數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)

機(jī)床的精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度重復(fù)定位精度以及工作精度等,不同類(lèi)型的機(jī)床對(duì)這些方面的要求是不一樣的機(jī)床的

加工精度是衡量機(jī)床性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。影響機(jī)床加工精度的因素很多,有機(jī)床本身的精度影響,還有因機(jī)床及工藝系統(tǒng)變形、加工中產(chǎn)生振動(dòng)、機(jī)床的磨損以及刀具磨損等因素的影響。在上述各因素中,機(jī)床本身的精度是一個(gè)重要的因素。例如在車(chē)床上車(chē)削圓柱面,其圓柱度主要決定于工件旋轉(zhuǎn)軸線的穩(wěn)定性、車(chē)刀刀尖移動(dòng)軌跡的直線度以及刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與工件旋轉(zhuǎn)軸線之間的平行度,即主要決定于車(chē)床主軸與刀架的運(yùn)動(dòng)精度以及刀架運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)于主軸的位置精度。1(一)幾何精度

機(jī)床的幾何精度是指機(jī)床某些基礎(chǔ)零件工作面的幾何精度.

它指的是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)軌跡之間的相對(duì)位置允差。例如:床身導(dǎo)軌的直線度、工作臺(tái)面的平面度、主軸的回轉(zhuǎn)精度、刀架溜板移動(dòng)方向與主軸軸線的平行度等。在機(jī)床上加工的工件表面形狀,是由刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡決定的,而刀具和工件是由機(jī)床的執(zhí)行件直接帶動(dòng)的,所以機(jī)床的幾何精度是保證加工精度最基本的條件。

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機(jī)床的傳動(dòng)精度是指機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。

這方面的誤差就稱(chēng)為該傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。例如車(chē)床在車(chē)削螺紋時(shí),主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),刀架的移動(dòng)量應(yīng)等于螺紋的導(dǎo)程。但是,實(shí)際上,由于主軸與刀架之間的傳動(dòng)鏈中,齒輪、絲杠及軸承等存在著誤差,使得刀架的實(shí)際移距與要求的移距之間有了誤差,這個(gè)誤差將直接造成工件的螺距誤差。為了保證工件的加工精度,不僅要求機(jī)床有必要的幾何精度,而且還要求內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈有較高的傳動(dòng)精度。(二)傳動(dòng)精度

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機(jī)床定位精度是指機(jī)床主要部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的精度。實(shí)際位置與預(yù)期位置之間的誤差稱(chēng)為定位誤差。

對(duì)于主要通過(guò)試切和測(cè)量工件尺寸來(lái)確定運(yùn)動(dòng)部件定位位置的機(jī)床,如臥式車(chē)床、萬(wàn)能升降臺(tái)銑床等普通機(jī)床,對(duì)定位精度的要求并不太高。但對(duì)于依靠機(jī)床本身的測(cè)量裝置、定位裝置或自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)確定運(yùn)動(dòng)部件定位位置的機(jī)床,如各種自動(dòng)化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等,對(duì)定位精度必須有很高的要求。(三)定位精度4

機(jī)床重復(fù)定位精度是指機(jī)床主要部件在多次（五次以上）運(yùn)動(dòng)到同一終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置之間的最大誤差。

機(jī)床的幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度和重復(fù)定位精度通常是在沒(méi)有切削載荷以及機(jī)床不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低的情況下檢測(cè)的,故一般稱(chēng)之為機(jī)床的靜態(tài)精度。靜態(tài)精度主要決定于機(jī)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。(四)重復(fù)定位精度5(五)工作精度

靜態(tài)精度主要是反映機(jī)床本身的精度，也可以在一定程度上反映機(jī)床的加工精度,但機(jī)床在實(shí)際工作狀態(tài)下,還有一系列因素會(huì)影響加工精度。例如：1.由于切削力、夾緊力的作用,機(jī)床的零、部件會(huì)產(chǎn)生彈性變形;2.在機(jī)床內(nèi)部熱源(如電動(dòng)機(jī)、液壓傳動(dòng)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(jī)床零、部件將產(chǎn)生熱變形;3.由于切削力和運(yùn)動(dòng)速度的影響,機(jī)床會(huì)產(chǎn)生振動(dòng);4.機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí),由于相對(duì)滑動(dòng)面之間的油膜以及其他因素的影響,其運(yùn)動(dòng)精度也與低速下測(cè)得的精度不同;

所有這些都將引起機(jī)床靜態(tài)精度的變化,影響工件的加工精度。機(jī)床在外載荷、溫升及振動(dòng)等工作狀態(tài)作用下的精度,稱(chēng)為機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度。動(dòng)態(tài)精度除與靜態(tài)精度有密切關(guān)系外,還在很大程度上決定于機(jī)床的剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等。目前,生產(chǎn)中一般是通過(guò)切削加工出的工件精度來(lái)考核機(jī)床的綜合動(dòng)態(tài)精度,稱(chēng)為機(jī)床的工作精度。工作精度是各種因素對(duì)加工精度影響的綜合反映。6螺距誤差：絲杠導(dǎo)程的實(shí)際值與理論值的偏差。例如PⅢ級(jí)滾珠絲杠的螺距公差為0.012mm/300mm。反向間隙：即絲杠和螺母無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)絲杠和螺母之間的最大竄動(dòng)。

由于螺母結(jié)構(gòu)本身的游隙以及其受軸向載荷后的彈性變形，滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)存在軸向間隙，該軸向間隙在絲杠反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)為絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)α角，而螺母未移動(dòng)，則形成了反向間隙。為了保證絲杠和螺母之間的靈活運(yùn)動(dòng)，必須有一定的反向間隙。但反向間隙過(guò)大將嚴(yán)重影響機(jī)床精度。因此數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)所使用的滾珠絲杠副必須有可靠的軸向間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。圖2所示為常用的雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，它用平鍵限制了螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整時(shí)只要擰動(dòng)調(diào)整螺母4就能將滾珠螺母沿軸向移動(dòng)一定距離，在將反向間隙減小到規(guī)定的范圍后，將其鎖緊。7（六）、數(shù)控車(chē)床的精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)方法

臥式數(shù)控車(chē)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)方法見(jiàn)表

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目允差檢驗(yàn)工具檢驗(yàn)方法G1導(dǎo)軌精度a.縱向：導(dǎo)軌的垂直平面內(nèi)的直線度b.橫向：導(dǎo)軌的平行度(無(wú)床身或DC<500mm的機(jī)床,此項(xiàng)檢驗(yàn)用GlO代替)

斜導(dǎo)軌：0.03/1000水平導(dǎo)軌0.04/1000(只許凸)精密水平儀、專(zhuān)用支架、專(zhuān)用橋板或其它光學(xué)儀器a.將水平儀縱向放置在橋板(或溜板)上,等距離移動(dòng)橋板(或溜板),每次移動(dòng)距離小于或等于500mm。在導(dǎo)軌的兩端和中間至少三個(gè)位置上進(jìn)行檢驗(yàn)。誤差以水平儀讀數(shù)的最大代數(shù)差。b.將水平儀橫向放置在橋板(或溜板)上等距離移動(dòng)橋板或溜板檢驗(yàn)。誤差以水平讀數(shù)的最大代數(shù)差值計(jì)8G2溜板移動(dòng)在主平面內(nèi)的直線度(只適用于有尾座的機(jī)床)

DC≤500：0.015500＜DC≤1000:0.02

最大允差:0.03指示器和檢驗(yàn)棒或平尺將檢驗(yàn)棒支承在兩頂尖間。指示器固定在溜板上,使其測(cè)頭觸及檢驗(yàn)棒表面。等距離移動(dòng)溜板進(jìn)行檢驗(yàn)。每次移動(dòng)距離小于或等于250mm。將指示器的讀數(shù)依次排列,畫(huà)出誤差曲線。將檢驗(yàn)棒轉(zhuǎn)180°再同樣檢驗(yàn)一次。檢驗(yàn)棒調(diào)頭,重復(fù)上述檢驗(yàn)。誤差以曲線相對(duì)兩端點(diǎn)連線的最大坐標(biāo)值計(jì)。也可在檢驗(yàn)棒兩端2/9L(L為檢驗(yàn)棒長(zhǎng)度)處用支架支承進(jìn)行檢驗(yàn)。9G3溜板移動(dòng)對(duì)主

軸和尾座頂尖軸 線的等距度:a.在主平面內(nèi)b.在次平面內(nèi)平導(dǎo)軌只檢驗(yàn)次平面(只適用于主軸有錐孔和有尾座的機(jī)床)

a:DC≤500:0.015500＜DC≤1000:0.02b:0.04(只許尾座高)指示器和檢驗(yàn)棒將指示器固定在溜板上,使其測(cè)頭觸及支承在兩頂尖間的檢驗(yàn)棒表面:a.在主平面內(nèi):b.在次平面內(nèi)。移動(dòng)溜板在檢驗(yàn)棒的兩端進(jìn)行檢驗(yàn)。 將檢驗(yàn)棒旋轉(zhuǎn)180°,再同樣檢驗(yàn)一次。 a,b誤差分別計(jì)算。誤差以指示器在檢驗(yàn)棒兩端的讀數(shù)差值計(jì) (DC≤1000時(shí),檢驗(yàn)棒長(zhǎng)度等于DC)10G4主軸端部的跳動(dòng)：a.主軸的軸向竄動(dòng)b.主軸軸肩的跳動(dòng)a:0.01b:0.015指示器和專(zhuān)用檢具固定指示器,使其測(cè)頭觸及：a.固定在主軸端部的檢驗(yàn)棒中心孔內(nèi)的鋼球上；b.主軸軸肩靠近邊緣處。沿主軸軸線施加力F。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗(yàn)。a，b誤差分別計(jì)算。誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計(jì)。F為消除主軸軸向游隙而施加的恒定力,其值由制造廠規(guī)定

11G5主軸定心軸頸的徑向跳動(dòng)0．01指示器和專(zhuān)用檢具固定指示器,使其測(cè)頭垂直觸及主軸定心軸頸上,沿主軸軸線施加力F。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗(yàn)。誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計(jì)G6主軸定位孔的徑向跳動(dòng)(只適用于主軸有定位孔的機(jī)床)0．01指示器固定指示器,使其測(cè)頭觸及主軸定位孔表面旋轉(zhuǎn)主軸檢驗(yàn)。

誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計(jì)。12G7主軸錐孔軸線的徑向跳動(dòng)： a.靠近主軸端面b.距a點(diǎn)1處(只適用于主軸有錐孔的機(jī)床)a:0.01b:0.02(L=300)指示器和檢驗(yàn)棒將檢驗(yàn)棒插入主軸錐孔內(nèi),固定指示器,使其測(cè)頭觸及檢驗(yàn)棒表面：a.靠近主軸端面；b.距a點(diǎn)L處。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗(yàn)。拔出檢驗(yàn)棒,相對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)90°,重新插入主軸錐孔內(nèi),依次重復(fù)檢驗(yàn)四次。a,b誤差分別計(jì)算誤差以四次測(cè)量結(jié)果的平均值計(jì)。

13G8主軸頂尖跳動(dòng)(只適用于主軸有錐孔的機(jī)床)

0．013指示器和專(zhuān)用頂尖固定指示器,使其測(cè)頭垂直觸及頂尖錐面上。沿主軸軸線施加力F。旋轉(zhuǎn)主軸檢驗(yàn)。誤差以指示器讀數(shù)的最大差值計(jì)。

14G9滑板橫向移動(dòng)對(duì)主軸軸線的垂直度(同一滑板上裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)塔時(shí),只檢驗(yàn)用于端面車(chē)削的轉(zhuǎn)塔)

0．01/100α≥90°指示器和平盤(pán)和平尺調(diào)整裝在主軸上的平盤(pán)和平尺,使其與回轉(zhuǎn)軸線垂直。指示器裝在橫滑板上,使其測(cè)頭觸及平盤(pán)(或平尺)上。移動(dòng)橫滑板在全工作行程上進(jìn)行檢驗(yàn)。將主軸旋轉(zhuǎn)l80°,再同樣檢一次。誤差以指示器兩次測(cè)量結(jié)果的代數(shù)和之半計(jì)。檢驗(yàn)用平盤(pán)的直徑或平尺長(zhǎng)度的尺寸W如下(mm):D≤360360＜D≤800W20030015G10溜板移動(dòng)對(duì)主軸軸線的平行度：a.在主平面內(nèi)b.在次平面內(nèi)L=300：a：0.015(向刀具偏)b：0.02指示器和檢驗(yàn)棒將指示器固定在溜板上,使其測(cè)頭分別觸及固定在主軸上的檢驗(yàn)棒表面：a.在主平面內(nèi)；b.在次平面內(nèi)。移動(dòng)溜板檢驗(yàn)將主軸旋轉(zhuǎn)180°,再同樣檢驗(yàn)一次。a,b誤差分別計(jì)算。誤差以指示器兩次測(cè)量結(jié)果的代數(shù)和之半計(jì)16七.數(shù)控銑床的精度標(biāo)準(zhǔn)與精度檢驗(yàn)方法

數(shù)控床身銑床標(biāo)準(zhǔn)為ZBJ54010-88。適用十字工作臺(tái)、立柱移動(dòng)、滑枕移動(dòng)的立式、臥式數(shù)控銑床。下表為針對(duì)十字工作臺(tái)立式銑床,幾何精度共有13項(xiàng)。其中術(shù)語(yǔ)解釋為:縱向平面--檢查平面與Y軸垂直;橫向平面--檢查平面與X軸垂直。17ab序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目允差檢驗(yàn)工具檢驗(yàn)方法G1主軸箱垂向移動(dòng)的直線度:a.在機(jī)床的橫向垂直平面內(nèi)b.在機(jī)床的縱向垂直平面內(nèi)在300mm測(cè)量長(zhǎng)度上：a，b：0.016指示器和角尺工作臺(tái)位于行程的中間位置。角尺放在工作臺(tái)面上:a.橫向垂直平面內(nèi):b.縱向垂直平面內(nèi)。固定指示器,使其測(cè)頭觸及角尺的檢驗(yàn)面。調(diào)整角尺,使指示器讀數(shù)在測(cè)量長(zhǎng)度的兩端相等。按測(cè)量長(zhǎng)度,移動(dòng)主軸箱進(jìn)行檢驗(yàn)。a,b的誤差分別計(jì)算。指示器讀數(shù)的最大差值就是直線度誤差18G2工作臺(tái)面對(duì)主

軸箱垂直移動(dòng)的

垂直度:a:在機(jī)床的橫向垂直平面內(nèi)b:在機(jī)床的縱向垂直平面內(nèi)

a,b:0.016/300指示器和角尺工作臺(tái)位于行程的中間位置。角尺放在工作臺(tái)面上:a.橫向垂直平面內(nèi);b.縱向垂直平面內(nèi)。固定指示器,使其測(cè)頭觸及角尺的檢驗(yàn)面。移動(dòng)主軸箱進(jìn)行檢驗(yàn)a,b的誤差分別計(jì)算。指示器讀數(shù)的最大差值就是垂直度誤差19G4工作臺(tái)面對(duì)工

作臺(tái)或立柱,或滑枕移動(dòng)的平行度：a.橫向b.縱向

a,b:0.025/300最大允差:0.05

指示器和平尺

在工作臺(tái)面上放兩個(gè)等高塊,平尺放在等高塊上:a.橫向；b.縱向。在主軸中央處固定指示器,使其測(cè)頭觸及平尺的檢驗(yàn)面。按測(cè)量長(zhǎng)度,橫向移動(dòng)工作臺(tái)(或立柱,或滑枕)和縱向移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行檢驗(yàn)。a,b的誤差分別計(jì)算。指示器讀數(shù)的最大差值就是平行度誤差。當(dāng)工作臺(tái)長(zhǎng)度大于l600mm時(shí),則將平尺逐次移動(dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)。

20G5主軸端部的跳動(dòng):a.主軸定心軸頸的徑向跳動(dòng)(用于用定心軸頸的床身銑床)b.主軸的軸向竄動(dòng)c.主軸軸肩支承面的跳動(dòng)

a,b:0.010C:0.020指示器、專(zhuān)用檢驗(yàn)棒固定指示器,使其測(cè)頭分別觸及:a.主軸定心軸頸表面;b.插入主軸錐孔中的專(zhuān)用檢驗(yàn)棒端面中心處；C.主軸軸肩支承面靠近邊緣處。旋轉(zhuǎn)主軸進(jìn)行檢驗(yàn)。a,b,C的誤差分別計(jì)算。指示器讀數(shù)的最大差值就是跳動(dòng)或竄動(dòng)誤差。b,C項(xiàng)檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)通過(guò)主軸中心線加一個(gè)由制造廠規(guī)定的軸向力F(對(duì)己消除軸向游隙的主軸,可不加力)

21G6

主軸錐孔軸線的徑向跳動(dòng)： a.靠近主軸端面b.距主軸端面300mm處

a:0.010b:0.020指示器,檢驗(yàn)棒在主軸錐孔中插入檢驗(yàn)棒。固定指示器,使其測(cè)頭觸及檢驗(yàn)棒的表面：a.靠近主軸端面；b.距主軸端面300mm處。旋轉(zhuǎn)主軸進(jìn)行檢驗(yàn)。拔出檢驗(yàn)棒,相對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)90°,重新插入主軸錐孔中,依次重復(fù)檢驗(yàn)三次。a,b的誤差分別計(jì)算。四次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值就是徑向跳動(dòng)誤差。

22八、直線度測(cè)量

直線度測(cè)量鏡組直線度測(cè)量鏡組可用來(lái)測(cè)量線性軸的直線度誤差。直線度誤差是指與運(yùn)動(dòng)軸垂直的位移。該組件包括下列要件，如上圖所示：23（1）螺