數(shù)控機床幾何精度

1、數(shù)控機床實驗四 數(shù)控機床幾何精度1.為什么要進行幾何精度檢驗 在機床加工精密零件之前，事先知道它能否生產(chǎn)出好的零件是極其重要的，這對于減少廢品數(shù)目和機器停工時間非常有效。 目前已經(jīng)有許多企業(yè)認(rèn)識到這一點，并已開始廣泛采納國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)IS0230、美國美國ASME B554機床標(biāo)準(zhǔn)或中國中國GB標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)來保證數(shù)控機床能“健康”地工作，從而提高生產(chǎn)率。2、機床幾何精度檢驗概念 機床幾何精度檢驗，又稱靜態(tài)精度檢驗，是綜合反映機床關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形狀誤差。數(shù)控機床數(shù)控機床的幾何精度的檢驗工具和檢驗方法類似于普通機床，但檢測要求更高。保證加工精度的基本條件機床幾何精度 線和面的形狀誤差

2、位置或位移誤差運動精度 決定著加工精度的運動件在低速空轉(zhuǎn)時的運動精度相對位置精度 加工精度的零部件之間及其運動軌跡之間的相對位精度檢測環(huán)境 幾何精度檢測必須在地基完全穩(wěn)定、數(shù)控機床地腳螺栓處于壓緊狀態(tài)下進行。機床考慮到地基可能隨時間而變化，一般要求機床使用半年后，再復(fù)校一次幾何精度。在幾何精度檢測時應(yīng)注意測量方法及測量工具應(yīng)用不當(dāng)所引起的誤差。在檢測時，應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，即機床接通電源后，在預(yù)熱狀態(tài)下，機床各坐標(biāo)軸往復(fù)運動幾次，機床主軸按中等的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)十多分鐘后進行。相關(guān)知識概述1、公差 公差是限制尺寸、形狀、位置和位移所不能超過的變動量，包括尺寸公差和形狀公差。2、尺寸公差 允許偏離名義尺寸

3、的極限，用長度單位表示。例如3、直線度： 在平面內(nèi)的一條給定長度的線，當(dāng)其上所有的點均包含在平行于該線的總方向且相對距離與公差相等的兩條直線內(nèi)時，著該直線被認(rèn)為是直線4、平行度： 平行度是指以控制被測要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成0（或距離差值為0）的要求國家標(biāo)準(zhǔn)檢測（一）、直線度 1、一條線在一個平面或空間內(nèi)的直線度，如數(shù)控臥式車床床身導(dǎo)軌的直線度； 2、部件的直線度，如數(shù)控升降臺銑床工作臺縱向基準(zhǔn)T形槽的直線度； 3、運動的直線度，如立式加工中心X軸軸線運動的直線度。 （二）、平面度（如立式加工中心工作臺面的平面度） 測量方法有：平板法、平板和指示器法、平尺法、精密水平儀法和光學(xué)法。 國家標(biāo)準(zhǔn)

4、檢測（三）、平行度、等距度、重合度 線和面的平行度，如數(shù)控臥式車床頂尖軸線對主刀架溜板移動的平行度； 運動的平行度，如立式加工中心工作臺面和X軸軸線間的平行度； 等距度，如立式加工中心定位孔與工作臺回轉(zhuǎn)軸線的等距度； 同軸度或重合度，如數(shù)控臥式車床工具孔軸線與主軸軸線的重合度。 （四）、垂直度 直線和平面的垂直度，如立式加工中心主軸軸線和X軸軸線運動間的垂直度； 運動的垂直度，如立式加工中心Z軸軸線和X軸軸線運動間的垂直度。 （五）、旋轉(zhuǎn) 徑向跳動，如數(shù)控臥式車床或主軸定位孔的徑向跳動； 周期性軸向竄動,如數(shù)控臥式車床主軸的周期性軸向竄動； 端面跳動，如數(shù)控臥式車床主軸的卡判定位端面的跳動。

5、2.實驗?zāi)康呐c實驗要求 實驗?zāi)康模?1.熟悉機床幾何精度檢驗的內(nèi)容、原理、方法和步驟 2.掌握儀器的使用，以及實驗數(shù)據(jù)的處理，誤差曲線的繪制 3.通過實驗，了解被檢驗機床的幾何精度狀況和加工精度關(guān)系 實驗設(shè)備和儀器 設(shè)備:CK6136車床 儀器：框式水平儀 驗棒 千分表 磁性表座實驗原理機床幾何精度是指機床在不運動（如主軸不轉(zhuǎn)、工作臺不移動等）或運動速度較低時的精度，它規(guī)定決定加工精度的各主要零部件間以及這些部件的運動軌跡相對運動的允差。一切機床都有一定的幾何精度要求，常用機床已經(jīng)制定了這方面的標(biāo)準(zhǔn)，按JB231478普通機床規(guī)定，車床精度檢驗包括車床導(dǎo)軌直線度、平行度、車端面的平面度，主軸回

6、轉(zhuǎn)精度18項。測量項目一 A.床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度（G1縱向）全長的直線度誤差：曲線相對其兩端連線的最大坐標(biāo)值。測量方法：將水平儀沿Z軸放在溜板上靠近前導(dǎo)軌上（如圖示）從刀架處于主軸箱一端的極限位置開始從左等距離向右移動依次記錄溜板在每一位置時水平儀的讀數(shù)。注意事項：等距離：近似等于規(guī)定的局部誤差長度：250mm。正負(fù)值：習(xí)慣上把氣泡移動方向與溜板移動方向相同時為正值；相反為負(fù)值。導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度曲線： 溜板在起始位置時的水平儀讀數(shù)為起點，從坐標(biāo)原點起作一析線段，其后每次讀數(shù)都應(yīng)以前一讀數(shù)的析段的終點作為起點。測量過程+1.8+1.4-0.8-1.60 250 500 750

7、10004321數(shù)據(jù)處理+1.8+1.4-0.8-1.60 250 500 750 10004321AABBCCD由上面的表格得出，導(dǎo)軌全場的直線度誤差 全為：(BB誤差曲線中的最大誤差格數(shù))全=BB水平儀規(guī)格被測時的每次移動距離 = 2.8 0.02/1000 250=0.0140.0140.02（直線度全程允許公差）這臺車床床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度檢驗合格國標(biāo)：在5001000長度內(nèi)只許凸起0.02全長的直線度誤差：曲線相對其兩端連線的最大坐標(biāo)值。測量項目一（G1橫向）B、橫向?qū)к壵{(diào)平后，床身導(dǎo)軌的平行度 導(dǎo)軌（橫向）的平行度誤差：水平儀在全部測量長度上讀數(shù)的最大代數(shù)值。檢驗工具：精密水

8、平儀 檢驗方法：將水平儀固定放置在溜板的橫向位置，縱向等距離移動溜板，從左等距離到右。尾座記錄溜板在每一位置的水平儀的讀數(shù)。 橫向?qū)к壍钠叫卸纫螅涸什頼m100004. 0. 測量方法圖示（0） 0（0.007） +1（0.014） +2（0.0266） +3.8由上圖可知導(dǎo)軌的平行度誤差為：平=格數(shù)水平儀規(guī)格350 =3.8 0.02/1000 350 =0.02660.02660.04（允許公差值）導(dǎo)軌的平行度合格實驗提問1、為什么只許導(dǎo)軌中間凸起？因為：導(dǎo)軌中間部分使用機會較多，比較容易磨損。2、床身導(dǎo)軌的平行度對加工質(zhì)量的影響。車內(nèi)外圓時，刀具縱向移動過程，前后擺動，影響工件素線的直

9、線度，影響較大。測量項目二主軸軸肩支撐面的跳動（G4）檢驗方法：將千分表測頭頂在軸肩支承面靠 近邊緣處，旋轉(zhuǎn)主軸，分別在相隔90的各個位置上檢驗，四次中的最大差值。主軸軸肩支承面的跳動：允差：0.02注意事項： 靠近邊緣處：才是最大跳動量。 相隔90四處：測量的精度較高。測量如圖支承面的跳動對加工質(zhì)量的影響：卡盤或其它夾具裝在主軸上將產(chǎn)生歪斜；影響被加工表面與基準(zhǔn)面之間的相互位置精度；內(nèi)外圓軸度，端面對圓柱軸線的垂直度等。測量項目三主軸錐孔中心線的徑向圓跳動(G6) 檢驗工具：指示器和檢驗棒，百分表 測量方法圖示aba)靠近主軸端面，允差：0.01 b)距主軸端面不超過300，允差：0.02

10、檢驗方法：在主軸錐孔中插入檢驗棒， 將千分表用磁性表架固定在溜板上使表頭垂直觸及檢驗棒的圓柱面a和b處，如圖所示，使主軸緩慢旋轉(zhuǎn)，a和 b 處分別讀取千分表讀數(shù)。每測一次，需將檢驗捧相對于主軸孔旋轉(zhuǎn) 90重新插入，測量四次。 四次讀數(shù)的算術(shù)平均值為主軸錐孔中心線的徑向圓跳動誤差。G6a090180270主軸端面處主軸端面處允差允差檢測結(jié)論檢測結(jié)論0.01G6b300mm處0.02實驗提問 為什么驗棒相對主軸旋轉(zhuǎn)90檢驗三次： 為什么取四次結(jié)果的平均值： 主軸錐孔軸線的徑向跳動對加工質(zhì)量的影響：兩尖頂支承工件車削外圓時：a.圓度b.加工表面與中心孔的同軸度。c.多次裝夾時對加工出的各表面有同軸度

11、，工件表面粗糙度均有影響。 消除棒誤差影響。精確度較高。測量項目四溜板移動對主軸中心線的平行度(G7) 檢驗工具：指示器和檢驗棒，百分表 檢驗方法：在主軸錐孔中插人檢驗棒， 將千分表用磁性表架固定在溜板上使表頭垂直觸及檢驗棒的圓柱面a和 b處。如圖所示。移動溜板，a和 b處分別讀取千分表讀數(shù)，然后主軸旋轉(zhuǎn)180再測取一次讀數(shù)，兩次讀數(shù)的代數(shù)和之半為溜板移動對主軸中心線的平行度誤差。主軸回轉(zhuǎn)180，兩次測量結(jié)果的代數(shù)和的一半。目的是：消除測量棒本身的誤差，精度較高。 a為在水平面內(nèi)平行度誤差，只允許向前偏; b為在垂直平面內(nèi)平行度誤差，只允許向上偏。方向只許向上偏：由于工件本身的總量是垂直向下方

12、向只許向前偏：由于工件本身在加工過程中受到切削G7a0180水平處水平處允差允差結(jié)論結(jié)論0.015G7b垂直處0.02實驗提問主軸軸線對溜板移動的平行度對加工質(zhì)量的影響。用卡盤或其文夾具夾持工件（即不用后頂尖支承）。車削內(nèi)外圓時，刀尖移動軌跡與工件回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)平行度誤差工件產(chǎn)生錐度；在垂直面平面內(nèi)的平行度誤差工件素線的直線度。討論問題 1） G6項目為何用檢驗棒按0、90、180、270四種安裝位置測定，而綜合求得結(jié)論數(shù)據(jù)？ 2） G7項目為何用主軸在0、180兩個位置測定，綜合求得結(jié)論數(shù)據(jù)？ 3）舉例說明一種幾何精度的影響數(shù)據(jù)匯總水平儀的使用和讀數(shù) 水平儀是用于檢查各種機床及其它機械設(shè)備導(dǎo)軌的直線