2018年8月28日,,项目实训三：数控机床的定位精度检验,2018年8月28日,定位精度的检验,1．直线运动定位精度 这项检测一般在空载条件下进行，对所测的每个坐标轴在全行程内，视机床规格，分每20mm、50mm或l00mm间距正向和反向快速移动定位，在每个位置上测出实际移动距离和理论移动距离之差 先进的检测仪器有双频激光干涉仪，用它快速进行五次以上的测量，由处理装置进行计算打印，绘出带±3σ的误差曲线在该曲线上得出正、反向定位时的平均位置偏差、标准偏差Sj，则位置偏差A=(Xj+3Sj)max－(Xj－3Sj)min2018年8月28日,2．直线运动重复定位精度,重复定位精度是反映轴运动稳定性的一个基本指标 机床运动精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性 直线运动重复定位精度的测量可选择行程的中间和两端任意三个点作为目标位置，从正向和反向进行五次定位，测量出实际位置与目标位置之差如各测量点标准偏差最大值为Sjmax，则直线运动重复定位精度为R=6 Sjmax,2018年8月28日,3．直线运动的原点复归精度,数控机床每个坐标轴都要有精确的定位起点，此点即为坐标轴的原点或参考点。
为提高原点返回精度，各种数控机床对坐标轴原点复归采取了一系列措施，如降速、参考点偏移量补偿等同时，每次关机之后，重新开机的原点位置精度要求一致 因此，坐标原点的位置精度必然比行程中其他定位点精度要高对每个直线运动轴，从七个不同位置进行原点复归，测量出其停止位置的数值，以测定值与理论值的最大差值为原点复归精度2018年8月28日,4．直线运动失动量,坐标轴直线运动的失动量，又称直线运动反向差，是该轴进给传动链上的驱动元件反向死区，以及各机械传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映，测量方法与直线运动重复定位精度的测量方法相似2018年8月28日,5．回转工作台的定位精度,以工作台某一角度为基准，然后向同一方向快速转动工作台，每隔30°锁紧定位，选用标准转台、角度多面体、圆光栅及平行光管等测量工具进行测量，正向转动和反向转动各测量一周各定位位置的实际转角与理论值(指令值)之差的最大值即为分度误差2018年8月28日,6．回转工作台的重复分度精度,测量方法是在回转工作台的一周内任选三个位置正、反转重复定位三次，卖测值与理论值之差的最大值为重复分度精度对数控回转工作台，以每30°取一个测量点作为目标位置正、反转进行五次快速定位。
如各测量点标准偏差最大值为Sjmax，则重复定位精度为R=6Sjmax,2018年8月28日,7．数控回转工作台的失动量,数控回转工作台的失动量，又称数控回转工作台的反向差，测量方法与回转工作台的定位精度测量方法一样2018年8月28日,8．回转工作台的原点复归精度,回转工作台原点复归的作用同直线运动原点复归的作用一样复归时，从七个任意位置分别进行一次原点复归，测定其停止位置的数值，以测定值与理论值的最大差值为原点复归精度2018年8月28日,二、切削精度检验,数控机床切削精度检验，又称动态精度检验，是在切削加工条件下，对机床几何精度和定位精度的一项综合考核切削精度检验可分单项加工精度检验和加工一个标准的综合性试件精度检验两种2018年8月28日,(一)加工中心切削精度,1．镗孔精度 试件上的孔先粗镗一次，然后按单边余量小于0．2mm进行一次精镗，检测孔全长上各截面的圆度、圆柱度和表面粗糙度这项指示主要用来考核机床主轴的运动精度及低速走刀时的平稳性2018年8月28日,2．镗孔的同轴度,利用转台180°分度，在对边各镗一个孔，检验两孔的同轴度，这项指标主要用来考核转台的分度精度及主轴对加工平面的垂直度。
2018年8月28日,3．镗孔的孔距精度和孔径分散度,孔距精度反映了机床的定位精度及失动量在工件上的影响孔径分散度直接受到精镗刀头材质的影响，为此，精镗刀头必须保证在加工100个孔以后的磨损量小于0.01mm，用这样的刀头加工，其切削数据才能真实反映出机床的加工精度2018年8月28日,4．直线铣削精度,使x轴和y轴分别进给，用立铣刀侧刃精铣工件周边该精度主要考核机床x向和y向导轨运动几何精度2018年8月28日,5．斜线铣削精度,用G01控制X和Y轴联动，用立铣刀侧刃精铣工件周边 该项精度主要考核机床的X、Y轴直线插补的运动品质，当两轴的直线插补功能或两轴伺服特性不一致时，便会使直线度、对边平行度等精度超差，有时即使几项精度不超差，但在加工面上出现很有规律的条纹，这种条纹在两直角边上呈现一边密，一边稀的状态，这是由于两轴联动时，其中某一轴进给速度不均匀造成的2018年8月28日,6．圆弧铣削精度,用立铣刀侧刃精铣外圆表面，要求铣刀从外圆切向进刀，切向出刀，铣圆过程连续不中断测量圆试件时，常发现图2—1a所示的两半圆错位的图形，这种情况一般都是由一坐标方向或两坐标方向的反向失动量引起的；出现斜椭圆，如图2—1b所示，是由于两坐标的实际系统增益不一致造成的，尽管在控制系统上两坐标系统增益设置成完全一样，但由于机械部分结构、装配质量和负载情况等不同，也会造成实际系统增益的差异；出现圆周上锯齿形条纹，如图2-1c所示，其原因与铣斜四方时出现条纹的原因类似。
2018年8月28日,7．过载重切削,在切削负荷大于主轴功率120％～150％的情况下，机床应不变形，主轴运转正常要保证切削精度，就必须要求机床的定位精度和几何精度的实际误差要比允差小 例如一台中小型加工中心的直线运动定位允差为±0．01／300mm．、重复定位允差±0．007mm、失动量允差0．015mm，但镗孔的孔距精度要求为0．02／200mm不考虑加工误差，在该坐标定位时，若在满足定位允差的条件下，只算失动量允差加重复定位允差(0．015mm+0．014mm=0．029mm)，即已大于孔距允差0．02mm所以，机床的几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复定位精度的实际误差大大小于允差，才能保证切削精度合格2018年8月28日,(二)数控卧式车床的车削精度,对于数控卧式车床，单项加工精度有：外圆车削、端面车削和螺纹切削1．外圆车削外圆车削试件如图2-2所示试件材料为45钢，切削速度100～150m／min，背吃刀图2-2外圆车削试件量0.1～0.15mm，进给量小于或等于0.1mm／r，刀片材料YW3涂层刀具试件长度取床身上最大车削直径的1／2，或最大车削长度的1／3，最长为500mm，直径大于或等于长度的l／4。
精车后圆度小于0．007mm，直径的一致性在200mm测量长度上小于0．03mm(机床加工直径小于或等于800mm时)2018年8月28日,,2．端面车削精车端面的试件如图2-3所示试件材料为灰铸铁，切削速度100m／min，背吃刀量0.1～0.15mm,进给量小于或等于0.1mm／r，刀片材料为YW3涂层刀具，试件外圆直径最小为最大加工直径的1／2精车后检验其平面度，300mm直径上为0.02mm，只允许凹 2018年8月28日,,3．螺纹切削精车螺纹试验的试件如图2-4所示螺纹长度要大于或等于2倍工件直径，但不得小于75mm，一般取80mm螺纹直径接近Z轴丝杠的直径，螺距不超过Z轴丝杠螺距之半，可以使用顶尖精车60°螺纹后，在任意60mm测量长度上螺距累积误差的允差为0．02mm2018年8月28日,,4．综合试件切削综合车削试件如图2-5所示材料为45钢，有轴类和盘类零件，加工对象为阶台、圆锥、凸球、凹球、倒角及割槽等内容，检验项目有圆度、直径尺寸精度及长度尺寸精度等。