模具测量技术及其成形产品质量保障

随着现代制造技术的飞速发展,模具成型技术以其高精、高效等特点而得到越来越广泛的应用。数字设计与制造技术的发展使得零件的形状与精度都有了极大的提高,这就对模具及模具成型产品的成型精度及生产过程中的质量保障提出了更高的要求,要保障零件成型的精度,高精高效检测技术的应用是必然的,它也是模具成形产品质量控制的根本。

由于模具成形过程的特点,使得对其检测及质量控制有着与常规产品检测不同的特点,其具体体现在以下几个方面:

1)模具成型的零件一般都比较复杂,无论在外形和结构上都给测量带来了难度；

2)由于某些成型产品的材料和结构等原因,如注塑件和簿壁零件,使得测量成为一项非常困难的工作；

成型产品的精度与成形过程有关,这就对成形产品的测量、模具的调整及后续批量加工的精度控制都带来了难度。

以上这些原因,使得模具及其成形产品的检测与质量控制有着其特点,下面针对模具的特点,结合现代数字测量技术,介绍有关模具及其成形产品的检测技术及其相关应用。

1数字检测技术

与模具及成形产品相关的检测主要涉及空间几何尺寸与空间形位等几何方面的测量,由于涉及到空间测量,因此最常用的空间数字测量技术为坐标测量技术。

坐标测量基本原理就是通过探测传感器(探头)与测量空间轴线运动的配合,对被测几何元素进行离散的空间点位置的获取,然后通过一定的数学计算,完成对所测得点(点群)的分析拟合,最终还原出被测的几何元素,并在此基础上计算其与理论值(名义值)之间的偏差,从而完成对被测零件的检验工作。图1为直角坐标固定式的三坐标测量仪外形示意。

在模具与成形产品中,被测零件除了有常规的几何尺寸测量和形位尺寸测量外,还存在着大量的曲面与曲线的测量,从数字测量技术来看,对曲面与曲线的测量就是对被测对象进行离散化,通过对点云的测量与分析计算来完成相关的测量工作。这类曲面测量有时用扫描测量仪器完成,那样会具有更高的效率。

图2是另外一些常见的坐标测量仪器,它们有着不同的坐标体系,尽管其坐标形式不同,但其测量原理是一样的,只是功能与应用的场合有所区别。

1)激光跟踪仪:这是一种球坐标形式的坐标测量仪器,一般具有几十米的高精度测量范围,用于大形模具及大尺寸产品的测量工作,如图所示的是LECIA的激光测量仪,当配上T-Probe和T-Scan等附件后,它将成为能在大范围空间中移动的坐标测量仪与点云扫描测量仪。

点云扫描测量仪:一般有光学条纹测量、激光扫描测量等形式,即采用点云的扫描测量方法完成对曲面的扫描测量工作。这类测量工具还能用在逆向工程应用中形面海量点云数据的快速获取。

测量关节臂:这是一种多关节坐标形式的坐标测量仪器,目前已在国内得到了相当的应用。

以上三种坐标测量仪器都是便携式的,因此它们在模具测量中,特别是大型模具和现场测量与应用中较之常规固定式的坐标测量机将有更广泛的应用。

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