數(shù)控機床幾何精度檢測

1、數(shù)控機床幾何精度檢測一、機床精度概念 機床的加工精度是衡量機床性能的一項重要指標。影響機床加工精度的因素很 多 , 有機床本身的精度影響 , 還有因機床及工藝系統(tǒng)變形、加工中產(chǎn)生振動、機床 的磨損以及刀具磨 損等因素的影響 。在上述各因素中 , 機床本身的精度是一個重要 的因素。例如在車床上車削 圓柱面 , 其圓柱度主要決定于工件旋轉(zhuǎn)軸線的穩(wěn)定性、 車刀刀尖移動軌跡的直線度以及刀尖 運動軌跡與工件旋轉(zhuǎn)軸線之間的平行度 , 即主 要決定于車床主軸與刀架的運動精度以及刀架 運動軌跡相對于主軸的位置精度。機床的精度包括幾何精度、傳動精度、定位精度以及工作精度等 , 不同類型的 機床對這些方面的要求是

2、不一樣的。（一） 幾何精度 機床的幾何精度是指機床某些基礎零件工作面的幾何精度 , 它指的是機床在不 運動 （ 如主軸不轉(zhuǎn) , 工作臺不移動 ） 或運動速度較低時的精度 .它規(guī)定了決定加工精 度的各主要零、部 件間以及這些零、部件的運動軌跡之間的相對位置允差。例如 , 床身導軌的直線度、工作臺面的平面度、主軸的回轉(zhuǎn)精度、刀架溜板移動方向與主軸 軸線的平行度等。在機床上加工的 工件表面形狀 , 是由刀具和工件之間的相對運動 軌跡決定的 , 而刀具和工件是由機床的執(zhí)行件直接帶動的 , 所以機床的幾何精度是 保證加工精度最基本的條件。（二） 傳動精度 機床的傳動精度是指機床內(nèi)聯(lián)系傳動鏈兩末端件之間的

3、相對運動精度。這方面的 誤差就稱為該傳動鏈的傳動誤差。例如車床在車削螺紋時 , 主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) , 刀架的移 動量應等于螺 紋的導程。但是 , 實際上 , 由于主軸與刀架之間的傳動鏈中 , 齒輪、 絲杠及軸承等存在著誤 差 , 使得刀架的實際移距與要求的移距之間有了誤差 , 這個 誤差將直接造成工件的螺距誤差。為了保證工件的加工精度 , 不僅要求機床有必要的 幾何精度 , 而且還要求內(nèi)聯(lián)系傳動鏈有較 高的傳動精度。（三） 定位精度 機床定位精度是指機床主要部件在運動終點所達到的實際位置的精度。實際位置 與預期 位置之間的誤差稱為定位誤差。對于主要通過試切和測量工件尺寸來確定運動部件定 位位置 的

4、機床 , 如臥式車床、萬能升降臺銑床等普通機床 , 對定位精度的要求并不 太高。但對于依 靠機床本身的測量裝置、定位裝置或自動控制系統(tǒng)來確定運動部件 定位位置的機床 , 如各種自動化機床、數(shù)控機床、坐標測量機等 , 對定位精度必須有 很高的要求。機床的幾何精度、傳動精度和定位精度通常是在沒有切削載荷以及機床不運動或 運動速度較低的情況下檢測的 , 故一般稱之為機床的靜態(tài)精度。靜態(tài)精度主要決定于 機床上主要零、部件 , 如主軸及其軸承、絲杠螺母、齒輪以及床身等的制造精度以 及它們的裝配精度。（四） 工作精度 靜態(tài)精度只能在一定程度上反映機床的加工精度 , 因為機床在實際工作狀態(tài)下 還有一系列因素

5、會影響加工精度。例如 , 由于切削力、夾緊力的作用 , 機床的零、部 件會產(chǎn)生彈性 變形 ; 在機床內(nèi)部熱源 （ 如電動機、液壓傳動裝置的發(fā)熱 , 軸承、齒輪等零件的摩擦發(fā)熱 等）以及環(huán)境溫度變化的影響下 ，機床零、部件將產(chǎn)生熱變 形；由于切削力和運動速度的影響，機床會產(chǎn)生振動；機床運動部件以工作速度運動時，由于相對滑動面之間的油膜以及其他因素的影響，其運動精度也與低速下測得的精度不同；所有這些都將引起機床靜態(tài)精度的變化,影響工件的加工精度。機床在外載荷、溫升及振動等工作狀態(tài)作用下的精度，稱為機床的動態(tài)精度。動態(tài)精度除與靜態(tài)精度有密切關(guān)系外，還在很大程度上決定于機床的剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等。

6、目前，生產(chǎn)中一般是通過切削加工出的工件精度來考核機床的綜合動態(tài) 精度，稱為機床的工作精度。工作精度是各種因素對加工精度影響的綜合反映。二、數(shù)控車床的精度檢驗標準與檢驗方法臥式數(shù)控車床精度檢驗標準與檢驗方法見表序號檢驗項目臥式數(shù)控車床精度檢驗標準（D 800,500 DOC 1000）檢驗工具允差斜導軌： 水平導軌 （只許凸0.03/10000.04/1000 ）G1導軌精度a. 縱向：導軌的 垂直平面內(nèi)的直 線度b. 橫向：導軌的 平行度（無床身 或 機驗替）精密水平 儀、專用支架、 專用橋板或其 它光學儀器G2G3檢驗方法DC500mm 的 床，此項檢 用 GIO代溜板移動在 主平面內(nèi)的直線

7、 度（只適用于 有尾座的機床）溜板移動對主 軸和尾座頂尖軸 線的等距度： a.在主平面內(nèi)A 甲1DC 500 : 0.015500 DCC 1000:0.02最大允差：0.03指示器和檢驗棒或平尺a:DC 500:0.015500 DC 1000:0.02b:0.04（只許尾座高）指示器和檢 驗棒a. 將水平儀縱向放置在橋板（或 溜板）上，等距離移動橋板（或溜 板），每次移動距離小于或等于 500mm。在導軌的兩端和中間至少三個位置 上進行檢驗。誤差以水平儀讀數(shù)的最大代數(shù)差。b. 將水平儀橫向放置在橋板 （或溜板）上等距離移動橋板或 溜板檢驗。誤差以水平讀數(shù)的最大代數(shù)差值計將檢驗棒支承在兩頂尖

8、間。指示器 固定在溜板上，使其測頭觸及檢驗 棒表面。等距離移動溜板進行檢驗。 每次移動距離小于或等于 將指示器的讀數(shù)依次排列 差曲線。將檢驗棒轉(zhuǎn)180 再同樣檢驗一 次。檢驗棒調(diào)頭，重復上述檢驗。誤差以曲線相對兩端點連線的最 大坐標值計。也可在檢驗棒兩端2/9L（L 為檢驗棒長度）處用支架支承進行檢驗。將指示器固定在溜板上，使其測 頭觸及支承在兩頂尖間的檢驗棒表 面：a.在主平面內(nèi):b.在次平面內(nèi)。移動溜板在檢驗棒的兩端進行檢250mm。畫岀誤G4b.在次平面內(nèi) 平導軌只檢驗 次平面（只適用 于主軸有錐孔和 有尾座的機床）a：0.01指示器和專用b:0.015檢具主軸端部的跳動：a. 主軸的軸

9、向 竄動b. 主軸軸肩的跳動主軸定心軸頸的G5徑向跳動主軸定位孔的徑向跳動（只適用G6于主軸有定位孔的機床）G7主軸錐孔軸線 的徑向跳動：驗。將檢驗棒旋轉(zhuǎn)180 ,再同樣檢驗 一次。a,b誤差分別計算。誤差以指示 器在檢驗棒兩端的讀數(shù)差值計（DCW 1000時，檢驗棒長度等于 DC ）固定指示器，使其測頭觸及 a.固定在主軸端部的檢驗棒中心 孔內(nèi)的鋼球上；b.主軸軸肩靠近 邊緣處。沿主軸軸線施加力 F 旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。a, b誤差分別計算。誤差以指 示器讀數(shù)的最大差值計。F為消除主軸軸向游隙而施加的固定指示器，使其測頭垂 直觸及主軸定心軸頸上，沿主軸 軸線施加力F。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。 誤差以指示器讀

10、數(shù)的最大差值計固定指示器，使其測頭觸及主 軸定位孔表面。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。誤差以指示器讀數(shù)的最大差值 計。a:0.01b:0.02(L=300)將檢驗棒插入主軸錐孔內(nèi)，固指示器和檢驗棒定指示器，使其測頭觸及檢驗棒a.靠近主軸端 面b.距a點1處（只適用于主軸有錐孔的機床）G8主軸頂尖的跳 動（只適用于主 軸有錐孔的機 床）表面：a.靠近主軸端面；b.距a點L 處。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。拔岀檢驗棒，相對主軸旋轉(zhuǎn) 90 ,重新插入主軸錐孔內(nèi)，依 次重復檢驗四次。a,b誤差分別計算。誤差以四次 測量結(jié)果的平均值計。0. 013指示器和專用頂尖固定指示器，使其測頭垂直觸 及頂尖錐面上。沿主軸軸線施加力 F。旋轉(zhuǎn)主

11、軸檢驗。誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計。G9滑板橫向移動 對主軸軸線的垂 直度（同一滑板 上裝有兩個轉(zhuǎn) 塔時，只檢驗 用于端面車削 的轉(zhuǎn)塔）D 90和平尺調(diào)整裝在主軸上的平盤和平尺，使其與回轉(zhuǎn)軸線垂直。指示器裝在 橫滑板上，使其測頭觸及平盤 （或平尺）上。移動橫滑板在全工 作行程上進行檢驗。將主軸旋轉(zhuǎn)180 ，再同樣檢一 次。誤差以指示器兩次測量結(jié)果的代 數(shù)和之半計。檢驗用平盤的直徑或平尺長度的 尺寸 W如下（mm）:G10溜板移動對主 軸軸線的平行 度：a. 在主平面 內(nèi)b. 在次平面內(nèi)L=300:a: 0.015（向刀具指示器和檢驗將指示器固定在溜板上，使其測 頭分別觸及固定在主軸上的檢驗棒

12、 表面：a.在主平面內(nèi) ；b.在次平 面內(nèi)。移動溜板檢驗。將主軸旋轉(zhuǎn)180 ，再同樣檢驗一 次。a，b誤差分別計算。誤差以指示 器兩次測量結(jié)果的代數(shù)和之半計三、數(shù)控銃床的精度標準與精度檢驗方法數(shù)控床身銃床幾何精度標準與精度檢驗方法見表2數(shù)控床身銃床標準為ZB J54010-88。適用十字工作臺、立柱移動、滑枕移動的立式、臥式數(shù)控銃床。表 2為針對十字工作臺立式銃床，幾何精度共有13項。其中術(shù)語解釋為：縱 向平面-檢查平面與Y軸垂直；橫向平面-檢查平面與XI由垂直。表2數(shù)控床身銳床幾何精度（普通級）檢驗項目允差檢驗工具檢驗方法G1主軸箱垂向移 動的直線度：a. 在機床的橫向垂直平面內(nèi)b. 在機床

13、的縱向垂直平面內(nèi)在300mmU量長度上：a,b:0.016指示器和角尺ab工作臺位于行程的中間位 置。角尺放在工作臺面上:a.橫 向垂直平面內(nèi):b. 縱向垂直平 面內(nèi)。固定指示器，使其測頭 觸及角尺的檢驗面。調(diào)整角 尺，使指示器讀數(shù)在測量長 度的兩端相等。按 測量長度， 移動主軸箱進行檢驗。a,b的誤差分別計算。指示器 讀數(shù)的最大差值就是直線度誤 差G2工作臺面對 主軸箱垂直 移動的垂直a,b:0.016/300指示器和角尺度：a:在機床的橫向垂直平面內(nèi)b:在機床的縱向垂直平面內(nèi)工作臺位于行程的中間位置。角尺放在工作臺面上:a.橫向垂直平面內(nèi);b.縱向垂直平面內(nèi)。固定指示器，使其測頭觸及角尺的

14、檢驗面。移動主軸箱進行檢驗。a，b的誤差分別計算。指示G4工作臺面對工作臺或立柱，或滑枕移動的平行度：a. 橫向b. 縱向主軸端部的G5跳動:a,b:0.025/300最大允差：0.05指示器和平尺器讀數(shù)的最大差值就是垂直度誤差在工作臺面上放兩個等高塊，平尺放在等高塊上:a.橫向； b.縱向。在主軸中央處固定指 示器，使其測頭觸及平尺的 檢驗面。按測量長度，橫向 移動工作臺（或立柱，或 滑枕）和縱向移動工作臺進 行檢驗。a，b的誤差分別計算。指示 器讀數(shù)的最大差值就是平行度 誤差。當工作臺長度大于1600mm 時，則將平尺逐次移動進行 檢驗。a，b:0.010C:0.020指示器、專用檢驗棒固定指示器，使其測頭分別觸及:a.主軸定心軸頸表a. 主軸定心軸頸的徑向跳動（用于用定心軸頸的床身銃床）b. 主軸的軸向竄動c. 主軸軸肩支承面的跳動面;b.插入主軸錐孔中的專 用檢驗棒端面中心處；C.主軸 軸肩支承面靠近邊緣處。旋轉(zhuǎn) 主軸進行檢驗。a, b,C的誤差分別計算。指 示器讀數(shù)的最大差值就是跳動 或竄動誤差。b, C項檢驗時，應通過主 軸中 心線