三坐标在发动机缸体缓慢偏差检测中的应用

三基面基准。底平面 F1、F1′面：过底平面200的平面；P15面：过圆柱定位销孔（39）轴线，并垂直于曲轴孔1、5轴孔轴线。

b.零件测量基准坐标系的建立缸体在三坐标平台上的放置方式为水平放置，顶平面朝Z轴负方向与大理石平板平行放置，油底壳面朝翳由正方向，飞轮面朝X轴正方向。

缸体OPl60精铣面加工采用的基准坐标系建立方法及步骤如下。

·在油底壳F1、F′1面上采12点测量一个平面。

·测量圆柱销定位孔一个圆截面。

·测量曲轴孔1一个圆截面、曲轴孔5一个圆截面。

·过曲轴孔1圆截面圆心、曲轴孔5圆截面圆心作一直线。

·以油底壳F1、F′1面的法线建第1轴即为Z轴，在圆柱销定位孔圆截面圆心上清X=O，Y=O；以过曲轴孔1圆截面圆心、曲轴孔5圆截面圆心的直线建第2轴即为X由；这样 Z轴所在的平面即为15平面，三坐标测量机自动生成Y由，在曲轴孔1圆截面圆心处清Z=O。

这样，缸体OPl60精铣面加工测量用基准坐标系就建立好了，完全同加工基准坐标系一致，其他加工的孔、面的位置测量仅通过元素采集、评价就可很精确地测量出来了。

2 缸体空间孔系位置尺寸的三坐标测量中常见问题分析

2.1连续加工的零件测量结果一致性较差

若加工中心的主轴、刀具、工装等加工设备无异常，测量基准坐标系正确，且可能的原因为零件定位销孔已变形、不同的测量点计算出不同的中心坐标，这样工件坐标系就不能完全确定，其他被测各孔位置就不可能准确，反馈给生产线的测量数据重复性差，机床无法调整，造成质量失控。尤其是精加工用的两个定位销孔，使用频次较高，到后面几个工序定位销孔很可能被磕碰变形，造成基准坐标系的偏移，进而造成测量误差。

在日常的缓慢偏差测量过程中多次发现过上述问题。只要定位销孔圆度超过0.015 mm，测量的结果就与其他零件测量结果产生0.010 mm以上的一致性差异。

解决的方法就是每次测量零件之前先目视检查定位销孔是否有磕碰伤的痕迹，如果有，就需换一个无磕碰伤的零件进行检测；另外.也可采用修改测量程序中定位销采点位置，使采点避开变形较大的部位，以减少基准孔中心位置计算的误差。

2.2测量孔系位置度有系统误差

如果以一面两销为基准建立坐标系，测量其他孔位置度时有系统误差，原因可能是手动测量建坐标系误差较大，以两销孔的连线为X轴建坐标，数据转换后，两销孔的Y坐标不等。

改进的方法是在手动测量建坐标系的基准上再编程生成测量一面两销，二次建基准坐标系，将数据转换到二次建基准坐标系中，这样两孔的Y标相等，在该坐标中再次测量评价其他元素，重复性好，消除了系统误差。因此，凡测量评价元素的位置尺寸时，都必须二次建立坐标系，以保证测量的准确性。

2.3对轴线的旋转要按角度旋转

在测量斜孔位置及位置度时，利用三坐标的有利条件，可对轴线进行旋转，是按角度旋转还是按距离旋转好呢7还是都一样呢7从测量的一致性来讲，按角度旋转明显优于按距离旋转建立的坐标系。原因是距离是不确定的，精度再高的加工中心加工出的零件也是有误差的，用距离旋转建坐标系，测量不同的零件测量结果一致性较差，而以角度距离旋转建坐标系，测量不同的零件测量结果一致性好；这是因为角度是理论值，用它来建坐标系可以清楚地反映加工中存在的问题。

2.4三坐标测量缸体孔系应注意的问题

·对于缸体侧壁沉孔或浅孔位置的测量，三坐标测头采点深度要大于6 mm，采1个截面评价即可；对于深孔或较长的通孔如主轴承盖和缸盖螺栓孔，一般在离入口和出口6 mm处各采2个截面来评价。

·对于斜平面上的孔，如机油标尺孔位置的测量，测头采点按理论角度采点，坐标系的建立是在基准坐标系的基础上按理论角度旋转建立新坐标系，在新坐标系下评价斜孔入口处的位置及斜孔轴线的角度。

·对粗加工零件，通过这种平移、旋转，可获得被测成组要素相

对于基准位置的最佳位置和方向。这就为进一步加工时更合理地分配加工余量提供实际数据，以挽救处于报废边缘状态下的粗加工零件。这些数据，也可供调整加工中心、自动机床等的定位基准时参考。对精加工后的零件，由于获得了最佳方位数据，这样就可决定零件最终的最佳装配数据位置。在位置度公差按最大实体原则给出时，这种基准的变换将更有利于减少废品率、提高技术经济效益。

3 缸体缸孔和曲轴孔直径的正确测量方法

3.1 缸孔直径测量

缸孔加工的精度极高，它对发动机整体机械性能至关重要，因此对其直径的测量要求精度很高，且要取平均直径来代表缸孔直径。

·精加工缸孔的直径、平均直径测量如图6（以EWl0缸体缸孔的直径测量为例）。