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1、精度测试标准五轴联动数控铣床加工精度测试标准草案共 XX 页中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司数控加工厂2012 年 X 月精度测试标准1 范围 本标准规定了五轴联动数控铣床加工精度测试的方法，以及测试件的特征、材料、尺 寸及试件检验要求。 本标准原则上适用于所有类型的五轴联动数控铣床的加工精度测试。 2 引用标准 本章无条文。 3 一般要求 3.1 在本在本标准中，所有的线性尺寸、偏差和相应的允差都用毫米(mm)表示；角度()尺 寸用度表示。 3.2 使用本标准时必须参照GB/T 17421.1，尤其是在机床检验前的安装、主轴和其他运动部 件的空运转升温、测量方法和检验工具的推荐精度。
2、 3.3 本标准中的检验项目的顺序并不表示实际检验次序。为了使装拆检验工具和检验方便， 可按任意次序进行检验。 3.4 检验机床时，根据结构并不是必须检验本标准的所有项目。为了验收目的而要求检验 时，可由用户取得制造厂同意选择一些他感兴趣的检验项目，但这些项目必须在机床订货 时明确提出。 3.5 本标准所规定的检验工具仅为举例，可以使用相同指示量和具有至少相同精度的其他 检验工具，对应厚度、轮廓误差的指示器应分别有0.01mm、0.001 mm或更高的分辨率。 3.6 本标准仅用精切进行加工试验。 3.7 当实测长度与本标准规定的长度不同时，则规定的允差值应根据GB/T 17421.11998
3、中 2.3.1.1的规定按能够测量的长度折算，折算结果小于0.003 mm时，仍按0.003 mm计。 3.8 本标准中的五轴联动表示数控机床上的五个坐标轴（三个直线轴和两个旋转轴）在CNC 控制下同时参与坐标插补运算，实现五个坐标的协同运动来进行零件加工。 3.9 在设备上按规定的方法加工标准零件，零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状、位 置等）与理论几何参数相符合的程度即为加工精度。符合程度越高，设备的加工精度就越 高。 4 4 试件的数量 本标准提供了一种型式的试件。原则上在验收时仅应加工一件，如果机床平动轴行程 较大，应合理增加试件的数量。 5 试件的定位 试件的定位位置应按照不同的机
4、床结构进行放置，必须使试件的中心近似位于距三个 平动轴支点最远的位置，同时要保证试件和夹具的定位及满足刀具长度的要求。对于行程 较大的五轴数控机床，应按照XY轴平面的对角线位置，等距布置。 当对试件的定位位置有特殊要求时，应在供需双方的协议中规定。 6 试件的固定 试件应安装在专用的夹具上，以达到刀具和夹具的最大稳定性。夹具和试件的安装面 应平直，应检查试件安装面和夹具夹持面间的平行度，应使用合适的夹持方法避免刀具与 夹具发生干涉。建议用埋头螺钉固定试件，避免刀具与安装试件的螺钉发生干涉，可以选 用其他可能的方法。 7 试件的材料、刀具和切削参数 试件的材料和切削刀具及切削参数按照本标准中第9
5、章设定参数选取。 8 试件的尺寸 当用于验收目的，选用最终的轮廓加工试件尺寸符合本标准中规定的尺寸，以便反映 机床的切削精度。精度测试标准9 轮廓加工试件 9. 1 概述 该检验主要包括在“S”形检验试件薄壁轮廓上的精加工，用于检测五轴联动数控铣床的 加工精度，对设备五轴联动加工的动态精度进行评价。 该检验通常在XY平面内进行，但当有特殊需求时，同样可以在其他平面内进行。 9. 2 尺寸 本标准中提供了“S”形检验试件（见图1），其定义如下： a) 以16H9孔中心建立基准坐标系，以左边的孔作为基准点，Z=0平面距下表面30mm 处； b) 在上述坐标系下，分别定义下表所示的两组坐标点，通过两
6、组点(见表1)分别作两条 3的样条曲线，再通过生成的两条3的样条曲线作直纹面； c) 通过直纹面向Y正方向作厚度为3mm的实体，此即为“S”形检验试件的模型。图 1 表 1第一组点第二组点X -58.502X 71.37X -52.898X 72.304Y -97.5Y -11.727Y -97.5Y -11.1841Z 026Z 01Z 4026Z 40X -57.844X 73.833X -51.456X 75.968Y -83.855Y -25.161Y -84.644Y -23.592Z 027Z 02Z 4027Z 40X -57.185X 77.458X -50.014X 80.5
7、08Y -70.211Y -38.324Y -71.788Y -35.6993Z 028Z 03Z 4028Z 40X -56.598X 82.827X -48.664X 86.3944Y -56.56329Y -50.874Y -58.92229Y -47.208精度测试标准Z 0Z 0Z 40Z 40表 1（续）第一组点第二组点X -56.335X 90.289X -47.975X 93.949Y -42.905Y -62.288Y -46.005Y -57.695Z 030Z 05Z 4030Z 40X-56.327X99.877X-47.883X103.318Y -29.245Y -7
8、1.983Y -33.07Y -66.586Z 031Z 06Z 4031Z 40X -56.454X 111.298X -48.197X 114.306Y -15.585Y -79.429Y -20.137Y -73.3627Z 032Z 07Z 4032Z 40X -56.546X 124.043X -48.711X 126.473Y -1.925Y -84.274Y -7.211Y -77.6858Z 033Z 08Z 4033Z 40X -56.34X 137.522X -49.155X 139.275Y 11.733Y -86.335Y 5.718Y -79.3849Z 034Z 0
9、9Z 4034Z 40X -55.444X 151.131X -49.174X 152.143Y 25.362Y -85.519Y 18.653Y -78.34710Z 035Z 010Z 4035Z 40X -53.286X 164.196X -48.241X 164.388Y 38.842Y -81.644Y 31.551Y -74.29111Z 036Z 011Z 4036Z 40X -49.039X 175.804X -45.52X 174.935Y 51.803Y -74.528Y 44.18Y -66.89412Z 037Z 012Z 4037Z 40X -41.914X 184.
10、888X -39.981X 182.53Y 63.41Y -64.392Y 55.823Y -56.49313Z 038Z 013Z 4038Z 40X -31.799X 190.879X -31.132X 186.84Y 72.517Y -52.153Y 65.177Y -44.32914Z 039Z 014Z 4039Z 40X -19.528X 194.265X -19.759X 188.757Y 78.427Y -38.935Y 71.242Y -31.54715Z 040Z 015Z 4040Z 40X -6.174X 195.875X -7.171X 189.237Y 81.161
11、Y -25.375Y 74.085Y -18.62216Z 041Z 016Z 4041Z 40X 7.458X 196.466X 5.741X 189.00617Y 80.91242Y -11.72917Y 74.03742Y -5.688精度测试标准Z 0Z 0Z 40Z 40表 1（续）第一组点第二组点X 20.737X 196.523X 18.361X 188.498Y 77.813Y 1.931Y 71.303Y 7.23818Z 043Z 018Z 4043Z 40X33.067X196.393X30.134X188.033Y71.994Y15.591Y66Y20.16719Z 0
12、44Z 019Z 4044Z 40X 43.868X 196.296X 40.533X 187.852Y 63.673Y 29.251Y 58.344Y 33.10220Z 045Z 020Z 4045Z 40X 52.697X 196.388X 49.202X 188.158Y 53.28Y 42.911Y 48.767Y 46.03421Z 046Z 021Z 4046Z 40X 59.377X 196.778X 56.082X 189.136Y 41.386Y 56.566Y 37.828Y 58.93122Z 047Z 022Z 4047Z 40X 64.049X 197.426X 6
13、1.388X 190.575Y 28.561Y 70.211Y 26.038Y 71.78823Z 048Z 023Z 4048Z 40X 67.174X 198.085X 65.534X 192.017Y 15.268Y 83.855Y 13.787Y 84.64424Z 049Z 024Z 4049Z 40X 69.389X 198.744X 69.001X 193.458Y 1.789Y 97.5Y 1.324Y 97.525Z 050Z 025Z 4050Z 40试件的最终形状应由下列加工形成： a) 通过毛坯上的4个压紧孔将毛坯装夹到需要测试的机床工作台面上； b) 铣削毛坯端面；
14、c) 在加工中刀具周齿与“S”形缘条型面贴合，由刀具周齿粗加工“S”形缘条型面； d) 对“S”形缘条型面精加工，沿刀具轴线方向，从上至下进行分层侧铣，每层切深参 考9.5表2。 9. 3 刀具 a) 工作长度：不小于50mm； b) 刀具直径：20mm； c) 刀具类型：棒铣刀。 9. 4 环境 a) 加工环境：导轨温度为，空气温度为，空气湿度为； b) 放置与测试环境：空气温度为203； c) 放置时间：测试前的放置时间应不小于30分钟。 9. 5 切削参数精度测试标准推荐选用下列参数见表2： 表 2每齿进给量（mm）切削深度(mm)径向主轴最高转速（rpm）加工中主轴转速（rpm）粗加工
15、精加工半精加工精加工轴向200001000060003000最大主轴转速的80%0.250.1510.13备注除每齿进给量与加工中主轴转速必须按照表中数值设定外，其余参数均为参考值。9. 5 毛坯和预加工 毛坯的轮廓尺寸：400mm200mm70mm，试件材料为铝7075-T7451。其形状见图2。 固定螺钉用的平底锪孔应定位。图 2 9. 6 检验和允差 按本标准精加工的试件的检验和允差见表3。 表 3 轮廓加工试件加工精度检验表检验项目允差名义规格检验工具缘条型面粗糙度(Ra)3.2粗糙度仪缘条厚度(mm)0.1壁厚卡尺型面轮廓误差(mm)0.05坐标测量机注： 1 若有个别点位的轮廓误差
16、值超差，超差点位数应小于12，最大误差值应小于0.08mm；公式计算2 缘条型面光洁度：缘条型面应光顺，无切伤痕迹，宜无接刀痕迹；3 检测点的选取与检测的流程按照9.8的规定进行。9. 7 记录的信息 按本标准的要求进行的检验，应尽可能完整地将下列信息记录到检验报告中去： a) 试件的材料和标志； b) 刀具的材料和尺寸； c) 切削速度； d) 进给量； e) 切削深度； f) 切削时间； g) 室内温度。精度测试标准9. 8 检测点的选取 沿S 形缘条高度方向取三条截线，即图3中1#、2#、3#截线。在缘条高度方向，1#截线 距离缘条顶部5mm，2#截线与1#截线距离为17.5mm，3#截线与2#截线距离为9.5mm。在每条S 形截线以等距L1选择25个点，即下图中标记的a、b、x、y，三条线共计75个点；在 每条S形截线的关键区域即a-b点、b-c点、e-f点、f-g点、i-j点、k-l点、l-m点、m-n点、 r-s点、w-x点、x-y点之间，以等距L2再插入3个检测点细化。即下图中标记 ab1、ab2、bc1、xy1、x
