備

如圖3所示，要測量的滾動軸承是渦輪減速機的蝸桿和蝸輪軸的承載部件，一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與蝸桿及蝸輪軸相配合，并與蝸桿（或蝸輪軸）一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與減速機殼體上相應(yīng)的基座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻地將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，保持架的作用是使?jié)L動體均勻分布，并防止?jié)L動體脫落。

（1）滾動軸承的安裝

由于需要測量內(nèi)外圈的尺寸及通過上表面定義基準(zhǔn)，軸承的上方必須無遮擋，所以不能使用壓板固定。測針的接觸測力較小，軸承材料為碳鋼，屬于剛性體，可以用雙面膠分別粘有機玻璃板及軸承下表面固定，如圖4所示。

（2）測針的安裝

選用的測頭為雷尼紹TP200測頭，如圖5所示[2]，傳感器和測座連接為螺紋旋轉(zhuǎn)連接，吸盤和傳感器連接為磁吸連接，測針和吸盤連接為螺紋選擇連接。

圖3　滾動軸承平面圖

圖4　滾動軸承的固定

圖5　TP200連接圖

2　基準(zhǔn)選擇

滾動軸承形狀為均勻的圓柱體，具有空間對稱的特性，如果測量基準(zhǔn)選擇不當(dāng)，會影響測量精度和測量效率。經(jīng)過分析，選擇軸承上表面作為基準(zhǔn)面，上表面中心點為原點，比較合適。

3　測針選擇

滾動軸承的外形尺寸Φ40×12，內(nèi)孔尺寸為Φ17×12。選擇測頭為Φ2 mm或Φ4 mm的測針均可，長度為20 mm。測頭直徑越大，越容易發(fā)生誤觸測。所以選擇使用Φ2-20的紅寶石測針，如圖6所示[3]。

圖6　Φ2-20紅寶石測針

4　建立坐標(biāo)系

（1）手動測量及構(gòu)造坐標(biāo)系輔助要素

如圖7所示，通過測量獲得圓、直線、點、平面等要素，通過構(gòu)造獲得原點數(shù)據(jù)。

（2）根據(jù)手動測量及構(gòu)造的要素確定滾動軸承上表面中心點為坐標(biāo)原點，如圖8所示。

5　標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)采集

選取標(biāo)準(zhǔn)軸承（測量基準(zhǔn)件），手動采集需要測量的數(shù)據(jù)：外圓、內(nèi)圓、外圓柱體、內(nèi)圓柱體等等。采集過程如圖9所示[4]。

6　滾動軸承的自動測量

（1）零件的安裝及建立坐標(biāo)系

將零件粘在有機玻璃板上，通過手持單元移動測針，在需要測量的軸承零件上獲取與標(biāo)準(zhǔn)件建立坐標(biāo)時同樣的要素，尺寸大小和方向矢量均要一致。重復(fù)“5建立坐標(biāo)系”步驟。

圖7　輔助要素獲取

圖8　設(shè)定坐標(biāo)原點

圖9　標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)采集

（2）軸承零件的自動測量

調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件的測量程序（見圖10），選擇DCC模式，“執(zhí)行全部程序”，在跳出的參數(shù)選擇對話框（如圖11所示）中，選擇相應(yīng)的測量參數(shù)，點“繼續(xù)”測針將會根據(jù)參數(shù)的選擇進行測量。

圖10　測量程序

圖11　參數(shù)選擇

7　結(jié)束語

自動測量過程中，首件測量時，為了防止因為坐標(biāo)系建立等問題，發(fā)生碰撞干涉，觸測速度一定要調(diào)低至安全速度并仔細(xì)觀察測針的移動軌跡，保證測針的移動軌跡是合理的。當(dāng)測量穩(wěn)定后，進入批量測量階段，為了提高測量效率，可適當(dāng)調(diào)高觸測速度，并將報告調(diào)整為自動生成模式，如不需馬上打印出報告，打印機模式可設(shè)為“打印到文件”。

圖12　檢測結(jié)果

（3）測量報告的生成

如圖12所示，選擇需要評判的尺寸公差和行位公差及其他需要評判的數(shù)據(jù)信息，分步進行評判，評判完成，自動生成報告。

參考文獻：

［1］陳鋒，邴智剛，李尚會，等.實現(xiàn)超長零件測量的三坐標(biāo)測量機輔助設(shè)備研制及檢測方法研究［J］.機電工程，2013（07）：820-823+846.

［2］羅曉曄.機械檢測技術(shù)［M］.杭州：浙江大學(xué)出版社，2012.

［3］景智.淺談PC-DMIS與CATIA V5在測量大型工裝的應(yīng)用［J］.測控技術(shù)，2010（29）：355-358.

［4］PC-DMIS 2010 CAD FOR CMM培訓(xùn)手冊［Z］.?？怂箍?，2010：45-162.

(編輯：向飛)

Analysis of Rolling Bearing Measurement Based on CMM

CHENG Liang
（Quzhou University，Quzhou324000，China）

Abstract:Used the CMM to measure rolling bearing inner and outer contour dimensions，received the product contour data.After data processing，evaluation，measurement results of rolling bearing，to solve the problem of automatic measurement of rolling bearing.

Key words:CMM；rolling bearing；measure

作者簡介：程亮，男，1980年生，浙江衢州人，大學(xué)本科，實驗師。研究領(lǐng)域：機械產(chǎn)品的精密檢測技術(shù)。

收稿日期：2015－02－04

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2015.08.025

中圖分類號：TG8

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009－9492 (2015 ) 08－0092－03