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1、,数控机床结构与维护,第七章 数控机床的安装与验收,数控机床属于高精度、自动化机床，安装调试时应严格按机床制造厂商提供的使用说明书及有关的技术标准进行。,第一节 数控机床的安装,【学习目标】 熟悉数控机床对安装地基和安装环境的要求 了解数控机床的安装步骤,【学习内容】,一、对安装地基和安装环境的要求,为增大阻尼减少机床振动，地基应有一定的质量。为避免过大的振动、下沉和变形，地基应具有足够的强度和刚度。机床作用在地基上的压力一般为3104N/m28104N/m2。一般天然地基强度足以保证，但机床要放在均匀的同类地基上。对于精密和重型机床，当有较大的加工件需在机床上移动时，会引起地基的变形，此时就
2、需加大地基刚度并压实地基土以减小地基的变形。地基土的处理方法可采用压夯实法、换土垫层法、碎石挤密法或碎石桩加固法。精密机床或50t以上的重型机床，其地基加固可用预压法或采用桩基。 在数控机床确定的安放位置上，根据机床说明书中提供的安装地基图进行施工，,一般中小型数控机床无需做单独的地基，只需在硬化好的地面上，采用活动垫铁，稳定机床的床身，用支承件调整机床的水平。,图83 活动垫铁,二、安装步骤,1、搬运及拆箱,数控机床吊运应单箱吊装，防止冲击振动。用滚子搬运时，滚子直径以7080mm为宜，地面斜坡度不得大于15。拆箱前应仔细检查包装箱外观是否完好无损；拆箱时，先将顶盖拆掉，再拆箱壁；拆箱后，应
3、首先找出随机携带的有关文件，并按清单清点机床零部件数量和电缆数量等是否齐全，并做检查记录。,起吊时，将尾座移至机床右端锁紧，同时注意使机床底座呈水平状态，防止损坏漆面、加工面及突出部件。在使用钢丝绳时，应垫上木块或垫板，以防打滑。待机床吊起离地面100200mm时，仔细检查悬吊是否稳固。然后再将机床缓缓地送至安装位置，并使活动垫铁、调整垫铁、地脚螺栓等相应地对号入座。,2、就位,图811 数控机床吊运方法示意图,3、找平,将数控机床放置于地基上，在自由状态下按机床说明书的要求调整其水平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。找正安装水平的基准面，应在机床的主要工作面(如机床导轨面或装配基面)上进行。,图8
4、12 垫铁放置图,4、清洗和连接,拆除各部件因运输需要而安装的紧固工件(如紧固螺钉、连接板、楔铁等)，清理各连接面、各运动面上的防锈涂料，清理时不能使用金属或其他坚硬刮具，不得用绵纱或纱布，要用浸有清洗剂的棉布或绸布。清洗后涂上机床规定使用的润滑油，并做好各外表面的清洗工作。,第二节 数控机床的精度检验,【学习目标】 掌握数控车几何精度的检验方法 了解数控机床工作精度的检验方法,【学习内容】,一、数控车床几何精度检测,1、床身导轨的直线度和平行度检测,图814床身导轨的直线度和平行度检测 1、2、3、4-螺栓；5-水平仪,(1)纵向导轨调平后，床身导轨在垂直平面内的直线度 检验工具：精密水平仪
5、 检验方法：如图815所示，水平仪沿Z轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离地在各位置上检验，记录水平仪的读数，导轨全长读数的最大差值即床身导轨在垂直平面内的直线度。,图815 床身导轨在垂直平面内的直线度检测,(2)横向导轨调平后，床身导轨的平行度 检验工具：精密水平仪 检验方法：如图816所示，水平仪沿X轴向放在溜板上，在导轨上移动溜板，记录水平仪读数，其读数最大差值即为床身导轨的平行度误差。,图816 床身导轨的平行度检测,2、溜板在水平面内移动的直线度检测,检验工具：指示器和检验棒、百分表和平尺 检验方法：如图817所示，将检验棒顶在主轴和尾座顶尖上；再将百分表固定在溜板上，百分表水平触及检
6、验棒母线；全程移动溜板，调整尾座，使百分表在行程两端读数相等，检测溜板移动在水平面内的直线度误差。,图817 溜板在水平面内移动的直线度检测,3、尾座移动对溜板移动的平行度检测,图818 尾座移动对溜板移动的平行度测量,使用两个百分表，一个百分表作为基准，保持溜板和尾座的相对位置。将尾座套筒伸出后，按正常工作状态锁紧，同时使尾座尽可能地靠近溜.板，把安装在溜板上的第二个百分表相对于尾座套筒的端面调整为零；溜板移动时也要手动移动尾座直至第二个百分表的读数为零，使尾座与溜板相对距离保持不变。,4、尾座移动对溜板移动的平行度检测,图819 主轴跳动误差检测,用专用装置在主轴线上加力F(F的值为消除轴
7、向间隙的最小值)，把百分表安装在机床固定部件上，然后使百分表测头沿主轴轴线分别触及专用装置的钢球和主轴轴肩支承面；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴的轴向窜动误差和主轴轴肩支承面的跳动误差。,5、主轴定心轴颈的径向跳动检测,图820 主轴定心轴颈的径向跳动误差检测,把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直于主轴定心轴颈并触及主轴定心轴颈；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴定心轴颈的径向跳动误差。,6、主轴锥孔轴线的径向跳动检测,图821 主轴锥孔轴线的径向跳动误差检测,将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大读数差
8、值，在a、b处分别测量标记检验棒与主轴的圆周方向的相对位置，取下检检棒，同向分别旋转检验棒90、180、270后重新插入主轴锥孔，在每个位置分别检测。,7、主轴轴线(对溜板移动)的平行度,图822 主轴轴线的平行度检测,将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在溜板(或刀架)上，然后使百分表测头在垂直平面内触及被测表面(检验棒)，移动溜板，记录百分表的最大读数差值及方向；旋转主轴180，重复测量一次，取两次读数的算术平均值作为在垂直平面内主轴轴线对溜板移动的平行度误差；再使百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面(检验棒)，按上述方法重复测量一次，即得水平平面内主轴轴线对溜板移动的平行度误差。,8、
9、主轴项尖的跳动检测,图823 主轴顶尖的误差检测跳动,将专用顶尖插在主轴锥孔内，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大读数差值。,9、尾座套筒轴线(对溜板移动)的平行度检测,图824 尾座套筒轴线的平行度检测,将尾座套筒伸出有效长度后，按正常工作状态锁紧。百分表安装在溜板(或刀架上)，然后使百分表测头在垂直平面内垂直触及被测表面(尾座筒套)，移动溜板，记录百分表的最大读数差值及方向，即得在垂直平面内尾座套筒轴线对溜板移动的平行度误差；再使百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面(尾座套筒)，按上述的方法重复测量一次，即得水平平面内尾座套筒轴线对溜板
10、移动的平行度误差。,10、尾座套筒锥孔轴线(对溜板移动)的平行度检测,图825 尾座套筒锥孔轴线的平行度检测,尾座套筒不伸出并按正常工作状态锁紧，将检验棒插在尾座套筒锥孔内，指示器安装在溜板(或刀架)上，然后把百分表测头在垂直平面内垂直触及被测表面(尾座套筒)，移动溜板，记录百分表的最大读数差值及方向；取下检验棒，旋转检验棒180。后重新插入尾座套孔，重复测量一次，取两次读数的算术平均值作为在垂直平面内尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度误差；再把百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面，按上述方法重复测量一次，即得在水平平面内尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度误差。,11、床头和尾座两顶尖的等高
11、度检测,图826 床头和尾座两顶尖的等高度检测,将检验棒顶在床头和尾座两顶尖上，把百分表安装在溜板(或刀架)上，使百分表测头在垂直平面内垂直触及被测表面(检验棒)，然后移动溜板至行程两端，移动小拖板(X轴)，记录百分表在行程两端的最大读数值的差值，即为床头和尾座两顶尖的等高度。测量时注意方向。,12、刀架横向移动对主轴轴线的垂直度检测,图827 刀架横向移动对主轴轴线的垂直度检测,将圆盘安装在主轴锥孔内，百分表安装在刀架上，使百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面(圆盘)，再沿X轴移动刀架，记录百分表读数的最大差值及方向；将圆盘旋转180，重新测量一次，取两次读数的算术平均值作为横刀架横向移动
12、对主轴轴线的垂直度误差。,二、数控车床工作精度检验,1、精车圆柱试件的圆度,图828 精车圆度检测试件,用千分尺测量检验试件靠近主轴轴端的半径变化，取半径变化最大值近似作为圆度误差；用千分尺测量检验零件的每一个环带直径的变化，取最大差值作为切削加工直径的一致性误差。,2、精车端面的平面度,图829 精车端面平面度检测试件,使刀尖回到车削起点位置，把指示器安装在刀架上，指示器测头在水平平面内垂直触及圆盘中间，负X轴向移动刀架，记录指示器的读数及方向；用终点时读数减起点时读数除以2即为精车端面的平面度误差；数值为正，则平面是凹的。,3、螺距精度,图830 螺距精度检验试件,可取外径为50mm，长度
13、为75mm，螺距为3mm的丝杠作为试件进行检测(加工完成后的试件应充分冷却),4、精车圆柱形零件的直径尺寸精度、精车圆柱形零件的长度尺寸精度,图831 精车轴类零件轮廓的偏差检验试件,用程序控制加工圆柱形零件(零件轮廓用一把单刃车刀精车而成)，测量其实际轮廓与理论轮廓的偏差，允差应小于O.045mm。,三、加工中心几何精度检测,1、机床调平,图832 机床水平的调整,将工作台置于导轨行程的中间位置，将两个水平仪分别沿X和y坐标轴置于工作台中央，调整机床垫铁高度，使水平仪水泡处于读数中间位置；分别沿X和y坐标轴全行程移动工作台，观察水平仪读数的变化，调整机床垫铁的高度，使工作台沿X和y坐标轴全行
14、程移动时水平仪读数的变化范围小于2格，且读数处于中间位置即可。,2、检测工作台面的平面度,工作台位于行程的中间位置。在工作台面上选择由0、A、C三点所组成的平面作为基准面，并使两条直线OA和OC互相垂直且分别平行于工作台面的轮廓边。将水平仪放在工作台面上，采用两点连锁法，分别沿OX和OY方向移动，测量台面轮廓OA、OC上的各点，然后使水平仪沿OA、OA、CB移动，测量整个台面轮廓上的各点。通过作图或计算，求出各测点相对于基准面的偏差，以其最大与最小偏差的代数差值作为平面度误差。,d、d每次测量移动距离 图833工作台面平面度的检测,将检验棒插在主轴锥孔内，百分表安装在机床固定部件上，百分表测头
15、垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大读数差值，在a、b处分别测量主轴端部和与主轴端部相距L(100)处主轴锥孔轴线的径向跳动。标记检验棒与主轴的圆周方向的相对位置，取下检验棒，同向分别旋转检验棒90、180、270后重新插入主轴锥孔，在每个位置分别检测。4次检测的平均值为主轴锥空轴线的径向跳动误差。,3、主轴锥孔轴线的径向跳动,图834 主轴锥孔轴线的径向跳动检测,4、主轴轴线对工作台面的垂直度,将带有百分表的表架装在轴上，并将百分表的测头调至平行于主轴轴线，被测平面与基准面之间的平行度偏差可以通过百分表测头在被测平面上的摆动测得。主轴旋转一周，百分表读数的最大差值即为垂直度偏差。分别
16、在XZ、YZ平面内记录百分表在相隔180的两个位置上的读数差值。为消除测量误差，可在第一次检验后将检验工具相对于轴转过180再重复检验一次。,图835 主轴轴线对工作台面的垂直度,5、主轴竖直移动方向对工作台面的垂直度,将等高块沿y轴向放在工作台上，平尺置于等高块上，将角尺置于平尺上(在Y-Z平面内)，指示器固定在主轴箱上，指示器测头垂直触及角尺，移动主轴箱，记录指示器读数及方向，其读数最大差值即为在Y-Z平面内主轴箱垂直移动对工作台面的垂直度误差；同理，将等高块、平尺、角尺置于X-Z平面内重新测量一次，指示器读数最大差值即为在Y-Z平面内主轴箱垂直移动对工作台面的垂直度误差。,园836 主轴竖直移动方向对工作台面的垂直度检测,6、主轴套筒竖直移动方向对工作台面的垂直度,图837 主轴套筒移动对工作台面的垂直度检测,将等高块沿y轴向放在工作台上，平尺置于等高块上，将圆柱角尺置于平尺上，并调整角尺位置使角尺轴线与主轴轴线同轴；百分表固定在主轴上，百分表测头在Y-Z平面内垂直触及角尺，移动主轴，记录百分表读数及方向，其读数最大差值即为在Y-Z平面内主轴垂直移动对工作台面的垂直度误差；同理，百分表测头在X-Z平面内垂直触及角尺重新测量一次，百分表读数最大差值为在X_Z平面内主轴箱垂直移动对工作台面的垂直度误差。,
