《激光選區(qū)熔化成形機(jī)床 精度檢驗(yàn)》

1JB/T14664─××××激光選區(qū)熔化成形機(jī)床精度檢驗(yàn)本文件規(guī)定了激光選區(qū)熔化成形機(jī)床的幾何精度檢驗(yàn)、定位精度檢驗(yàn)和加工檢驗(yàn)，以及與上述檢驗(yàn)相對應(yīng)的公差值。本文件適用于針對金屬粉末材料的激光選區(qū)熔化成形機(jī)床精度的檢驗(yàn)活動。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T14896.7特種加工機(jī)床術(shù)語第7部分：增材制造機(jī)床GB/T17421.1—1998機(jī)床檢驗(yàn)通則第1部分：在無負(fù)荷或精加工條件下機(jī)床的幾何精度GB/T17421.2機(jī)床檢驗(yàn)通則第2部分：數(shù)控軸線的定位精度和重復(fù)定位精度的確定GB/T39329增材制造測試方法標(biāo)準(zhǔn)測試件精度檢驗(yàn)3術(shù)語和定義GB/T14896.7界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1刮刀scraper將金屬粉末鋪展到成形區(qū)域的零件或部件。4機(jī)床主要零部件和運(yùn)動軸的命名激光選區(qū)熔化成形機(jī)床（以下簡稱“機(jī)床”）示意圖見圖1，運(yùn)動軸的命名參見GB/T19660—2005。機(jī)床的主要零部件名稱見表1。2JB/T14664─××××圖1機(jī)床示意圖表1機(jī)床主要零部件名稱12powderspreadmechanism（includingscr345通則5.1計(jì)量單位在本文件中，所有未標(biāo)注單位的線性尺寸、偏差及相應(yīng)的公差單位均為毫米。5.2幾何精度檢驗(yàn)使用本文件應(yīng)引用GB/T17421.1—1998，特別是機(jī)床檢驗(yàn)前的安裝、運(yùn)動件的預(yù)熱、計(jì)量方法的說明和檢驗(yàn)設(shè)備的推薦精度。JB/T14664─××××17421.1—1998具體條文的規(guī)定進(jìn)行。每項(xiàng)幾何精度檢驗(yàn)都給出了公差（見G1～G4）。5.3機(jī)床調(diào)平在對機(jī)床進(jìn)行檢驗(yàn)之前，應(yīng)根據(jù)制造商/供應(yīng)商的推薦值對機(jī)床進(jìn)行水平調(diào)整。5.4檢驗(yàn)順序本文件給出的幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目的順序并不限定檢驗(yàn)的實(shí)際次序。為了簡化測量儀器（器具）的安裝，檢驗(yàn)可按任意次序進(jìn)行。5.5檢驗(yàn)項(xiàng)目機(jī)床出廠檢驗(yàn)應(yīng)包括但不限于本文件所規(guī)定的全部項(xiàng)目。當(dāng)用戶使用本文件進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，由用戶選定檢驗(yàn)項(xiàng)目。在訂購機(jī)床時(shí)，用戶應(yīng)明確指定檢驗(yàn)項(xiàng)目。5.6測量儀器第6章～第7章所列的測量儀器僅是范例，也可使用具有同樣測量范圍并且相同或更高精度的其他儀器。指示器應(yīng)有0.002mm或更高的分辨力。5.7圖解為簡化起見，本文件第6章～第8章中的簡圖為機(jī)床的部分結(jié)構(gòu)示意圖。5.8最小公差在幾何精度檢驗(yàn)中，實(shí)測長度與本文件給出的長度不同時(shí)，公差可通過比例法確定，最小公差值應(yīng)計(jì)到0.01mm。5.9定位精度檢驗(yàn)實(shí)施這些檢驗(yàn)應(yīng)引用GB/T17421.2，特別是在環(huán)境條件、機(jī)床預(yù)熱、測量方法及結(jié)果的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。當(dāng)有其他數(shù)控軸時(shí)，應(yīng)由用戶與制造商/供應(yīng)商協(xié)商一致進(jìn)行檢驗(yàn)。5.10加工檢驗(yàn)實(shí)施加工檢驗(yàn)前，機(jī)床制造商/供應(yīng)商應(yīng)與用戶協(xié)商確定選擇本文件第8章所列的方法，或按照GB/T39329的規(guī)定對成形試件進(jìn)行檢測，兩種檢驗(yàn)方法對于評價(jià)機(jī)床加工性能具有同等效力。4JB/T14664─××××6幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目升降平臺平面度（XY平面）的檢查。G1簡圖臺面尺寸公差實(shí)測值≤2500.03>250～5000.05>5000.08測量儀器精密水平儀，或平尺、量塊和指示器，或光學(xué)儀器，或其他儀器。檢驗(yàn)步驟按照GB/T17421.1－1998中5.2.3.2.2、5.3.2.3、5.3.2.4的規(guī)定。使升降平臺臺面保持水平位置，精密水平儀放置在升降平臺臺面上，在O-X和O-Y長度方向上選定測量間隔點(diǎn)，每個(gè)方向上的測量間隔點(diǎn)不少于3個(gè)，沿O-X和O-Y方向測量間隔點(diǎn)逐步移動精密水平儀，并記下讀數(shù)。通過計(jì)算或作圖得出平面度。JB/TJB/T14664項(xiàng)目Z軸運(yùn)動與升降平臺臺面垂直度的檢查a)在XZ平面內(nèi)；b)在YZ平面內(nèi)。G2簡圖公差a）和b）任意200測量長度上為0.05實(shí)測值測量儀器角尺、平板和指示器。檢驗(yàn)步驟按照GB/T17421.1－1998中5.2.3.2.1.1的規(guī)定。平板放置在升降平臺上，角尺放置在平板上，指示器固定在成形室的側(cè)板上。a)指示器沿X方向觸及角尺，在整個(gè)測量長度上移動Z軸并記下指示器讀數(shù)，讀數(shù)的最大差值為誤差值。b)在Y方向上按同樣方法重復(fù)檢查。6JB/T14664─××××項(xiàng)目刮刀運(yùn)動直線度的檢查。G3簡圖公差任意200測量長度上為0.05實(shí)測值測量儀器指示器、角尺和平板，或光學(xué)方法。檢驗(yàn)步驟按照GB/T17421.1－1998中5.5.2.2.4、5.4.1.2.2的規(guī)定。平板置于機(jī)床升降平臺上。指示器固定在刮刀上，調(diào)整平板使指示器在升降平臺測量量程兩端讀數(shù)相等，觸頭觸及平板上表面，沿X方向全行程移動刮刀并記下指示器讀數(shù)，讀數(shù)的最大差值為誤差值。在刮刀中間位置和兩端位置（2個(gè)位置分別重復(fù)上述測量，取所有測量值的最大差值為誤差值。JB/TJB/T14664項(xiàng)目刮刀刃口與升降平臺平行度的檢查。G4簡圖公差任意200測量長度上為0.05實(shí)測值測量儀器指示器、水平儀、表座和平板，或光學(xué)方法。檢驗(yàn)步驟按照GB/T17421.1－1998中5.4.1.2.2的規(guī)定。平板置于機(jī)床的固定位置。調(diào)整平板使其在Y方向上與刮刀運(yùn)動平行，用水平儀調(diào)整平板在X方向不大于0.04/1000。指示器安裝在表座上，表座放置在平板上。刮刀置于靠近Z軸處。指示器觸頭觸及刮刀刃口，沿Y方向移動表座，當(dāng)指針出現(xiàn)最大讀數(shù)時(shí)記下該數(shù)值。表座沿X方向移動，在刃口上選擇5個(gè)位置，重復(fù)測量。刮刀運(yùn)動到中間位置和遠(yuǎn)離Z軸位置（3個(gè)位置分別重復(fù)上述測量，取所有測量值的最大差值為誤差值。8JB/T14664─××××7定位精度檢驗(yàn)項(xiàng)目Z軸運(yùn)動的定位精度的檢查。P1簡圖項(xiàng)目公差實(shí)測值≤200>200～500>500雙向定位精度EZZ，A0.050.080.18測量儀器激光干涉儀或線性標(biāo)尺。檢驗(yàn)步驟按照GB/T17421.2的規(guī)定。線性標(biāo)尺或激光干涉儀的光束軸線應(yīng)與被檢軸平行。原則上采用快速進(jìn)給定位方式，但也可由用戶和制造商/供應(yīng)商協(xié)商采用適宜的進(jìn)給速度。JB/T14664─××××8加工檢驗(yàn)8.1試件機(jī)床的升降平臺的平面尺寸小于500mm×500mm時(shí)，試件應(yīng)在升降平臺中心一次性加工制作；機(jī)床的升降平臺的平面尺寸大于500mm×500mm時(shí)，試件應(yīng)在升降平臺中心和四個(gè)角一次性加工制作，機(jī)床的升降平臺為長方形且一個(gè)方向小于300mm時(shí)，試件應(yīng)在升降平臺中心和兩側(cè)一次性加工制作，其結(jié)構(gòu)、尺寸和測試點(diǎn)見圖2和表2，試件材料為常用不銹鋼（如316L）粉末。8.2試件精度測量使用精度為150/0.02的游標(biāo)卡尺，在同一個(gè)試件上按表2所示尺寸進(jìn)行測量，如圖2所示。8.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析8.3.1自由度誤差圖（errordegreesoffreedom，EDF）的應(yīng)用8.3.1.1由測量值與理論值計(jì)算出偏差值及其出現(xiàn)的頻次，列于表3。8.3.1.2以偏差值為橫坐標(biāo)，以頻次數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制出自由度誤差圖，見圖3。圖2試件結(jié)構(gòu)、尺寸和測試點(diǎn)位置示意JB/T14664─××××表2試件精度測試表（試件精度公差±0.2）項(xiàng)目理論值測量值項(xiàng)目理論值測量值項(xiàng)目理論值測量值X180Y180Z1X274Y274Z24X34Y34Z311.5X44Y44D1X5Y5D26X6Y6D3X76Y76A134A1A7A144A24A84A154A3A96A164A44A106A1742A5A116A1842A64A126表3偏差頻次統(tǒng)計(jì)表偏差頻次偏差頻次偏差頻次偏差頻次偏差頻次>-0.20～-0.18>-0.12～-0.10>-0.04～-0.02>0.04～0.06>0.12～0.14>-0.18～-0.16>-0.10～-0.08>-0.02～0>0.06～0.08>0.14～0.16>-0.16～-0.14>-0.08～-0.06>0～-0.02>0.08～0.10>0.16～0.18>-0.14～-0.12>-0.06～-0.04>0.02～-0.04>0.10～0.12>0.18～0.20圖3自由度誤差圖（EDF圖）JB/T14664─××××8.3.2因果關(guān)系圖（causeandeffectdiagram，CED圖）的應(yīng)用8.3.2.1由表3的偏差及頻次計(jì)算出誤差及其累積百分比，列于表4。8.3.2.2以誤差值為橫坐標(biāo)，以累積百分比為縱坐標(biāo)（置信度），繪制出因果關(guān)系圖，見圖4。8.3.2.3從誤差值為合格的那一點(diǎn)起，作平行于縱坐標(biāo)的平行線，與曲線相交，通過交點(diǎn)求出