項目實訓(xùn)三：數(shù)控機床的定位精度

項目實訓(xùn)三：數(shù)控機床的定位精度檢驗1/11/2023定位精度的檢驗

1．直線運動定位精度這項檢測一般在空載條件下進行，對所測的每個坐標軸在全行程內(nèi)，視機床規(guī)格，分每20mm、50mm或l00mm間距正向和反向快速移動定位，在每個位置上測出實際移動距離和理論移動距離之差。先進的檢測儀器有雙頻激光干涉儀，用它快速進行五次以上的測量，由處理裝置進行計算打印，繪出帶±3σ的誤差曲線。在該曲線上得出正、反向定位時的平均位置偏差、標準偏差Sj，則位置偏差A(yù)=(Xj+3Sj)max－(Xj－3Sj)min。1/11/2023

2．直線運動重復(fù)定位精度重復(fù)定位精度是反映軸運動穩(wěn)定性的一個基本指標。機床運動精度的穩(wěn)定性決定著加工零件質(zhì)量的穩(wěn)定性和誤差的一致性。直線運動重復(fù)定位精度的測量可選擇行程的中間和兩端任意三個點作為目標位置，從正向和反向進行五次定位，測量出實際位置與目標位置之差。如各測量點標準偏差最大值為Sjmax，則直線運動重復(fù)定位精度為R=6Sjmax

1/11/20233．直線運動的原點復(fù)歸精度數(shù)控機床每個坐標軸都要有精確的定位起點，此點即為坐標軸的原點或參考點。為提高原點返回精度，各種數(shù)控機床對坐標軸原點復(fù)歸采取了一系列措施，如降速、參考點偏移量補償?shù)?。同時，每次關(guān)機之后，重新開機的原點位置精度要求一致。因此，坐標原點的位置精度必然比行程中其他定位點精度要高。對每個直線運動軸，從七個不同位置進行原點復(fù)歸，測量出其停止位置的數(shù)值，以測定值與理論值的最大差值為原點復(fù)歸精度。1/11/2023

4．直線運動失動量坐標軸直線運動的失動量，又稱直線運動反向差，是該軸進給傳動鏈上的驅(qū)動元件反向死區(qū)，以及各機械傳動副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映，測量方法與直線運動重復(fù)定位精度的測量方法相似。1/11/20235．回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度以工作臺某一角度為基準，然后向同一方向快速轉(zhuǎn)動工作臺，每隔30°。鎖緊定位，選用標準轉(zhuǎn)臺、角度多面體、圓光柵及平行光管等測量工具進行測量，正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動各測量一周。各定位位置的實際轉(zhuǎn)角與理論值(指令值)之差的最大值即為分度誤差。1/11/20236．回轉(zhuǎn)工作臺的重復(fù)分度精度

測量方法是在回轉(zhuǎn)工作臺的一周內(nèi)任選三個位置正、反轉(zhuǎn)重復(fù)定位三次，賣測值與理論值之差的最大值為重復(fù)分度精度。對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，以每30°取一個測量點作為目標位置正、反轉(zhuǎn)進行五次快速定位。如各測量點標準偏差最大值為Sjmax，則重復(fù)定位精度為R=6Sjmax1/11/20237．?dāng)?shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的失動量數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的失動量，又稱數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的反向差，測量方法與回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度測量方法一樣。1/11/20238．回轉(zhuǎn)工作臺的原點復(fù)歸精度

回轉(zhuǎn)工作臺原點復(fù)歸的作用同直線運動原點復(fù)歸的作用一樣。復(fù)歸時，從七個任意位置分別進行一次原點復(fù)歸，測定其停止位置的數(shù)值，以測定值與理論值的最大差值為原點復(fù)歸精度。1/11/2023二、切削精度檢驗數(shù)控機床切削精度檢驗，又稱動態(tài)精度檢驗，是在切削加工條件下，對機床幾何精度和定位精度的一項綜合考核。切削精度檢驗可分單項加工精度檢驗和加工一個標準的綜合性試件精度檢驗兩種。1/11/2023(一)加工中心切削精度1．鏜孔精度試件上的孔先粗鏜一次，然后按單邊余量小于0．2mm進行一次精鏜，檢測孔全長上各截面的圓度、圓柱度和表面粗糙度。這項指示主要用來考核機床主軸的運動精度及低速走刀時的平穩(wěn)性。1/11/2023

2．鏜孔的同軸度利用轉(zhuǎn)臺180°分度，在對邊各鏜一個孔，檢驗兩孔的同軸度，這項指標主要用來考核轉(zhuǎn)臺的分度精度及主軸對加工平面的垂直度。

1/11/20233．鏜孔的孔距精度和孔徑分散度

孔距精度反映了機床的定位精度及失動量在工件上的影響?？讖椒稚⒍戎苯邮艿骄M刀頭材質(zhì)的影響，為此，精鏜刀頭必須保證在加工100個孔以后的磨損量小于0.01mm，用這樣的刀頭加工，其切削數(shù)據(jù)才能真實反映出機床的加工精度。1/11/2023

4．直線銑削精度使x軸和y軸分別進給，用立銑刀側(cè)刃精銑工件周邊。該精度主要考核機床x向和y向?qū)к夁\動幾何精度。

1/11/2023

5．斜線銑削精度用G01控制X和Y軸聯(lián)動，用立銑刀側(cè)刃精銑工件周邊。該項精度主要考核機床的X、Y軸直線插補的運動品質(zhì)，當(dāng)兩軸的直線插補功能或兩軸伺服特性不一致時，便會使直線度、對邊平行度等精度超差，有時即使幾項精度不超差，但在加工面上出現(xiàn)很有規(guī)律的條紋，這種條紋在兩直角邊上呈現(xiàn)一邊密，一邊稀的狀態(tài)，這是由于兩軸聯(lián)動時，其中某一軸進給速度不均勻造成的。1/11/20236．圓弧銑削精度用立銑刀側(cè)刃精銑外圓表面，要求銑刀從外圓切向進刀，切向出刀，銑圓過程連續(xù)不中斷。測量圓試件時，常發(fā)現(xiàn)圖2—1a所示的兩半圓錯位的圖形，這種情況一般都是由一坐標方向或兩坐標方向的反向失動量引起的；出現(xiàn)斜橢圓，如圖2—1b所示，是由于兩坐標的實際系統(tǒng)增益不一致造成的，盡管在控制系統(tǒng)上兩坐標系統(tǒng)增益設(shè)置成完全一樣，但由于機械部分結(jié)構(gòu)、裝配質(zhì)量和負載情況等不同，也會造成實際系統(tǒng)增益的差異；出現(xiàn)圓周上鋸齒形條紋，如圖2-1c所示，其原因與銑斜四方時出現(xiàn)條紋的原因類似。1/11/20237．過載重切削在切削負荷大于主軸功率120％～150％的情況下，機床應(yīng)不變形，主軸運轉(zhuǎn)正常。要保證切削精度，就必須要求機床的定位精度和幾何精度的實際誤差要比允差小。例如一臺中小型加工中心的直線運動定位允差為±0．01／300mm．、重復(fù)定位允差±0．007mm、失動量允差0．015mm，但鏜孔的孔距精度要求為0．02／200mm。不考慮加工誤差，在該坐標定位時，若在滿足定位允差的條件下，只算失動量允差加重復(fù)定位允差(0．015mm+0．014mm=0．029mm)，即已大于孔距允差0．02mm。所以，機床的幾何精度和定位精度合格，切削精度不一定合格。只有定位精度和重復(fù)定位精度的實際誤差大大小于允差，才能保證切削精度合格。1/11/2023

(二)數(shù)控臥式車床的車削精度對于數(shù)控臥式車床，單項加工精度有：外圓車削、端面車削和螺紋切削。

1．外圓車削外圓車削試件如圖2-2所示。試件材料為45鋼，切削速度100～150m／min，背吃刀圖2-2外圓車削試件量0.1～0.15mm，進給量小于或等于0.1mm／r，刀片材料YW3涂層刀具。試件長度取床身上最大車削直徑的1／2，或最大車削長度的1／3，最長為500mm，直徑大于或等于長度的l／4。精車后圓度小于0．007mm，直徑的一致性在200mm測量長度上小于0．03mm(機床加工直徑小于或等于800mm時)。1/11/20232．端面車削精車端面的試件如圖2-3所示。試件材料為灰鑄鐵，切削速度100m／min，背吃刀量0.1～0.15mm,進給量小于或等于0.1mm／r，刀片材料為YW3涂層刀具，試件外圓直徑最小為最大加工直徑的1／2。精車后檢驗其平面度，300mm直徑上為0.02mm，只允許凹。1/11/20233．螺紋切削精車螺紋試驗的試件如圖2-4所示。螺紋長度要大于或等于2倍工件直徑，但不得小于75mm，一般取80mm。螺紋直徑接近Z軸絲杠的直徑，螺距不超過Z軸絲杠螺距之半