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摘　要： 要保障零件成型的精度，高精高效檢測技術(shù)的應(yīng)用是必然的，它也是模具成形產(chǎn)品質(zhì)量控制的根本。

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展，模具成型技術(shù)以其高精、高效等特點而得到越來越廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展使得零件的形狀與精度都有了極大的提高，這就對模具及模具成型產(chǎn)品的成型精度及生產(chǎn)過程中的質(zhì)量保障提出了更高的要求，要保障零件成型的精度，高精高效檢測技術(shù)的應(yīng)用是必然的，它也是模具成形產(chǎn)品質(zhì)量控制的根本。

由于模具成形過程的特點，使得對其檢測及質(zhì)量控制有著與常規(guī)產(chǎn)品檢測不同的特點，其具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）模具成型的零件一般都比較復(fù)雜，無論在外形和結(jié)構(gòu)上都給測量帶來了難度；

2）由于某些成型產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)等原因，如注塑件和簿壁零件，使得測量成為一項非常困難的工作；

成型產(chǎn)品的精度與成形過程有關(guān)，這就對成形產(chǎn)品的測量、模具的調(diào)整及后續(xù)批量加工的精度控制都帶來了難度。

以上這些原因，使得模具及其成形產(chǎn)品的檢測與質(zhì)量控制有著其特點，下面針對模具的特點，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字測量技術(shù)，介紹有關(guān)模具及其成形產(chǎn)品的檢測技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用。

1 數(shù)字檢測技術(shù)

與模具及成形產(chǎn)品相關(guān)的檢測主要涉及空間幾何尺寸與空間形位等幾何方面的測量，由于涉及到空間測量，因此最常用的空間數(shù)字測量技術(shù)為坐標測量技術(shù)。

坐標測量基本原理就是通過探測傳感器（探頭）與測量空間軸線運動的配合，對被測幾何元素進行離散的空間點位置的獲取，然后通過一定的數(shù)學(xué)計算，完成對所測得點（點群）的分析擬合，最終還原出被測的幾何元素，并在此基礎(chǔ)上計算其與理論值（名義值）之間的偏差，從而完成對被測零件的檢驗工作。圖1為直角坐標固定式的三坐標測量儀外形示意。

在模具與成形產(chǎn)品中，被測零件除了有常規(guī)的幾何尺寸測量和形位尺寸測量外，還存在著大量的曲面與曲線的測量，從數(shù)字測量技術(shù)來看，對曲面與曲線的測量就是對被測對象進行離散化，通過對點云的測量與分析計算來完成相關(guān)的測量工作。這類曲面測量有時用掃描測量儀器完成，那樣會具有更高的效率。

圖2是另外一些常見的坐標測量儀器，它們有著不同的坐標體系，盡管其坐標形式不同，但其測量原理是一樣的，只是功能與應(yīng)用的場合有所區(qū)別。

1）激光跟蹤儀：這是一種球坐標形式的坐標測量儀器，一般具有幾十米的高精度測量范圍，用于大形模具及大尺寸產(chǎn)品的測量工作，如圖所示的是LECIA的激光測量儀，當配上T-Probe和T-Scan等附件后，它將成為能在大范圍空間中移動的坐標測量儀與點云掃描測量儀。

點云掃描測量儀：一般有光學(xué)條紋測量、激光掃描測量等形式，即采用點云的掃描測量方法完成對曲面的掃描測量工作。這類測量工具還能用在逆向工程應(yīng)用中形面海量點云數(shù)據(jù)的快速獲取。

測量關(guān)節(jié)臂：這是一種多關(guān)節(jié)坐標形式的坐標測量儀器，目前已在國內(nèi)得到了相當?shù)膽?yīng)用。

以上三種坐標測量儀器都是便攜式的，因此它們在模具測量中，特別是大型模具和現(xiàn)場測量與應(yīng)用中較之常規(guī)固定式的坐標測量機將有更廣泛的應(yīng)用。

2 模具及成形產(chǎn)品檢測技術(shù)

從表面看，對模具及成形產(chǎn)品的測量同樣是對空間幾何元素的測量，這與一般機械零件的測量區(qū)別不大，但如前所述，模具行業(yè)中的數(shù)字測量有著其非同一般的空間幾何測量特點。

從零件精度要求及其精度控制要求來看，控制零件最后成形的精度才是最終的目標，從這一點來看，簡單的模具測量意義不大，但調(diào)整成形產(chǎn)品的精度又與模具測量分不開，因此在實際應(yīng)用中，必須有效地將這二者的測量結(jié)合在一起，這不但對成形產(chǎn)品的質(zhì)量控制有好處，同時也將有助于模具設(shè)計與模具制造過程設(shè)計，并最終提高模具設(shè)計與制造技術(shù)。

下面對幾種主要的模具及成形產(chǎn)品的方法作簡單的介紹。

1）鈑金零件測量:鈑金零件一般都比較簿，在常態(tài)下很難保持圖紙要求的狀態(tài)，因此這類零件的測量首先應(yīng)該使其保持合理的工況，必要時需要制作專用的夾具使其保持在正常的工作狀態(tài)，這有點類似使用樣架進行測量時的做法。此外鈑金零件在實際測量時要注意被測零件的光亮帶，這在自動測量時將具有相當大的技術(shù)難度。至于曲面與外形的測量，如果有3D數(shù)模將能十分方便地完成相關(guān)工作。在這類零件測量中，對模具的測量往往不能直接反映零件的情況。

注塑零件測量：塑料件一般有著與鈑金件同樣的工況問題，同時當零件壁厚較簿時，還會有測量時的測點變形問題，因此除了在測量時注意保持被測零件的工況外，還要注意保持被測點的實際狀況。同時由于注塑成形一般具有脫模斜度，因此在實際測量時要注意由于脫模斜度帶來的影響，在這類零件測量中，對模具的測量也往往不能直接反映零件的情況。

3）金屬鑄造零件：金屬鑄造零件一般比較厚實，因此在一般情況下能自已保持工況，但在精密鑄造零件的測量過程中，往往會被要求在毛壞情況下進行相關(guān)測量，這時測量基準的建立將具有相當?shù)碾y度，這跟由樣架與測量夾具進行零件的工況定位并測量完全不同。在這種情況下，往往會采用疊代的方法建立測量坐標系，此時用于疊代計算的關(guān)鍵幾何元素的精度將成為整個測量的關(guān)鍵。此類零件的測量中，對模具中相關(guān)定位幾何元素的測量將直接關(guān)系到測量工作及其測量數(shù)據(jù)的準確性。

從以上敘述可以看出，對模具成形零件的測量，不光涉及到數(shù)字化測量儀器，還涉及到測量輔助與定位裝置，特別是用于重現(xiàn)零件工作狀況的工裝夾具的制備，有時還會涉及到模具中關(guān)鍵幾何元素的測量與調(diào)整工作，因為這些都將直接影響到測量基準及測量結(jié)果。從某種角度講，模具及模具成形產(chǎn)品的測量是一個系統(tǒng)問題。

3 模具成形產(chǎn)品的質(zhì)量控制

測量的最終目的是為了保障被測零件的精度。對于模具成形的零件而言，要保障零件的精度，就得調(diào)整模具。但事實上，由于模具成形過程的復(fù)雜性，特別是成形工藝對零件精度的影響，使得我們對模具成形零件的精度控制較之一般的金加工零件而言具有更大的難度。因此，模具及成形產(chǎn)品的測量將只是整個模具精度調(diào)整中的一部分，基于模具成形工藝的測量數(shù)據(jù)分析及調(diào)整技術(shù)的應(yīng)用將成為模具成形產(chǎn)品精度保障的關(guān)鍵。

所謂基于成形工藝，就是要將數(shù)字測量所得到的數(shù)據(jù)與零件成形的工藝過程與工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)起來，而不是簡單地將測量結(jié)果直接應(yīng)用于模具的調(diào)整。

事實上，由于零件的形變，特別是鈑金零件中的回彈、注塑零件中的收縮與變形等，都使得測量結(jié)果與調(diào)整量之間的關(guān)系變得非常復(fù)雜，因此必須對測量數(shù)據(jù)作相應(yīng)的基于成形工藝的分析與處理。

在對測量結(jié)果的分析過程中，統(tǒng)計分析方法是常用的數(shù)學(xué)工具，為了使得統(tǒng)計分析的結(jié)果正確有效，要求測量方法、零件定位方法、工藝過程具有相對的穩(wěn)定性，所有這些最終也要求我們從系統(tǒng)的角度來對待整個測量、調(diào)整與質(zhì)量保障過程。因此系統(tǒng)地建立模具成形產(chǎn)品測量、分析、調(diào)整與質(zhì)量保障工藝過程是必需的。

對于高精度的模具成形產(chǎn)品而言，對模具成形產(chǎn)品的質(zhì)量控制將不光在試模階段，更重要的是在產(chǎn)品的大批量高速生產(chǎn)過程中，這將使我們對模具狀況及成形工藝的監(jiān)控變?yōu)閯討B(tài)，在此過程中，建立完整的檢測、調(diào)整與質(zhì)量控制工藝過程將成為保障產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

要完成對高精度模具成形零件在整個生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制，將會應(yīng)用到以下相關(guān)技術(shù)：

模具成形零件質(zhì)量控制工藝設(shè)計技術(shù)；

零件質(zhì)量信息快速數(shù)字化技術(shù)，包括參數(shù)化模塊化的數(shù)字測量技術(shù)等；

基于加工工藝過程的質(zhì)量信息分析技術(shù)；

模具狀況動態(tài)監(jiān)控與調(diào)整技術(shù)。

4 結(jié)束語

限于篇幅，本文只簡略地介紹了有關(guān)模具及其成形產(chǎn)品數(shù)字化測量及生產(chǎn)過程質(zhì)量控制方面的內(nèi)容，希望能夠拋磚引玉。

從數(shù)字檢測技術(shù)的發(fā)展來看，目前數(shù)字測量工具在幾何信息的獲取方面已基本能滿足模具行業(yè)的要求，但從模具及成形產(chǎn)品的精度控制，特別是高精度模具成形產(chǎn)品質(zhì)量動態(tài)控制技術(shù)方面來看，其技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用都還存在著一定的問題，這既是一個系統(tǒng)問題，同時也將是個案問題，但在方法上仍具有相當?shù)墓残�，并將在一定程度上成為一種專門的技術(shù)。