機床幾何精度檢測方法

1、幾何精度檢測方法百分表、千分表及杠桿千分表的特點及適用范圍百分表的分度值為 0.01mm,其讀數(shù)清晰，表針跳動較小，常用的一般分為05、010mm兩種量程，測量時測桿的壓縮量一般為0.150.2mm（如圖1）,適用于較低精度要求的測量。百分表經過震動后測桿可以很容易的回到原始位置，在震動的情況下檢測不易磨 損，損壞率低。千分表（指常用的指針式或壓桿式千分表）的分度值為0.001mm,因其比百分表的放大比更大，分度值更小，測量的精確度更高，適用于較高精度要求的測量。千分表受到震 動后測量桿不容易恢復到原始位置，可能會影響到檢測數(shù)據(jù)的真實性，因此在震動較小的 情況下使用較好（如圖2）。杠桿千分表體

2、積小巧， 測桿可以按需轉動， 并能以正反兩個方向測量工件，因此常用于間隙較小的槽、孔、浮動件（如測量絲杠遠端跳動）等千分表難以測量的情況，其測桿壓縮量一般為 0.030.06mm （如圖3）,靈敏度高。同樣杠桿千分表適合在震動小的情況 下使用。另外杠桿千分表不適合長期在壓縮量較大的情況下工作，因為壓縮量過大會造成 測量數(shù)據(jù)失真，誤差變大，而且會加快杠桿千分表各部件的磨損，使其老化，失去作用， 因此在測量空間允許的情況下，一般優(yōu)先選用千分表或百分表。圖1百分表圖2千分表圖3杠桿千分表二測量前提說明1 .本說明所有圖示均以 Carver600G為例；2 .在檢測前應保證測量所用儀器可以正常使用；3

3、 .在檢測前應保證測量所用工具以及被測部分的清潔；4 .在測量過程中移動各軸時，進給速度不能過大，一般為 1.8m/min左右；5 .本說明所指方向（即前、后、左、右）均為人站立在機床正面，面對機床時（如圖4）。三、各精度指標的檢測方法.檢測、調整床身水平度1.1 所需工具水平儀（刻度值為 0.02mm）、活動扳手1.2 準備工作1）檢查水平儀精度是否符合標準將水平儀水平放置，讀出氣泡位置，然后將水平儀原地旋轉180。，比較旋轉前后水平儀氣泡位置。 如果旋轉水平儀之后， 氣泡的偏移方向不同， 或者偏移方向相同 但是氣泡偏移的位置之差超過 0.5格，則說明水平儀精度不符合要求（前提是檢驗水 平儀

4、的基準面是水平的）。2）檢查放置機床的地面是否符合要求由于機床的四個地腳處的減震墊鐵的調節(jié)范圍為12mm所以放置機床的地面高度差不能超過10mm1.3 檢測、調整床身水平度的方法圖1-11）粗略調整機床的四個地腳螺栓，使減震墊鐵與地面完全接觸（ 圖1-1中A、B、CD為四個地腳螺栓的位置 ）。2）將X、Y軸運行到行程的中間位置。3）將水平儀沿X軸方向放置在工作臺面中央（如圖1-2所示），觀察水平儀氣泡位置，若該氣泡偏向右邊，則降低B、C或者升高A、D螺釘（根 據(jù)實際情況確定）；若該氣泡偏向左邊，則升高B C或者降低A、D螺釘，使氣泡中心向刻度中心位置靠近。4）將水平儀沿Y軸方向放置在工作臺面中

5、央（如圖1-3所示），觀察水平儀氣泡位置，若該氣泡偏向后邊，則降低 A、B或者升高C D螺釘（根據(jù)實際情況確定）；若該氣泡偏向前邊，則升高A、B或者降低C D螺釘，使氣泡中心向刻度中心位置靠近。圖1-3圖1-25）重復上述3、4步驟，直到水平儀在 X、Y方向的讀數(shù)均不超過合格證上許可范圍。6）將水平儀沿 X軸方向放置在工作臺面中央，然后沿丫軸把工作臺移動到 Y軸行程為零的位置（即把工作臺移動到 Y軸最后端，如圖1-4）。觀察水平儀氣泡位置，若 該氣泡偏向右邊，則降低 B或者升高A螺釘（據(jù)實際情況確定）；若該氣泡偏向左 邊，則升高B或者降低A兩螺釘，使氣泡中心向刻度中心位置靠近。再沿Y軸把工作臺

6、移動到Y軸最大行程處（即把工作臺移動到 Y軸最前端，如圖1-5）,觀察水平 儀氣泡位置，若氣泡位置有偏移，需繼續(xù)調整相應地腳螺栓使水平儀氣泡處于中間 位置，重復6步驟反復調整，使水平儀在工彳臺運行到 Y軸行程為零處、中間位置、 Y軸最大行程處三個位置讀數(shù)都在合格范圍之內。圖1-4（注：步驟6適用于精度要求較高的機床, 步驟5即可。）圖1-5如睿雕系列。精度要求不高的機床操作到2 .檢測工作臺平面度2.1 所需工具百分表、磁力表架因為工作臺平面度相對于其他幾何精度要求來講所要求的合格范圍較大，百分表完全可以滿足測量工作臺平面度的精度要求。另外在檢測工作臺平面度時，因為工作臺上面有 T型槽，當表頭

7、經過 T型槽時會引起表桿的震動，而千分表靈敏度高，受到震動后，測量 桿不容易恢復到原始位置，可能會影響到檢測數(shù)據(jù)的真實性。而且杠桿千分表與工件接觸 的測量桿是可以在一定角度范圍內任意擺動的（如圖2-1、2-2所示），測量桿經過震動，就更不容易回復到原始位置。再次由于檢測時的震動較大，千分表精度高，很容易磨損， 損壞率非常高；因此檢測工作臺平面度選擇用百分表較合適。圖2-1圖2-22.2 工作臺平面度的測量方法圖2-3圖2-41）將機頭移動到機床工作臺面上的g點（如圖2-3、2-4所示位置）。2）將磁力表架吸到機頭上，使百分表的表頭與工作臺相接觸，測桿應盡量與工作臺 垂直（如圖2-3）,測桿壓縮

8、0.150.2mm,然后轉動表盤使指針指向“0”位。3）根據(jù)合格證上的要求調整“XY步長”，控制進給速度，使機頭運動，把百分表分別移動到f、e、d、k、h、a、b、c八點（如圖2-4）,并記錄每一點處表針對應的 數(shù)值。4）測量完畢后將機頭移回到 g點，如果此時百分表的表針仍指向“0”位，則說明所測出的數(shù)值有效；否則必須重新裝卡百分表，重新測量。5）計算九個點的測量值中最大值與最小值的差值，即為工作臺的平面度。3 .檢測各坐標軸軸線運動的直線度（選測）3.1 所需工具平尺或方尺、百分表、千分表、磁力表架（注：在空間允許的情況下優(yōu)先選用平尺，此處以方尺為例進行說明，使用平尺的測 量方法相同。）3.

9、2 測量方法測量前應先將工作臺移動到Y軸行程中間位置。3.2.1 X軸軸線運動的直線度X軸軸線運動的直線度是在兩個平面內來檢測的：1） XY水平面內；2） ZX垂直平面內。2.1.1.1 在XY水平面內的直線度1）將磁力表架吸在機頭上，裝卡百分表，方尺放置在工作臺面中央，方尺邊框盡量與X坐標軸保持平行，將百分表的表頭接觸到方尺測量表面的一端（A點），測桿應盡量與測量表面垂直（如圖3-1）,測桿壓縮0.150.2mm,然后轉動表盤使指針指 向“0”位。根據(jù)方尺的邊框尺寸，調整XY軸運動步長，將百分表移動到方尺測量表面的另一端（B點，如圖3-2）,根據(jù)百分表在 A、B兩點的測量值調整方尺在工 作臺

10、面上的位置，使方尺兩端A B點的測量值大致相同，測量值的差值保持在 0.02mm 以內即可。2）拆下百分表換上千分表，調整千分表位置，使千分表表頭接觸測量表面，測桿應盡量與測量表面垂直，測桿壓縮0.050.1mm調整方尺位置，使千分表A B兩點（如圖3-1 , 3-2）的測量值相同。在 A點轉動表盤使指針指向“ 0”位。（注：以上兩步之所以先用百分表測量，目的是先用百分表粗調方尺a面與X軸的平行，如果直接用千分表測量，由于千分表量程太小，如果誤差太大的話，容易超過千分表量程，從而造成千分表損壞。）3）使機頭移動，將千分表從 A點運動到B點，此過程中，千分表讀數(shù)的最大值與最 小值之間的差值即為

11、X軸在XY水平面內的直線度。Hi油圖3-1圖3-22.1.1.2 在ZX垂直平面內的直線度A點圖3-3圖3-4X軸在ZX垂直平面內的直線度與其在XY水平面內的直線度測量方法基本相同，主要A、B兩點值。圖3-6圖3-7圖3-8區(qū)別在于方尺是豎直擺放在工作臺面上，所測量b面與X軸基本平行，所以用千分表直接測量即可。方法同樣是調整方尺，用千分表測量A、B兩點值，使 A B兩點的測量值相等（這是測量直線度的前提，但因為受綜合誤差累積的影響，即使所測量的面與工作臺平行，A B兩點的值也可能會不相同，必要時可在方尺下墊東西 如銅皮，以保證A、B兩點值相等），然后在A點轉動表盤使指針指向“ 0”位，接著將千

12、分表從 A點運動到B點。此過程中， 千分表讀數(shù)的最大值與最小值之間的差值即為X軸在ZX垂直平面內的直線度（A、B點位置如圖3-3、3-4所示）。（注：受條件所限，A、B兩點的測量值不可能相等，所以此項檢測數(shù)據(jù)并不是十分準 確。）3.2.2 Y軸軸線運動的直線度Y軸軸線運動的直線度是在 XY水平面以及ZY垂直平面兩個平面內來測量的。除方尺 擺放位置和形式不同外，其他測量方法相同，不再重復說明。3.2.2.1 在XY水平面內的直線度先用百分表粗調，再用千分表精調圖3-53.2.2.2 在ZY垂直平面內的直線度直接用千分表測量即可。3.2.3 Z 軸軸線運動的直線度Z軸軸線運動的直線度是在 ZX以及

13、ZY兩個垂直平面內來測量的。測量方法也基本相 同，但是由于Z軸的特殊性，在測量時必須保證在Z軸行程足夠，以防止撞表?？上葘⑶Х直斫抵罿軸正向最大允許范圍處，由此處對表，然后使千分表向上移動，就不會因為Z軸行程不夠而撞表了。而且所測量的方尺表面與工作臺面垂直，用千分表直接測量使 A、B兩點測量值相等。3.2.3.1 在ZX平面內的直線度直接用千分表測量即可。圖3-93.2.3.2 在ZY平面內的直線度 直接用千分表測量即可。圖 3-12圖 3-11（注：在ZX以及ZY兩個垂直平面內檢測 Z軸軸線運動的直線度、在 ZY垂直平面 內檢測Y軸軸線運動的直線度與在 ZX垂直平面內檢測 X軸軸線運動的直線

14、度一樣。 受條件所限，A、B兩點的測量值不可能完全相等，所以這三項所檢測的數(shù)據(jù)和在 ZX垂直平面內檢測X軸軸線運動的直線度一樣，都不是十分準確。）4 .檢測各坐標軸的垂直度精雕機各坐標軸的垂直度一般是從兩個方面來評價的：1 ） X軸與Y軸的垂直度；2 ） Z軸與工作臺面的垂直度。3 .1所需工具磁力表架、百分表、千分表、方尺4 .2檢測方法4.1.1 檢測X軸與丫軸的垂直度1）將工作臺移動到 丫軸行程中間位置，然后將方尺放在工作臺面上的中間位置，方 尺的a面盡量與Y軸保持平行。2）裝卡百分表，使百分表表頭與方尺的a面接觸，測桿應盡量與測量表面垂直（ 如圖4-1）,測桿壓縮0.150.2mm,根

15、據(jù)方尺邊框的尺寸確定XY軸的步長，使工作臺沿Y軸反復移動，調整方尺位置，使百分表在方尺a面兩端A、B兩點（如圖4-1 ,4-2）的測量值大概相同，測量值的差值保持在 0.02mm以內即可（用百分表粗調方尺 a面對Y軸的平行）。3）拆下百分表換上千分表，調整千分表位置，使千分表表頭接觸方尺a面，測桿應盡量與測量表面垂直，測桿壓縮0.050.1mm,調整方尺位置，使千分表在方尺a面兩端A B兩點（如圖4-1 , 4-2）的測量值相同（用千分表精調方尺 a面對Y軸的平 行）。4）調整千分表位置，使千分表表頭接觸方尺b面的一端（如圖4-3）,測桿應盡量與測量表面垂直，測桿壓縮0.050.1mm,然后轉

16、動表盤使指針指向“0”位。使機頭沿X軸方向移動，此過程中千分表讀數(shù)的最大值與最小值之間的差值即為X軸與Y軸的垂直度。圖4-2圖4-1圖4-35）保持方尺位置不變化，重復步驟 3,檢查方尺的a面是否仍與Y軸保持平行，如 仍平行則說明步驟 4所測得的數(shù)值有效，若不平行，則需重復步驟 3、4,重新測量。（注： 在移動各軸時， 進給速度不能過大 <一般約為 1.8m/min> ,以防止因為進給速度 過快引起千分表表針的震動，使測出的數(shù)值失去真實性。4.1.2 Z 軸與工作臺面的垂直度Z軸軸線運動的垂直度是在 ZX以及ZY兩個垂直平面內來測量的。 由于Z軸的特殊性, 在測量時必須保證在 Z軸

17、行程足夠，以防止撞表?？上葘⑶Х直斫抵?Z軸正向最大允許范 圍處，由此處對表，然后使千分表向上移動，就不會因為Z軸行程不夠而撞表了。4.1.2.1 Z 軸在ZX平面內的垂直度1）將方尺放置在工作臺面上，方尺邊框盡量與X坐標軸保持平行，將千分表的表頭接觸到方尺一端的測量表面（A點），測桿應盡量與測量表面垂直（ 如圖4-4）,測桿壓縮0.050.1mm,然后轉動表盤使指針指向“0”位。2）根據(jù)方尺的邊框尺寸，調整Z軸運動步長，將千分表從A點運動到B點（如圖4-5）, 此過程中，千分表讀數(shù)的最大值與最小值之間的差值即為Z軸在ZX垂直平面內的垂直度。圖4-4圖4-54.1.2.2 Z 軸在ZY平面內的

18、垂直度Z軸在ZY垂直平面內的垂直度與其在ZX垂直平面內的垂直度測量方法基本相同，主要區(qū)別在于方尺的擺放形式不同。同樣是使方尺b面盡量與Y坐標軸保持平行，將千分表的表頭接觸到方尺一端的測量表面（ A點），測桿應盡量與測量表面垂直（ 如圖4-6）,測 桿壓縮0.050.1mm然后轉動表盤使指針指向“ 0”位，接著將千分表從 A點運動到B點 （如圖4-7）,此過程中，千分表讀數(shù)的最大值與最小值之間的差值即為Z軸在ZY垂直平面內的垂直度。圖4-6圖4-75 .檢測夾緊套與Z軸的平行度（夾緊套與工作臺的垂直度）5.1 所需工具千分表、磁力表架、測試棒（依據(jù)夾緊套直徑選擇測試棒 ）5.2 檢測方法將機頭移

19、動到工作臺中間位置。1）將測試棒裝入夾緊套，并擰緊螺釘，使Z軸行程為零。然后將磁力表架吸在工作臺上，千分表表頭垂直于 Z，Y平面與測試棒接觸（如圖5-1所示），使測桿壓縮0.050.1mm將XY軸步長調整為0.10mm,前后移動Y軸，找出測試棒的最高點（ 前后移動 時，千分表指針順時針旋轉到最大值時，即測試棒的最高點），旋轉表盤使指針指向“0” 位。2）根據(jù)Z軸方向最大允許移動范圍調整 Z軸步長，使機頭沿Z軸反復移動（如圖5-2）, 在此過程中千分表讀數(shù)的最大值與最小值之間的差值即為夾緊套在ZXX平面內與Z軸的平行度。圖5-1圖5-23）如圖5-3所示將千分表表頭垂直于 ZLX平面與測試棒接觸

20、，使測桿壓縮0.05 -0.1mm,將XY軸步長調整為0.10mm,左右移動X軸，找出測試棒的最高點（ 左右移動 時，千分表指針順時針旋轉到最大值時，即測試棒的最高點 ），旋轉表盤使指針指向 “0” 位。4）根據(jù)Z軸方向最大允許移動范圍調整 Z軸步長，沿Z軸反復移動（如圖5-4）,在 此過程中指針千分表讀數(shù)的最大值與最小值之間的差值即為夾緊套在ZXY平面內與Z軸的平行度。圖5-4圖5-3（注：對于直徑較大的夾緊套（如6 120主軸的夾緊套）也可以不用測試棒，如圖5-5所示，可以把磁力表架從夾緊套內孔上方放入，然后吸在工作臺面上，使千分表測桿壓縮0.05-0.1mm。將XY步長調整為0.10mm

21、,前后移動Y軸，找出夾緊套內壁最低點， 然后依據(jù)步驟2,測出夾緊套在ZLX平面內與Z軸的平行度。如圖5-6所示裝卡千分 表，找出夾緊套內壁最低點，依據(jù)步驟4,可測出夾緊套在 Z± Y平面內與Z軸的平行度。一定要注意將 XY步長調整為0.10mm,防止撞表。）圖5-5圖5-66 .檢測靈敏度6.1 所需工具 千分表6.2 檢測方法因為在機床的加工過程中機頭并不停留在Z軸行程為零的地方，加工所用的刀具裝卡在Z軸的最下端，所以在測量時，Z軸部件應盡可能降低，并且去測量Z軸部件的最下端（測量夾緊套、主軸電機或者測試棒都可以，但是測量主軸電機以及測試棒時要使千分表表頭與主軸電機或者測試棒的側面

22、最高點接觸。本說明以測量夾緊套為例）。將工作臺移動到 Y軸行程的中間位置。6.2.1 X 軸正反向靈敏度1）如圖6-1所示，使千分表表頭與夾緊套側面最下端接觸，測桿應盡量與夾緊套側面垂直，測桿壓縮 0.15mm左右。旋轉表盤使指針指向“0”位。2）將XY軸步長設定為0.013mm,先將機頭向右點動四次，記錄此時千分表讀數(shù)的絕 對值，記為X1,并計算X1與0.05mm的差值的絕對值，記為 X2。3）然后再使機頭向左點動四次，觀察千分表指針是否回到“0”位，記錄此時千分表讀數(shù)的絕對值，用 X3表示。4）比較X2、X3的大小，選取兩者中較大的數(shù)值作為X軸正反向靈敏度。圖6-16.2.2 Y軸正反向靈敏度Y軸的正反向靈敏度與 X軸正反向靈敏度的測量方法相同，只是千分表測桿接觸的是 夾緊套正面，具體見圖 6-2。1）如圖6-2所示，使千分表表頭與夾緊套正面最下端接觸，測桿應盡量與夾緊套正面垂直，測桿壓縮 0.15mm左右。旋轉表盤使指針指向“0”位。2）將XY步長設定為0.013mm,先將機頭向前點動四次，記錄此時千分表讀數(shù)的絕對值，記為y1,并計算y1與0.05mm的差值的絕對值，記為 y?。3）然后再使機頭向后點動四次，觀察