精密儀器設計的案例
中圖儀器高端裝備亮相2023深圳工業展，推進精密測量儀器自主智能化進程
4、VX8000系列閃測儀
閃測儀是一種快速圖像尺寸測量儀器，測量時無需定位，按一鍵即可測量出所需尺寸。VX8000系列閃測儀高分辨率鏡頭和2000萬高像素工業相機，1%亞像素圖像處理，高精度算法分析，一鍵閃測，批量更快！
5、SJ6000激光干涉儀
SJ6000激光干涉儀用于各類機床、自動化設備運動精度校準，保證加工產品的質量。具有測量精度高、測量范圍大、測量速度快、高測速下分辨率高等優點，結合不同的光學鏡組，可實現線性測長、角度、直線度、垂直度、平行度、平面度等幾何參量的高精度測量。在動態測量軟件配合下，可實現線性位移、角度和直線度的動態測量與性能檢測，以及進行位移、速度、加速度、振幅與頻率的動態分析，如振動分析、絲桿導軌的動態特性分析、驅動系統的響應特性分析等。
6、SJ5730粗糙度輪廓測量一體機
SJ5730粗糙度輪廓測量一體機具有12mm-24mm的粗糙度輪廓一體式測量范圍，分辨率達到0.1nm，一次掃描即可評價Ra粗糙度參數及微觀輪廓Pt參數，適合測量大曲面上的粗糙度，同時具備專業的軸承輪廓度評價功能，是大曲面測量（軸承、人工關節、精密模具、齒輪、葉片、光學鏡片）領域精細粗糙度測量的利器。
中圖儀器深耕從納米到百米測量領域，充分體現出專業化、精細化、特色化、新穎化的發展特征。未來還將繼續專注于精密測量檢測技術的發展，與1688平臺商家一起共創出更豐富的線下合作模式，為中國制造技術的快速發展貢獻力量！
展開 精密儀器：千分尺的制作過程及使用
千分尺是我們工作中最常用的測量工具之一。這篇文章介紹了千分尺的基本構造、使用方法，以及相關的保養保存方法。
首先我們了解一下最常見的游標千分尺。
? 標準機械外徑千分尺
各部位的名稱以及主要部件的名稱如下圖所示：
? 標準機械千分尺測量原理
心軸轉一圈的距離ｐ（p=0.5mm），被微分筒（刻度）分成50等分，從而得到1個刻度的讀數為0.01mm。
標準機械千分尺的測量原理圖
標準機械千分尺的測量原理計算
? 標準機械千分尺刻度的讀法
當基線對正之后，我們可以通過基線的位置來確定尺寸最后一位。
? 數顯外徑千分尺
基本構造如下圖所示。
? 數顯外徑千分尺測量原理
分辨率為0.001mm，心軸轉一圈的距離0.5mm 通過傳感器（轉子，定子）分割成500分，0.5mm÷500=0.001mm。
數顯千分尺的測量原理
除以上兩種常見的千分尺外，還有一種便是下面這種帶計數器的外徑千分尺。
千分尺的測力裝置
千分尺的測力裝置也是非常重要的組成部件之一，合理的使用可以提高千分尺的壽命，提高測量精度。
注：該圖表來自三豐千分尺測力裝置簡介。
千分尺產品使用時的注意事項
既然介紹了千分尺的基本構造和讀數方法，接下來最重要的就是千分尺產品使用時的注意事項和千分尺的維護和保養了。
1. 仔細檢查類型、測量范圍、精度和其他規格，為您的用途選擇合適的型號。
2. 測量前，千分尺和工件放置在室溫下足夠長的時間，使其溫度均衡。
3. 讀取微分筒刻線時直視基準線。如果從某個角度看刻度線，由于視覺誤差將不會讀取線的正確位置
展開 幾何量測量基本原理及精密儀器
納米級大量程粗糙度測量，高精度、高穩定性、高重復性特點，是大曲面測量（軸承、人工關節、精密模具、齒輪、葉片、軸承滾子）領域精細粗糙度測量的利器。
4、全自動影像儀
Novator系列全自動影像儀0.1μm的光柵顯示分辨率，結合飛拍測量、圖像拼接、環光獨立升降、圖像匹配、無接觸3D掃描成像等功能，多方面滿足測量需求。
5、激光跟蹤儀
GTS系列激光跟蹤儀最大測量半徑80米，是高精度（μm級）、大工作空間（百米級）、便攜式的大尺寸坐標測量機，可以和多種形式的合作目標測頭配合使用，能對大尺度空間內的點、線、面、曲面等幾何特征進行精確測量；能根據合作目標的精確空間姿態對被測工件的內部特征、隱藏特征或曲面等復雜特征進行快速、高精度的測量。
如何選擇合適的儀器？應根據需要確定所要測量的幾何屬性和精度要求，來選擇適合的測量儀器。
幾何量測量是現代工程領域中的一項重要技術。通過準確測量物體的形狀、尺寸等幾何屬性，可以為產品設計、工程測量等提供重要的依據。在測量過程中，我們需要了解基本原理和精密儀器，并注意選擇合適的儀器、控制環境因素，并提高操作人員的技術水平。只有這樣，我們才能獲得準確、可靠的幾何量測量結果，為工程實踐提供有力支撐。
展開 CHOTEST中圖儀器用創新夯實三維測量技術發展，賦能高端精密制造
三維測量技術以精密機械為基礎，綜合應用了電子技術、計算機技術、光學技術和數控技術等先進技術，可以對機械、汽車、航空、家具、工具原型等測量出高精度的幾何零部件以及測量復雜形狀的機械零部件，給各行業的工作帶來了很大的便利性。
CHOTEST中圖儀器是集接觸式測量技術，CCD影像測量技術，激光測量技術，3D顯微測量技術于一體的技術密集型企業，專注于精密儀器的研發、制造和銷售。自2005年成立以來一直與智能制造共同成長，用創新夯實三維測量技術發展，賦能高端精密制造。
一、三維尺寸測量——三坐標測量機
出于現代化制造業、汽車、機床及模具等行業大規模生產的需要，固定的、專用的或手動的測量工具限制著大批量制造和復雜零件加工業的發展。這就要求著現代化計量檢測應當是高效、通用化的。
MarsClassic系列移動橋式三坐標測量機全自主研發測頭&測座、控制器、軟件，高精度（達到μm級）；高效率（是傳統測量手段的百倍）；可代替多種長度計量儀器，可測量形狀復雜的機械零件的尺寸、形位公差、自由曲面等。
目前，移動式橋式結構是中小型三坐標測量機的主要結構。這種結構具有良好的開放性和視野，使得上下部件易于操作，運動速度快，精度高。MarsClassic系列移動橋式三坐標測量機配備高精度的導軌、測頭和控制系統，并結合計算機程序來自動控制檢測流程，從而計算輸出測量結果，支持測頭更換架以及影像相機，同時支持精密轉臺等，能夠對各種零件和部件的尺寸、形狀及相互位置關系進行檢測，也可以對軟材質或復雜零件進行光學掃描測量。
優點
1.三坐標測量技術解決了復雜形狀表面輪廓尺寸的測量問題，例如箱體零件的孔徑和孔位、葉片和齒輪、汽車和飛機等的外形尺寸檢測等。
2.提高了三維測量的準確性。
展開 
從微納米到百米測量，中圖國產智能精密測量儀器著力突破核心技術，增強高端供給
可廣泛應用于Wafer制造及封裝工藝檢測、3C電子玻璃屏及其精密配件、光學加工、顯示面板、MEMS器件等超精密加工行業。
有圖晶圓關鍵尺寸及套刻量測系統
是一款集成高精度平面尺寸檢測和亞納米級表面3D形貌測量的光學檢測儀器，同時滿足大范圍多區域的高精度全自動檢測，優異的重復性及效率有效減少人為誤差及人員投入。可廣泛應用于芯片、半導體制造及封裝工藝檢測、精密配件、光學加工、微納材料及制造、MEMS器件等超精密加工行業，對器件表面進行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，能夠對芯片Z向實現微納尺度的3D掃描和重建，精確測量表面的高度輪廓尺寸；全自動上下料平臺，配置掃描槍，高效實現產線全自動化生產。
4、強化人才培養
中圖儀器攜手深圳職業技術學院，共同培養集成電路創新型技術技能人才。雙方就校企聯合開發、人才培養、實訓基地等方面進行了深入的交流并達成初步合作共識，2023年2月20-24日，第一批精英實訓班圓滿結課。
中圖儀器堅持以技術創新為發展基礎，擁有一支集光、機、電、信息技術于一體的技術團隊。歷經20年的技術積累和發展實踐，研發出了基礎計量儀器、常規尺寸光學測量儀器、微觀尺寸光學測量儀器、大尺寸光學測量儀器、常規尺寸接觸式測量儀器、微觀尺寸接觸式測量儀器、行業應用檢測設備等全尺寸鏈精密儀器及設備，能提供從納米到百米的精密測量解決方案。
未來，中圖儀器仍將繼續專注于精密測量檢測技術的發展，自強不息、知難而上、勇于創新，為中國制造技術的快速發展貢獻力量！
展開 中圖儀器補齊國產精密測量短板
在未來的發展中，中圖儀器將繼續以技術創新為發展基礎，專注于精密測量檢測技術的發展，為工業領域帶來更高的效率、更好的質量和更強的競爭力。
設計精密模具結構的原則
例如，當制模技術要求較低時，則應盡量設計比較簡單的沖模結構，而當制模設備品種齊全且加工精度較高時，為了能增加模具的使用壽命和做到大批量生產，則應選用較復雜的精密沖模結構。
設計者在選用沖模結構形式時，應從多方面因素來考慮。因為無論是簡易沖模還是一般常規沖模都有各自優點和局限性.這就需要經過全面的分析和比較，使選擇的沖壓模具結構型式盡量合理可靠.
精密模具在設計時考慮事項說明
戳我進入社區：注塑和模具人的網上家園
精密模具在設計時考慮事項：
1：對象成形品的形狀及尺寸精度，樹脂的流動方向，射出壓力的傳達，被填充的樹脂的凝固情形。做為一名模具設計者，要對產品的要求知悉，這也是精密模具設計的源頭。所以對產品的要求一定要了如指掌。
2：對象成形品的特性，要對成形品的特性有很系統的列表，主要是材料方面，成形品的形狀,對下面模具設計上的一些細節會有依據。
3：模具的結構。精模的結構和普通塑模的結構方案采取是不同的。普通的塑模的結構設計方案可能會有幾種都是可行的，但是精模，有的結構可以能會有一定的影響，所以有的精密模具的結構方案可能要求很苛刻。主要是考慮模具動作對制品的影響。
4：模具的剛性及強度。我個人的經驗認為模具的剛性很重要，我經常看到一些模具的模胚和內模材料用的很單薄，我只能說也許他的模具可以生產，但是有些產品上的問題是和模具的強度有著很密切的關系，有時很難發現。
如果說模具的強度是維持模具不會斷裂，我認為這是很不合理的想法，也算是模具設計經驗不足的表現。
5：進膠口和橫膠道是控制制品的重要因素。精模對制品的進膠方式有一定的要求，把膠點做靚點，對產品會有想像不到的效果。
6：模具溫調回路，模具要控制在均一溫度。必需設置樹脂流動方向所要的溫度差，對于肉厚變化部需有因應對策。成形品離模的瞬間，制品部的模具表面溫度要均一。這就要求模具冷卻系統要合理。
7：精模的精度要求很高，加工模具采取的加工方式很重要。依據成形品形狀分割制品部模穴，慢走絲很常用。所以設計時要要考慮加工方式。
8：在模具結構上要合理，方便其它方案的附加。如，一個位置做的可能會不理想，如果試模后確實不理想，就要采取后補方案。
展開 proe在精密播種機設計中的應用
介紹了應用pro/e軟件進行精密播種機三維建模設計的過程,探討了精密播種機三維建模過程中的技術要點,為精密播種機的改型設計、系列化設計打下了基礎;同時,為pro/e軟件在其它機械設計上的應用提供了參考和借鑒。
proe在精密播種機設計中的應用.pdf
高速精密五金沖壓連續模設計要點
一、沖孔落料力的計算
1.了解沖壓沖裁加工(剪切加工)所需的加工力對于沖壓機的選型或模具設計來說也是不可或缺的。
2.在沖裁加工中，有時會發生凸模刃部折損和肩部破損等問題。
這些問題大多是由于零件的技術數據不足，以及沖頭凹模的材料
和形狀選擇錯誤所引起的。
3.沖裁力計算公式
二、各種材料的抗剪強度、抗拉強度
三、最小沖裁直徑核算
模具里面最小的圓孔沖頭直徑，或沖頭最薄弱處的厚度，事前經過核算，可提前做好相應對策。
四、沖頭刃部有效長度核算
1.沖頭縱彎曲負荷計算公式
2.從該歐拉公式可以看出，若要提高縱彎曲強度P，使用卸料導向件，采用縱彈性系數較大的材質(SKD→SKH→HAP)，并將刃部的長度縮短后即可。
3.縱彎曲負荷P表示的是凸模受到縱彎曲負荷發生破損時的值，選定凸模時必須考慮安全系數為3～5。
4.沖小孔時，選擇凸模時特別需要注意縱彎曲負荷和施加于凸模的應力。
5.〔技術參數〕面積、重心、截面二階矩的計算
五、減小沖裁力的方法
1.作為剪切力的減輕方法，可采用如【圖2】所示的附加剪切角的方法。落料沖裁加工時，在凹模上取剪切角；沖孔加工時，在凸模上取剪切角。
2.H尺寸時，經常取板厚程度以上的剪切角。順便說一下，將剪切角的H尺寸取為板厚左右時，可減輕約30%左右的加工力。
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展開 精密五金沖壓生產及設計標準應該如何規劃
在五金沖壓件加工生產過程中，為了確保沖壓作業有序進行，以及確保產品的質量，下降產品不良率，需要對五金沖壓件生產作業進行規劃及擬定規劃的標準，那么具體五金沖壓件生產規劃及設計標準是什么呢？
精密五金沖壓的規劃需要做到，在生產的時候，需要建立嚴格的檢驗制度每日生產的精密五金沖壓件首件須進行檢查，并且要檢查合格了之后才能投入生產，同時也要加強巡檢，如發生意外事情要及時進行處理。堅持文明的生產制度，例如精密五金沖壓件和配件的傳送一定要用合適的工位器具，否則會壓傷和擦傷工件表面影響到工件的表面質量。
精密五金沖壓件設計時需要做到，要保證能在正常使用的情況下，盡可能把尺寸精度及表面粗糙度要求低一些，并且要有等利于精密五金沖壓件之間的互換，減少廢品，保證精密五金沖壓件質量的穩定。在設計精密五金沖壓件的時候應盡可能的使用現有的設備，工藝裝備和流程對精密五金沖壓件進行加工，同時要有利于延長沖壓模具的使用壽命。設計的精密沖壓件須有利于提高金屬材料的利用率，減少材料的品種和規格，盡可能降低材料的消耗；在允許的情況下采用價格低廉的材料，盡可能使零件做到無廢料及少廢料仲裁。
以上就是關于五金沖壓件生產規劃及規劃標準的總結，規劃的精密沖壓件加工有利于提高金屬材料的利用率，為沖壓件廠有效降低加工成本。
展開 
“精密”沖壓模具設計待攻克6大“難題”
常見精密沖壓模設計、制造難題有如下：
一、模具設計與制造類
精密沖壓模具規劃制作技能創新不行，許多先進模具中的關鍵規劃內容和技能及制作工藝中的技能、理論以及核心技能掌握不行，導致模具總體水平提高困難，一直處于技能跟進與追尋階段，到達乃至逾越國際先進水平還缺少相關規劃和制作扎實技能的支撐。
二、模具使用壽命
由于受模具資料、熱處理以及制作安裝技能等相關要素的影響，中國沖壓模具使用時間上基本都低于國際先進水平，距離在30%以上。特別是修模次數導致模具維修次數的增加，降低了精密五金沖壓件出產率，增加了模具維修本錢，從而在總體上影響我國模具的市場競爭力。
三、模具試模與安全可靠性
試模是精沖模設計制作完成后對模具的一個理論實驗、點評和檢測的一個過程，是模具設計、制作問題的實際顯示地，也是沖壓模具設計、制作技能以及專業人員技術水平的綜合反映。而模具的可靠性和穩定性則是模具設計制作質量好壞的點評基準和模具正常運用的保障。因為我國缺少對多工位與多功能沖壓模具的設計、制作工藝中的隱形常識和技能積累的深化發掘，因此與世界先進模具企業相比，我國多工位與多功能沖壓模具的試模、模具運用中的調整和修理時刻增加30%以上。比照國外現在正在研討無試模程序的模具前沿技術，我國在模具的試模技能與模具的可靠性和穩定性方面的距離是無法掩飾的。
四、模具基礎與核心技術
精沖模具設計是一項實踐性很強的專業技能，長期以來，我國對模具設計和制作的實踐性非常注重，但由于對沖壓模基礎理論和技能研究不夠深刻，導致模具設計和制作的基礎理論和技能發展緩慢。加上沖壓模具企業的專業化分工還不能做到細化，小而缺、大而全的模具企業還占主導地位，企業的中心競爭力難以構成，企業自有技能以及創新才能落后于國外先進模具企業。
展開 定扭螺母殼體精密鍛造的設計分析
沖孔工裝設計
鍛件成品的沖孔連皮厚度為10mm，設計沖孔模具時，設計的關鍵點有兩個方面：一是控制凸模與凹模的沖孔間隙，間隙設計為0.1mm，不至于使毛刺外露影響外觀；二是需設計擋料裝置，在設備回程時，使卡在沖頭上的鍛件能自動掉落。沖孔模總裝圖如圖7 所示。
圖7 沖孔模總裝圖
1- 模柄；2- 上墊板；3- 上底板；4- 墊片；5- 卸件擋板；6- 沖孔凹模；7- 凹模墊板；8- 凹模墊塊；9- 螺栓M20×80；10- 螺母M20 11- 沖頭
存在的問題及改進措施
鍛打出的成品為方便后續工序加工，熱處理采用退火工藝降低鍛件的切削硬度，但在熱處理的過程中，鍛件會產生一定的變形，影響了齒形的平面度精度。我們對鍛打的產品隨機挑選5 件分別測量了齒形高度。測量數據見表1。產品實物如圖8 所示。
圖8 產品實物
存在的問題與不足：1）鍛件表面有氧化皮，影響鍛件表面質量；2）鍛打時，鍛件由于模具的表面粗糙度和上模拔模斜度的問題，工件會抱死在上模，很難取下；3）鍛件齒形的平面度在0.05 ～ 0.1mm之間，沒有達到標準要求的0.04mm；4）拋丸后由于鋼砂直徑太大，導致鍛件表面不光滑，達不到使用標準的粗糙度要求。
整改措施：1）控制鍛打溫度在830 ～ 880℃；2）鍛打毛坯時鐓粗去掉氧化皮；3）終鍛前蘸水去掉氧化皮；4）下模斜度由原來的2°改為0.5°；5）上模斜度由5°改為8°；6）上模尖角改為R5 圓弧；7）為方便工人師傅起件，將上模的圓形鎖扣開4 個槽；8）中間芯頭部改為大圓弧面；9）在1000t 液壓機上增加精整工裝。
結束語
隨著汽車行業的不斷發展，主機廠對于鍛件精密度的要求越來越高，對鍛件的表面質量及形位公差提出了更高的要求，本次定扭螺母殼體閉式模鍛工藝的成功為我廠后續無飛邊鍛造指明了方向。
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之異型水路設計
異型水路是一種特殊的冷卻水路設計。冷卻水路的配置可以做到幾何變化非常彈性與復雜。對于射出成型的主要的幫助是可以縮短成型周期時間(可達20 ~ 60%)、提升產品尺寸精度、改善表面凹痕…等。異型水路的定義是指模具內用來進行冷卻或加熱的水路是隨著模具的成品表面保持一定距離，以利有效的控制與管理模具的溫度條件。在幾何復雜的產品中，此種水路設計將可以有效移除傳統水路無法深入或到達區域的積熱。因此，提供更好的冷卻效率、縮短周期時間而降低生產成本，幫助提升產品質量等優點，是我們采用異型水路的主要原因。
挑戰
? 如何減少塑件射出成型中常見的問題，包含凹痕、翹曲、周期時間過長等
? 優化冷卻水路系統的設計以達到模溫差與翹曲變形量最小化的需求
? 改善冷卻效率 (幫助用戶達成產品的質量要求)
Moldex3D 解決方案
? 預測要達到期望的成型周期時間所需要的冷卻液流率為何
? 預測冷卻水路設計中可能發生的壓力損耗問題
? 避免冷卻水路設計中有渦流/死水的區域
? 透過真實三維的網格技術來模擬隔板與噴泉水路的設計
展開 【揭秘塑料制品玄機】超高精密設計，肉厚竟然能影響流動？
■Moldex3D/ 林秀春 協理
【內容說明】
大致上塑料產品設計會同時有壁厚與壁薄區域的設計（如圖1），容易造成短射與龜裂（如圖2），所以選擇適當的肉厚設計與澆口設計是非常重要的項目。
圖1：產品設計同時有壁厚與壁薄區域
圖2：孔洞之間容易產生龜裂如圖所示
若在澆口顧及不到的情況，而減肉就是一個很常用的方法，但是減肉或加肉到底是要增減多少呢？這些產品因本身功能性的設計需求（Pin孔數多）而厚薄相差懸殊，淘肉后是否有效果？如果沒有效果，是否需要探討引入更多的加工設備來達到可順利生產的良品或者設計本身需要重新研發規劃。
圖3：模具產品試模短射圖
產品壁厚區域：因熱傳較慢，流動溫度較高，流動阻力較低，是塑料流動時會先選擇的路徑。
圖4：模具產品試模短射圖
產品壁薄區域：與壁厚區域相反，因熱傳快速，溫度下降快速，流動阻力較大，容易造成短射或滯流現象。因此壁薄區域一般是模流較為敏感而不易控制的區域。
肉厚對流動的影響
當產品設計同時有壁厚與壁薄區域，肉厚設計(thickness of part)的效應如圖1所示。
圖1：產品設計同時有壁厚與壁薄區域
肉厚較厚處，流動阻力較小，塑料比較容易流動。
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