數(shù)控機床定位精度的檢測1課件

1、任務4.2：數(shù)控機床精度檢驗 資料學習指導書GB/T16462.1-2007臥式機床幾何精度檢驗標準GB/T20958.2-2007數(shù)控床身銑床精度檢驗標準GB/T17421.1-1998機床檢驗通則第1部分：在無載荷或精加工條件下機床的幾何精度 工具百分表、檢驗棒、計算機、磁性座架 設備數(shù)控銑床KVC650 任務準備1明確任務23、數(shù)控機床定位精度的檢測 1、數(shù)控機床的水平調(diào)整 2、數(shù)控銑床幾何精度的檢測示范講解1、主軸系統(tǒng)性能的檢測2、進給系統(tǒng)性能的檢測3、自動換刀系統(tǒng)的檢測4、機床噪聲的檢測5、電氣裝置的絕緣檢測一、數(shù)控機床的水平調(diào)整1通電試車2水平調(diào)整1、數(shù)控機床幾何精度的檢驗2、數(shù)控

2、銑床的精度檢驗標準與檢驗方法示范講解機床的精度包括幾何精度、傳動精度、定位精度、重復定位精度以及工件精度等，不同類型的機床對這些方面的要求是不一樣的。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。數(shù)控機床的精度檢測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。（一）幾何精度例如：床身導軌的直線度、工作臺面的平

3、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)傳動鏈兩末端件之間的相對運動精度。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，使得刀架的實際移跟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碼率差。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

4、，而且還要求內(nèi)聯(lián)系傳動鏈有較高的傳動精度 。(三)定位精度機床的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。(四)重復定位精度機床重復定位精度是指機床主要部件在多次(五次以上)運動到同一終點所達到的實際位置之間最大誤差。機床的幾何精度、傳動精度、定位精度和重復定位精度

5、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。（五）工作精度 靜態(tài)精度主要是反映機床本身的精度，也可以在一定程度上反映機床的加工精度，但機床在實際工作狀態(tài)下，還有一系列因素會影響加工精度。例如： 1、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； 2、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； 3、由于切削力和運動速度運動時，由于相對滑動面之間的油膜以

6、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。 數(shù)控機床位置精度標準與級別1.國家標準數(shù)控機床精度及其等級的檢驗標準因機床型式不同而有特定規(guī)范，既有國家標準，又有相應的行業(yè)規(guī)范如GB/T 146601993數(shù)控坐標鏜床精度GB/T 20957.12007精密加工中心檢驗條件 第一部分：臥式和帶附加值軸頭機床幾何精度檢驗（水平Z軸）GB/T20957.22007精密加工中心檢驗條件

7、 第2部分：立式或帶垂直主回轉(zhuǎn)軸的萬能主軸頭機床 幾何精度檢驗（垂直Z軸）GB/T 20957.42007精密加工中心檢驗條件 第4部分：線性和回轉(zhuǎn)軸線的定位精度和重復定位精度檢驗GB/T 164621996數(shù)控臥式車床精度檢驗JB/T 83292008數(shù)控銑床技術條件JB/T 8329.11999數(shù)控床身銑床 精度檢驗等 因此在進行數(shù)控機床的檢驗時，必須根據(jù)機床型號及對應的標準規(guī)范進行，在檢驗合格證書上也應注明所采用的標準規(guī)范。2.國際標準數(shù)控機床位置精度/公差的檢驗標準目前通常采用國際標準ISO2302、ANSI B5.54(美國國家標準 )國家標準GB 109312007數(shù)字控制機床位置

8、精度的評定方法GB/T 17421.11998機床檢驗通則第1部分：在無負荷或精加工條件下機床的幾何精度GB/T 17421.22000機床檢驗通則第2部分：數(shù)控軸線的定位精度和重復定位精度的確定GB/T 17421.42003機床檢驗通則 第4部分：數(shù)控機床的圓檢驗GB/T 17421.22000數(shù)控軸線的定位精度和重復定位精度的確定等。檢驗標準不同，機床的位置精度也不相同，因此在選購數(shù)控機床時，既要考核其精度指標，同時也要注意它所采用的檢驗標準。3.其它標準日本的數(shù)控機床精度檢驗標準是JIS B63361980數(shù)控機床試驗方法通則，美國的相關標準是美國機床制造商協(xié)會NMTBA 1977 第

9、2版數(shù)控機床精度和重復精度的定義及評定方法，德國的相關標準為VDI/DGQ 3441.31994機床工作精度和位置精度的統(tǒng)計檢驗原理。我國的國家標準為GB 109312007數(shù)字控制機床位置精度的評定方法及GB/T 17421.22000機床檢驗通則第2部分：數(shù)控軸線的定位精度和重復定位精度的確定，我國的這兩個國家標準等同于ISO230標準。ISO標準基于德國標準VDI/DGQ與美國NMTBA標準，因此ISO標準與VDI及NMTBA標準相近。雖然計算方法及指標有區(qū)別，但定位精度和重復定位精度在三種標準中相近。德國的VDI方法是最復雜的一種日本工業(yè)標準JIS遠比其他精度標準簡單同樣的指標含義雖然

10、相同，但在不同的標準中定義卻有區(qū)別。除JIS標準之外，其他標準都是對軸上多目標點進行多回合測量的統(tǒng)計結(jié)果，主要有以下不同。（1）目標點的數(shù)量；（2）測量回合數(shù)；（3）從單向還是雙向接近目標點（此點尤為重要）；（4）精度指標及其他指標的計算方法。 所以，光看指標量是不能確定機床的實際精度的。某生產(chǎn)商的機床A，其“定位精度”標為0.004mm，而另一生產(chǎn)商的同類機床B，其“定位精度”標為0.006mm。從數(shù)值看，自然會認為機床A比機床B的精度要高，然而事實上機床B可能比機床A的精度高，問題在于機床A和B的精度檢測標準不同。數(shù)控銑床的精度檢驗標準與檢驗方法GB/T21948.2-2008 1.檢驗項

11、目G1升降臺垂直移動的直線度（W軸）：在機床的橫向垂直平面內(nèi)（YZ平面）；在機床的縱向垂直平面內(nèi)（ZX平面）。允差和b）在任意300測量長度上為0.015檢驗工具指示器和角尺檢驗方法用角尺的垂直邊代替平尺。調(diào)整角尺，使其在測量長度兩端的讀數(shù)相等。工作臺位于行程的中間位置。如果主軸可以鎖緊，可將指示器固定在主軸上。如果主軸不能鎖緊，應將指示器裝在機床的一個固定部件上。誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計2.檢驗項目G2滑座橫向移動（Y軸）對工作臺縱向移動（X軸）的垂直度允差： 0.018/300檢驗工具：平尺、指示器和角尺檢驗方法（按GB/T 17421.11998中5.5.2.2.4）將平尺放在工作臺

12、面上，并使其檢驗面與工作臺縱向移動（X軸）平行；將角尺緊貼平尺。這項檢驗也可以不用平尺，而使角尺的長端與X軸線平行。橫向移動滑座檢驗。如果主軸可以鎖緊，可將指示器固定在主軸上。如果主軸不能鎖緊，應將指示器裝在機床的一個固定部件上。 誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計3.檢驗項目G3工作臺面的平面度允差1000測量長度內(nèi)為0.04（僅允許凹）；工作臺長度每增加1000，允差值增加0.005；最大允差值為0.05；局部公差:在任意300測量長度上為0.02檢驗工具 精密水平儀或平尺和量塊檢驗方法 將工具臺（X軸）和橫向滑座（Y軸）置于中間位置。 誤差以讀數(shù)的最大差值計4.檢驗項目G4工作臺面與滑座橫向移

13、動（Y軸）在YZ垂直平面內(nèi)的平行度；工作臺面與工作臺縱向移動（X軸）在ZX垂直平面內(nèi)的平行度。允差：a)和b)在任意300測量長度上為0.022；最大允差值為0.045。檢驗工具： 平尺、指示器和量塊檢驗方法： 指示器測頭應近似地放在刀具的切削位置上；在與工作臺面平行放置的平尺上測量；當工作臺長度大于1600mm時，采用逐步移動平尺的方法進行檢驗；如果主軸可以鎖緊，可將指示器固定在主軸上，如果主軸不能鎖緊，應將指示器在機床的一個固定部件上。和b)誤差分別計算，誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計5.檢驗項目G5工作臺面與升降臺垂直移動（W軸）的垂直度：在機床的橫向垂直平面內(nèi)（XY平面）；在機床的縱向垂

14、直平面內(nèi)（XZ平面）。允差： a)0.22/300,90；b) 0.22/300檢驗工具：指示器和角尺檢驗方法： 檢驗時工作臺位于行程的中間位置。 如果主軸可以鎖緊，可將指示器固定在主軸上，如果主軸不能鎖緊，應將指示器裝在機床的一個固定部件上。 a)、b)誤差分別計算，誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計6.檢驗項目G6工作臺面與主軸箱滑板垂直移動（Z軸）的垂直度： a)在機床的橫向垂直平面內(nèi)（YZ平面）； b)在機床的縱向垂直平面內(nèi)（ZA平面）。允差 a)0.020/300，90 b)0.020/300 檢驗工具： 指示器和角尺 檢驗方法：檢驗時工作臺位于行程的中間位置。如果主軸可以鎖緊，可將指示器

15、固定在主軸上，如果主軸不能鎖緊，應將指示器裝在機床的一個固定部件上a)、b)誤差分別計算。誤差以指示器讀數(shù)年的最大差值計。7.檢驗項目G7工作臺中央或基準T形槽的直線度允差 在任意500測量長度上為0.01 最大允差值為0.03檢驗工具：平尺、指示器和滑板或鋼絲和顯微鏡或自準儀檢驗方法：可將平尺直接放在工作臺面上檢驗。T形槽兩側(cè)面均應檢驗。誤差以指示器讀數(shù)年的最大差值計。8.檢驗項目G8中央或基準T形槽與工作臺縱向移動（X軸）的平行度允差在任意300測量長度上為0.015;最大允差值為0.04檢驗工具：指示器檢驗方法：鎖緊橫向滑座（Y軸）和升降臺（W軸）。如果主軸可以鎖緊，可將指示器固定在主軸

16、上，如果主軸不能鎖緊，應將指示器裝在機床的一個固定部件上。T形槽兩側(cè)面均應檢驗。誤差以提示計數(shù)的最大差值計。9.檢驗項目G9a)主軸定心軸勁的徑向跳動（用于有定心軸頸的機床）；b)周期性軸向竄動；c)主軸軸肩支承面的跳動（包括周期性軸向竄動）。允差：a)0.01；b)0.01；c)0.02檢驗工具：指示器和專用檢驗棒檢驗方法：固定指示器，使其測頭分別觸及：a)主軸定心軸頸表面；b)插入主軸錐孔的專用檢驗棒的端面中心處；c)主軸軸肩支承面靠近邊緣處，旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。a)、b)、c)誤差分別計算，誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計。b)、c)項檢驗時，對已消除軸向游隙的主軸，可不加力，否則應沿主軸軸線加一

17、個由制造廠規(guī)定的力F。10.檢驗項目G10主軸錐孔軸線的徑向跳動：靠近主軸端部；距主軸端部300mm處。允差：a. 0.01; b. 0.02。檢驗工具: 指示器和檢驗棒檢驗方法: 在主軸錐孔中插入檢驗棒，固定指示器，使其測頭觸及檢驗棒表面，旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。 拔出檢驗棒，相對主軸旋轉(zhuǎn)90重新插入主軸錐孔中，依次重復檢驗3次。 a)、b)誤差分別計算，誤差以4次測量結(jié)果的算術平均值計。11.檢驗項目G11主軸軸線對工作臺面的垂直度：在機床的橫向垂直平面內(nèi)（YZ平面）;在機床的縱向垂直平面內(nèi)（ZX平面）。允差: a). 0.025/300,a90；b). 0.025/300。檢驗方法: 指示器和檢驗

18、棒檢驗方法: 工作臺位于縱向行程的中間位置，升降臺處于上升狀態(tài)， 指示器裝在插入主軸錐孔中的檢驗棒上，使其測頭觸及工作臺面。在機床的橫向垂直平面內(nèi)；在機床的縱向垂直平面內(nèi)，旋轉(zhuǎn)主軸檢驗。拔出檢驗棒，旋轉(zhuǎn)180，插入主軸錐孔中，重復檢驗一次。a)、b)誤差分別計算，誤差以兩次測量結(jié)果的代數(shù)和之半計五、數(shù)控銑床定位精度檢查1、檢驗項目P1線性軸線的定位精度允差 軸線行程500500800800125012502000雙向定位精度A0.0250.0320.0420.055雙向重復定位精度R0.0150.0180.0200.025軸線反相差值B0.0100.0120.0120.015 平均雙向位置偏差范圍M0.0120.0150.0200.025檢驗工具 激光干涉儀或具有類似溫度的其他測量系統(tǒng)檢驗方法 非檢測軸線上的運動郵件均置于其行程的中間位置，滑動主軸、滑枕等，當它們是輔助軸線時，應保持縮回位置。 在軸線的全行程上以300mm/min500mm/min的進給速度移動運動部件。 每個線性軸線均需檢驗。2.檢驗項目P2回轉(zhuǎn)軸線的定位精度允差雙向定位精度A28”雙向重復定位精度R16”軸線反向差值B12”平均雙向位置偏差范圍M12”檢驗工具