數(shù)控機(jī)床精度要求、檢測(cè)方法和驗(yàn)收

1、數(shù)控機(jī)床精度要求、檢測(cè)方法和驗(yàn)收一、幾何精度工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的真直度、各軸向間的垂直度、工作臺(tái)與各運(yùn)動(dòng)方向的平行度、主軸錐孔面的偏擺、主軸中心與工作臺(tái)面的垂直度等。機(jī)床主體的幾何精度驗(yàn)收工作通過(guò)單項(xiàng)靜態(tài)精度檢測(cè)工作來(lái)進(jìn)行，其幾何精度綜合反映機(jī)床各關(guān)鍵零、部件及其組裝后的綜合幾何形狀誤差。在機(jī)床幾何精度驗(yàn)收工作中，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。 檢測(cè)前，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要求機(jī)床接通電源后，在預(yù)熱狀態(tài)下，使機(jī)床各坐標(biāo)軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，主軸則按中等轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)1015min后，再進(jìn)行具體檢測(cè)。 檢測(cè)用量具、量?jī)x的精度必須比所測(cè)機(jī)床主體的幾何精度高12個(gè)等級(jí)，否則將影響到測(cè)量結(jié)果的可信度。 檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)注意檢測(cè)工具和

2、檢測(cè)方法可能對(duì)測(cè)量誤差造成的影響，如百分表架的剛性、測(cè)微儀的重力及測(cè)量幾何誤差的方向（公差帶的寬度或直徑）等。 機(jī)床幾何精度中有較多項(xiàng)相互牽連，須在精調(diào)后一次性完成檢測(cè)工作。不允許調(diào)整一項(xiàng)檢測(cè)一項(xiàng)，如果出現(xiàn)某一單項(xiàng)須經(jīng)重新調(diào)整才合格的情況，一般要求應(yīng)重新進(jìn)行其整個(gè)幾何精度的驗(yàn)收工作。二、位置精度數(shù)控設(shè)備的位置精度是指機(jī)床各坐標(biāo)軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下運(yùn)動(dòng)時(shí)，各軸所能達(dá)到的位置精度（運(yùn)動(dòng)精度）。數(shù)控設(shè)備的位置精度主要取決于數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)誤差的大小。數(shù)控設(shè)備各運(yùn)動(dòng)部件的位移是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下并通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)而完成的，各運(yùn)動(dòng)部件位移后能夠達(dá)到的精度將直接反映出被加工零件所能達(dá)到的精度。所以，位置精度檢

3、測(cè)是一項(xiàng)很重要的驗(yàn)收工作。1數(shù)控機(jī)床的位置精度主要包括以下幾項(xiàng)：（1）定位精度；定位精度是指機(jī)床運(yùn)行時(shí)，到達(dá)某一個(gè)位置的準(zhǔn)確程度。該項(xiàng)精度應(yīng)該是一個(gè)系統(tǒng)性的誤差，可以通過(guò)各種方法進(jìn)行調(diào)整。（2）重復(fù)定位精度；重復(fù)定位精度是指機(jī)床在運(yùn)行時(shí)，反復(fù)到達(dá)某一個(gè)位置的準(zhǔn)確程度。該項(xiàng)精度對(duì)于數(shù)控機(jī)床則是一項(xiàng)偶然性誤差，不能夠通過(guò)調(diào)整參數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。（3）反向誤差反向誤差是指機(jī)床在運(yùn)行時(shí)，各軸在反向時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)行誤差（4）原點(diǎn)復(fù)位精度2檢測(cè)方法（1）定位精度的檢測(cè)對(duì)該項(xiàng)精度的檢測(cè)一般在機(jī)床和工作臺(tái)空載的條件下進(jìn)行，并按有關(guān)國(guó)家（或國(guó)際）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以激光測(cè)量為準(zhǔn)。對(duì)于一般用戶(hù)，當(dāng)不具備激光檢測(cè)儀的條件時(shí)，也可

4、采用標(biāo)準(zhǔn)刻度尺，配以光學(xué)讀數(shù)顯微鏡進(jìn)行比較測(cè)量。（2）重復(fù)定位精度的檢測(cè)該項(xiàng)精度是反映直線軸運(yùn)動(dòng)精度穩(wěn)定與否的基本指標(biāo)，其檢測(cè)所用儀器與定位精度檢測(cè)時(shí)相同，通常的檢測(cè)方法是在靠近各坐標(biāo)行程的兩端和中點(diǎn)這三個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)位置均用快速移動(dòng)（G00）定位，在相同條件下重復(fù)七次定位，測(cè)出每個(gè)位置處每次停止時(shí)的數(shù)值，并求出三個(gè)位置中最大一個(gè)讀數(shù)差值的二分之一，附上正、負(fù)符號(hào)，作為該坐標(biāo)的重復(fù)定位精度。（3）機(jī)械原點(diǎn)復(fù)位精度的檢測(cè)原點(diǎn)復(fù)位即常稱(chēng)的“回零”，該項(xiàng)精度實(shí)質(zhì)上是指該坐標(biāo)軸上一個(gè)特殊點(diǎn)的重復(fù)定位精度，故其測(cè)量方法與測(cè)量重復(fù)定位精度基本相同，只不過(guò)將上述三個(gè)位置改為終點(diǎn)位置即可。（4）反向誤差

5、的檢測(cè)直線運(yùn)動(dòng)軸的反向誤差，也稱(chēng)失動(dòng)量，它包括該坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動(dòng)鏈上的驅(qū)動(dòng)元件（如伺服電機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等）在運(yùn)行過(guò)程中的反向死區(qū)，是各機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映。該誤差越大，則其定位精度及重復(fù)定位精度也越差。反向誤差的檢測(cè)常采用表測(cè)法（亦可用試切測(cè)定法），其步驟如下。 預(yù)先將工作臺(tái)（或刀架）向正向或負(fù)向移動(dòng)一段距離，并以此停止后的位置為基準(zhǔn)（百分表調(diào)零）； 再在前述位移的相同方向執(zhí)行一給定位移指令值，以排除隨機(jī)反向誤差的影響； 往“相同方向”的反方向移動(dòng)同一給定位移指令值后停止，用百分表測(cè)量該停止位置與基準(zhǔn)位置之差； 在靠近行程的兩端及中點(diǎn)這三個(gè)位置上，分別重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)

6、行多次（通常為七次）測(cè)定，求出在各個(gè)位置上的測(cè)量平均值，以所得平均值中的最大值作為其反向誤差值。（5）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸定位精度的檢測(cè)數(shù)控設(shè)備的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸，除了普通回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（又稱(chēng)分度工作臺(tái)）、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)外，還有主軸。主軸角位移的定位精度及重復(fù)定位精度，將影響刀具交換裝置抓、卸刀具的準(zhǔn)確性。此外，還將影響到數(shù)控車(chē)削螺紋時(shí)，主軸脈沖發(fā)生器和數(shù)控系統(tǒng)控制主軸在螺紋起始點(diǎn)的精確尋找及定位，以保證螺紋不亂紋（爛牙）。因此，需對(duì)主軸正、反方向的定位精度及重復(fù)定位精度進(jìn)行檢測(cè)。（6）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸原點(diǎn)復(fù)位精度的檢測(cè)該項(xiàng)精度不僅反映回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工作的可靠性，還可反映主軸定位及準(zhǔn)停的效果，關(guān)系到能否正確換刀及精鏜孔過(guò)程

7、中的退刀等問(wèn)題。該項(xiàng)精度的檢測(cè)方法有以下幾種。 在圓周上七個(gè)任意位置分別進(jìn)行一次原點(diǎn)復(fù)位運(yùn)動(dòng)，測(cè)量其停止位置，以讀出的最大差值作為原點(diǎn)復(fù)位誤差； 對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可通過(guò)數(shù)控指令使工作臺(tái)連續(xù)多次（57次）進(jìn)行正向或反向位移360°，分別讀出差值，其中的最大差值作為原點(diǎn)復(fù)位誤差； 如果在排除反向誤差后，采用一正一反相同的角位移，停止后測(cè)出的誤差，即為回轉(zhuǎn)工作的反向誤差，該誤差也會(huì)影響到工作臺(tái)的復(fù)位精度。三、切削精度為了檢測(cè)機(jī)床真實(shí)的切削精度，在驗(yàn)收過(guò)程中應(yīng)盡量排除其他的影響因素。即在切削試件時(shí)，可參照J(rèn)B267082中規(guī)定的有關(guān)條文進(jìn)行，或按機(jī)床所附有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定的具體條件進(jìn)行。切削

8、精度檢測(cè)又可分為單項(xiàng)加工精度檢測(cè)和綜合加工精度檢測(cè)。不同類(lèi)型的機(jī)床，其檢測(cè)內(nèi)容也有所不同，用戶(hù)可根據(jù)自己的檢測(cè)條件和要求，合理進(jìn)行選擇。這里僅介紹臥式數(shù)控車(chē)床切削（精車(chē)）精度檢測(cè)的項(xiàng)目、條件及要求，以供參考。1臥式數(shù)控車(chē)床的單項(xiàng)加工精度檢測(cè)（1）外圓車(chē)削 車(chē)削試件：如圖1所示； 試件材料：45鋼； 刀具：機(jī)夾可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀（YW3涂層刀片）； 切削用量:切削速度為100150m/min,背吃刀量為0.10.15mm,進(jìn)給量W0.1mm/r； 試件尺寸：試件長(zhǎng)度L取床身上最大車(chē)削直徑D的1/2或最大車(chē)削長(zhǎng)度的1/3,最長(zhǎng)為500mm,直徑d三L/4； 精度要求：直徑d的一致性在300mm測(cè)量長(zhǎng)度

9、上允差為0.03mm,d的圓度誤差在床身上最大車(chē)削直徑D小于或等于800mm時(shí)為0.007mm,在D大于800mm、小于或等于1500mm時(shí)為0.010mm； 檢測(cè)工具：千分尺、圓度儀。說(shuō)明主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度F（mm/min）可根據(jù)給定的試件直徑d和規(guī)定的切削用量經(jīng)換算后確定（以下均同）。刀具、刀片可另選用（2）端面車(chē)削 車(chē)削試件：如圖2所示；L51515圖1外圓車(chē)削試件圖2端面車(chē)削試件 試件材料：HT（灰鑄鐵）； 刀具：機(jī)夾可轉(zhuǎn)位端面車(chē)刀（YW3涂層刀片）； 切削用量：切削速度為100m/min,背吃刀量為0.10.15mm,進(jìn)給量W0.1mm/r； 試件尺寸：d三D/2（D為床身上最大車(chē)削

10、直徑），當(dāng)D大于800mm時(shí)，寬15mm的環(huán)帶為3個(gè)； 精度要求：300mm直徑內(nèi)的平面度允差為0.02mm（只許凹）； 檢測(cè)工具：刀口直尺、塞尺及指示器等。說(shuō)明加工棒料直徑小于50mm的數(shù)控車(chē)床（如數(shù)控儀表車(chē)床）不檢測(cè)該項(xiàng)目刀具、刀片可另選用。3）等螺距螺紋車(chē)削 車(chē)削試件：如圖3所示； 工件材料：45鋼； 刀具：60°高速鋼外螺紋車(chē)刀； 切削用量：主軸轉(zhuǎn)速為150200r/min,精車(chē)刀數(shù)為23刀，背吃刀量為0mm； 試件尺寸：螺紋大徑d接近Z軸絲杠（螺紋）的大徑，螺距不超過(guò)Z軸絲杠螺距的1/2,螺紋長(zhǎng)度L三2d，但不小于75mm； 精度要求：在任意60mm測(cè)量長(zhǎng)度上的螺距累積誤差允差為0.02mm； 測(cè)量工具：萬(wàn)能工具顯微鏡。說(shuō)明卡盤(pán)夾持處的外圓與螺紋應(yīng)盡量同軸，允許使用頂尖定位。螺紋表面質(zhì)量應(yīng)較好，且無(wú)凹陷及波紋。（4）球面車(chē)削 車(chē)削試件：如圖4所示；圖3螺紋車(chē)削試件圖4球面車(chē)削試件 試件材料：45鋼； 刀具：（半）圓弧形車(chē)刀（刀片材料為YT15，刀刃圓弧半徑為2mm）； 切削用量:切削速度為80100m/min,背吃切量為0.050.10mm,進(jìn)給量W0.1mm/r； 試件尺寸：d取床身上