《数控机床的精度检验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床的精度检验（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 数控机床精度检测 v机床的精度包括几何精度、传动精度、定位精度重 复定位精度以及工作精度等 , 不同类型的机床对这 些方面的要求是不一样的机床的 v加工精度是衡量机床性能的一项重要指标。影响机 床加工精度的因素很多 , 有机床本身的精度影响 , 还有因机床及工艺系统变形、加工中产生振动、机 床的磨损以及刀具磨 损等因素的影响 。在上述各 因素中 ,机床本身的精度是一个重要的因素。例如 在车床上车削 圆柱面 ,其圆柱度主要决定于工件旋 转轴线的稳定性、车刀刀尖移动轨迹的直线度以及 刀尖 运动轨迹与工件旋转轴线之间的平行度 ,即主 要决定于车床主轴与刀架的运动精度以及刀架 运动 轨迹相对于主轴的
2、位置精度。(一)几何精度机床的几何精度是指机床某些基础零件工作面的 几何精度 .它指的是机床在不运动时的精度.它规定了决定加工精度 的各主要零、部件间以及这些零、部件的运动轨迹之间的相 对位置允差。 例如: 床身导轨的直线度、工作台面的平面度、主轴的回转精 度、刀架溜板移动方向与主轴轴线的平行度等。在机床上加 工的 工件表面形状 ,是由刀具和工件之间的相对运动轨迹决 定的 ,而刀具和工件是由机床的执行件直接带动的 ,所以机 床的几何精度是保证加工精度最基本的条件。机床的传动精度是指机床内联系传动链 两末端件之间的相对运动精度。这方面的误差就称为该传动链的传动误差。例如车床 在车削螺纹时 ,主轴
3、每转一转 ,刀架的移动量应等于 螺 纹的导程。但是 ,实际上 ,由于主轴与刀架之间的 传动链中 ,齿轮、丝杠及轴承等存在着误差 ,使得刀 架的实际移距与要求的移距之间有了误差 ,这个误差 将直接造成工件的螺距误差。为了保证工件的加工精 度 ,不仅要求机床有必要的几何精度 ,而且还要求内 联系传动链有较 高的传动精度。( (二)传动精度机床定位精度是指机床主要部件在运动终 点所达到的实际位置的精度。实际位置与预期位 置之间的误差称为定位误差。对于主要通过试切和测量工件尺寸来确定运动部件定位位置 的机床 ,如卧式车床、万能升降台铣床等普通机床 , 对定位精度的 要求并不太高。但对于依 靠机床本身的
4、测量装置、定位装置或自动 控制系统来确定运动部件定位位置的机床 ,如各种自动化机床、数 控机床、坐标测量机等 ,对定位精度必须有很高的要求。(三)定位精度机床重复定位精度是指机床主要部件在多次（五 次以上）运动到同一终点所达到的实际位置之间的最 大误差。机床的几何精度、传动精度、定位精度和重复定位精度通常是在没有切 削载荷以及机床不运动或运动速度较低的情况下检测的 ,故一般称之为机床 的静态精度。静态精度主要决定于机床上主要零、部件 , 如主轴及其轴承 、丝杠螺母、齿轮以及床身等的制造精度以及它们的装配精度。( (四四) )重复重复定位精度定位精度(五)工作精度静态精度主要是反映机床本身的精度
5、，也可以在一定程度 上反映机床的加工精度 ,但机床在实际工作状态下 ,还有一 系列因素会影响加工精度。 例如 ： 1.由于切削力、夹紧力的作用,机床的零、部件会产生弹性 变形 ; 2.在机床内部热源 ( 如电动机、液压传动装置的发热 ,轴承、齿轮等零件 的摩擦发热等 ) 以及环境温度变化的影响下 ,机床零、部件将产生热变 形 ; 3.由于切削力和运动速度的影响 , 机床会产生振动 ; 4.机床运动部件以工作速度运动时 ,由于相对滑动面之间的油膜以及其他因 素的影响 ,其运动精度也与低速下测得的精度不同 ; 所有这些都将引起机床静态精度的变化, 影响工件的加工精度。机床在外载荷 、温升及振动等工
6、作状态作用下的精度 ,称为机床的动态精度。动态精度除与静 态精度有密切关系外 ,还在很大程度上决定于机床的刚度、抗振性和热稳定性等 。目前 , 生产中一般是通过切削加工出的工件精度来考核机床的综合动态精度 ,称为机床的工作精度。工作精度是各种因素对加工精度影响的综合反映。v螺距误差：丝杠导程的实际值与理论值的偏差。例如P 级滚珠丝杠的螺距公差为0.012mm/300mm。 v反向间隙：即丝杠和螺母无相对转动时丝杠和螺母之间的 最大窜动。由于螺母结构本身的游隙以及其受轴向载荷后的弹 性变形，滚珠丝杠螺母机构存在轴向间隙，该轴向间隙在丝 杠反向转动时表现为丝杠转动角，而螺母未移动，则形成 了反向间
7、隙。为了保证丝杠和螺母之间的灵活运动，必须有 一定的反向间隙。但反向间隙过大将严重影响机床精度。因 此数控机床进给系统所使用的滚珠丝杠副必须有可靠的轴向 间隙调节机构。图2所示为常用的双螺母螺纹调隙式结构， 它用平键限制了螺母在螺母座内的转动，调整时只要拧动调 整螺母4就能将滚珠螺母沿轴向移动一定距离，在将反向间 隙减小到规定的范围后，将其锁紧。（六）、数控车床的精度检验标准与检验方法 卧式数控车床精度检验标准与检验方法见表 序号检验项目允差检验工具检验方法G1导轨精度 a.纵向：导轨 的垂直平面内 的直线度 b. 横向：导 轨的平行度( 无床身或 DC500mm 的 机 床 , 此项 检验用
8、 GlO 代替 )斜导轨： 0.03/1000 水平导轨 0.04/1000 ( 只 许凸 )精密水平仪 、专用支架 、专用桥板 或其它光学 仪器a. 将水平仪纵向放置在 桥板(或溜板)上,等距离 移动桥板( 或溜板 ),每 次移动距离小于或等于 500mm 。 在导轨的两端和中间至 少三个位置上进行检验。 误差以水平仪读数的最大 代数差。 b. 将水平仪横向放置在 桥板( 或 溜板 )上等距 离移动桥板或溜板检验。 误差以水平读数的最大代 数差值计G2溜板移动在 主平面内的直 线度 ( 只适用于 有尾座的机床 )DC500：0.015 500 DC1000:0.02最大允差 :0.03指示器
9、 和检验 棒或平 尺将检验棒支承在两顶尖 间。指示器固定在溜板 上 , 使其测头触及检 验棒表面。等距离移动 溜板进行检验。每次移 动距离小于或等于 250mm。 将指示器的读 数依次排列 , 画出误 差曲线。 将检验棒转 180再同 样检验一 次。检验棒调头 , 重 复上述检验。 误差以曲线相对两端点 连线的最 大坐标值计。 也可在检验棒两端 2/9L(L 为检验棒长度 ) 处用支架支承进行检 验。G3溜板移动对 主 轴和尾座 顶尖轴 线的 等距度 : a. 在主平面 内 b. 在次平面 内 平导轨只检 验次平面(只 适用于主轴 有锥孔和有 尾座的机床)a:DC500:0. 015 500
10、DC1000:0. 02 b:0.04(只许 尾座高 )指示器和 检验棒将指示器固定在溜板 上 , 使其测头触及支 承在两顶尖间的检验 棒表面 : a. 在主平 面内 :b.在次平面内 。移动溜板在检验棒 的两端进行检验。 将检验棒旋转180, 再同样检验 一次。 a,b 误差分别计算。 误差以指示 器在检验棒两端的读 数差值计 (DC1000 时 , 检验 棒长度等于 DC )G4主轴端部的跳 动： a. 主轴的轴 向窜动 b. 主轴轴肩 的跳动a:0.01 b:0.015指示器和 专用检具固定指示器 , 使其测 头触及 ：a. 固定在 主轴端部的检验棒中 心孔内的钢球上；b. 主轴轴肩靠近
11、边缘处 。 沿主轴轴线施加力 F 。旋转主轴检验。 a，b 误差分别计算。 误差以指示器读数的 最大差值计。F为消除 主轴轴向游隙而施加 的恒定力,其值由制造 厂规定G5主轴定心轴 颈的径向跳 动001指示器和 专用检具固定指示器 , 使其 测头垂直触及主轴 定心轴颈上 , 沿主 轴轴线施加力 F 。 旋转主轴检验。误差以指示器读数 的最大差值计G6主轴定位孔 的径向跳动 ( 只适用于 主轴有定位 孔的机床 )001指示器固定指示器,使其 测头触及主轴定位 孔表面旋转主轴检 验。误差以指示器读 数的最大差值计。G7主轴锥孔轴 线 的径向跳动 ： a.靠近主轴 端面 b.距a点1 处 (只适用于
12、主 轴有锥孔的 机床 )a:0.01 b:0.02(L= 300)指示器和 检验棒将检验棒插入主轴 锥孔内 , 固定指示 器 , 使其测头触及 检验棒表面 ： a.靠近主轴端面； b.距a点L处。 旋转主轴检验。拔 出检验棒 ,相对主 轴旋转 90,重新 插入主轴锥孔内, 依次重复检验四次 。 a,b 误差分别计算 误差以四次测量结 果的平均值计。G8主轴顶尖 跳动(只适 用于主轴 有锥孔的 机床 )0013指示器 和专用 顶尖固定指示器 , 使其测头垂直触 及顶尖锥面上。 沿主轴轴线施加 力F。旋转主轴 检验。 误差以指示器读 数的最大差值计 。G9滑板横向移 动对主轴轴 线的垂直度( 同一
13、滑板上 装有两个转 塔时,只检验 用于端面车削的转塔 ) 001/100 90指示器和 平盘和平 尺调整装在主轴上的平盘 和平尺,使其与回转轴 线垂直。指示器装在横 滑板上 , 使其测头触 及平盘 ( 或平尺 ) 上 。移动横滑板在全工作 行程上进行检验。将主轴旋转 l80, 再同样检一次。 误差以指示器两次测量 结果的代数和之半计。 检验用平盘的直径或平 尺长度的尺寸 W 如下 (mm):D36 0360 D800W200300G10溜板移动 对主轴轴线 的平行度： a.在主平 面内 b.在次平 面内L=300： a： 0.015(向 刀具偏) b：0.02指示器 和检验 棒将指示器固定在
14、溜板上 ,使其测 头分别触及固定 在主轴上的检验 棒表面： a.在主平面内 ； b.在次平面内。 移动溜板检验将 主轴旋转 180, 再同样检验一次 。 a,b误差分别计 算。误差以指示 器两次测量结果 的代数和之半计七. 数控铣床的精度标准与精度检验方法数控床身铣床标准为ZBJ54010-88。适用十字工 作台、立柱移动、滑枕移动的立式、卧式数控铣床 。下表为针对十字工作台立式铣床,几何精度共有 13项。其中术语解释为:纵向平面-检查平面与Y轴垂直; 横向平面-检查平面与X轴垂直。a b序 号检验项目允差检验工 具检验方法G1主轴箱垂向移 动的直线度 : a. 在机床的横 向垂直平面内 b.
15、 在机床的纵 向垂直平面内在300mm测量长度 上：a，b：0.016指示器和 角尺工作台位于行程的 中间位置。角尺放在 工作台面上:a.横向 垂直平面内 :b. 纵 向垂直平面内。 固 定指示器 , 使其测 头触及角尺 的检验 面。调整角尺 , 使 指示器 读数在测量 长度的两端相等。按 测量长度 , 移动主 轴箱进行检验。 a,b 的误差分别计 算。指示器 读数的 最大差值就是直线度 误差G2工作台面对主 轴 箱垂直移动的 垂 直度 : a: 在机床的横 向垂直平面内 b:在机床的纵 向垂直平面内a,b:0.016/300指示器和角 尺工作台位于行程 的中间位置。 角尺放在工作台 面上:
16、a.横向垂直平面 内; b.纵向垂直平面 内。 固定指示器,使 其测头触及角尺 的检验面。移动 主轴箱进行检验 a,b 的误差分别 计算。指示器读 数的最大差值就 是垂直度误差G4工作台面对工 作台或立柱 , 或 滑枕移动的平行 度 ： a. 横向 b. 纵向a,b:0.025/300 最大允差 :0.05 指示器和平尺 在工作台面上放两 个等高块 , 平尺放在等高块上 :a. 横向；b.纵向。 在主轴中央处固定指 示器 , 使其测头触 及平尺的检验面。按 测量长度 , 横向移 动工作台 ( 或 立柱 , 或滑枕 ) 和纵向 移动工作台进行检验 。 a,b 的误差分别计 算。指示器读数的最 大差值就是平行度误 差。 当工作台长度大于 l600mm 时 , 则将平尺逐次 移动进行检验。G5主轴端部的跳动 : a. 主轴定心轴 颈的径向跳动 ( 用于用定心轴 颈的床身铣床 ) b
