數(shù)控機床及其維護(hù)教程數(shù)控車床的精度檢驗課件

1、2022/7/2711-1數(shù)控車床精度檢驗 1.1 數(shù)控車床幾何精度檢驗1.2 數(shù)控車床定位精度檢驗1.3 數(shù)控車床工作精度檢驗2022/7/2711-21.1 幾何精度檢驗 數(shù)控車床的幾何精度是指機床各部件工作表面的幾何形狀及相互位置接近正確幾何基準(zhǔn)的程度。 數(shù)控車床的幾何精度綜合反映車床的關(guān)鍵機械零部件及其組裝后的幾何形狀誤差。它決定運動件在低速空轉(zhuǎn)時的運動精度；決定加工精度的零件、部件之間及其運動軌跡之間的相對位置精度。 2022/7/2711-3 數(shù)控車床在機械加工領(lǐng)域中是極為普遍的機械設(shè)備之一，車削加工時，車床、刀具、切削用量和工藝等因素直接影響加工精度，而在正常加工條件下進(jìn)行各項的

2、切削加工，車床本身的幾何精度是其中最重要的因素。2022/7/2711-4 例如： 車端面時的平面度和垂直度,主要決定于中拖板移動對主軸軸線的垂直度。 車削圓柱面時，圓柱度主要決定于工件回轉(zhuǎn)軸線的穩(wěn)定性，車刀刀尖移動軌跡的直線度以及與工件回轉(zhuǎn)軸線的平行度，就是說主要決定于車床主軸與刀架的運動，包括主軸與刀架移動的平行度。2022/7/2711-5 因此，掌握和研究車床精度的檢驗項目和檢驗方法，探討機床誤差對加工質(zhì)量的影響是極其重要的。 以CAK40100為例，介紹數(shù)車的幾何精度檢測方法。2022/7/2711-61.1.1 導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度、導(dǎo)軌的平行度1.1.1.1 檢驗要求2022

3、/7/2711-71.1.1.2 檢驗工具1.精密水平儀2.水平儀使用方法： 水平儀是用于檢查各種機床及其它機械設(shè)備導(dǎo)軌的不直度、機件相對位置的平行度以及設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置的儀器。 水平儀是機床制造、安裝和修理中最基本的一種檢驗工具。一般框式水平儀的外形尺寸是200200mm，精度為0.02/1000。水平儀的刻度值是氣泡運動一格時的傾斜度，以每米多少毫米為單位，刻度值也叫做讀數(shù)精度或靈敏度。 若將水平儀安置在1米長的平尺表面上，在右端墊0.02毫米的高度，此時氣泡的運動距離正好為一個刻度。如圖1所示。2022/7/2711-82022/7/2711-9 測量導(dǎo)軌時，水平儀的移動方向

4、習(xí)慣上是從左向右移動，機床導(dǎo)軌的凸凹是由氣泡的運動方向來確定。如圖2 所示。 如果導(dǎo)軌是凸的，水平儀向右移動，水平儀的氣泡向相反方向運動，如圖2（1）所示。 如果導(dǎo)軌是凹的，水平儀向右移動，水平儀的氣泡向相同方向運動，如圖2（2）所示。2022/7/2711-101.1.1.3導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度測量方法 將水平儀縱向放在溜板上靠近前導(dǎo)軌上，從刀架處于主軸箱一端的極限位置開始從左等距離向右，依次記錄溜板在每一位置時水平儀的讀數(shù)，作導(dǎo)軌曲線圖。導(dǎo)軌全長的直線度誤差全為： 全=最大變化格數(shù)水平儀規(guī)格測量時每次移動距離2022/7/2711-11例如：檢驗一臺最長工件長度Dc=750mm臥式車床，

5、溜板每移動250mm測量一次，水平儀刻度值為0.02/1000；溜板在各個測量位置時水平儀的讀數(shù)依次為：+1.8、+1.4、-0.8、-1.6格根據(jù)讀數(shù)畫曲線圖如下：由上圖可以得出，導(dǎo)軌全長的直線度誤差全為：公式：全=最大變化格數(shù)水平儀規(guī)格測量時每次移動距離 全=2.80.02/1000250 =0.014mm2022/7/2711-12由上圖可以得出，導(dǎo)軌局部的直線度誤差局為：公式：局=變化格數(shù)水平儀規(guī)格測量時每次移動距離 局=（1.6-0）0.02/1000250 =0.008mm0.0140.0075(局部公差)因為在導(dǎo)軌兩端 這臺車床的導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度檢驗合格。2022/7/2

6、711-131.1.1.4導(dǎo)軌（橫向）的平行度測量方法 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。記錄溜板在每一位置的水平儀的讀數(shù)。 導(dǎo)軌的平行度誤差： 平水平儀在全部測量長度上讀數(shù)的最大代數(shù)值水平儀規(guī)格2022/7/2711-14例如：檢驗一臺導(dǎo)軌長度Dc=750mm臥式車床，溜板每移動250mm測量一次，水平儀刻度值依次為：0、+1、+2、+3.8，水平儀刻度值為0.02/1000。 平3.8 0.02/10000.076/1000 0.076/10000.04/1000 導(dǎo)軌橫向的平行度不合格。2022/7/2711-15注意：（1）為什么只許導(dǎo)軌中間凸起？

7、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)軌在垂直平面內(nèi)的直線度對加工質(zhì)量的影響如何？ 車床車內(nèi)外圓時，刀具縱向移動過程中高低位置發(fā)生變化，影響工件素線的直線度，但影響較小。 （3）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，影響工件素線的直線度，影響較大。2022/7/2711-161.1.2 溜板移動在水平面內(nèi)的直線度1.1.2.1 檢驗要求2022/7/2711-171.1.2.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3.檢驗棒11.1.2.3 測量方法： 在主軸錐孔及尾座錐孔中分別插入頂尖，檢驗棒裝入頂尖中，把磁力表座固定在刀架上，使千分表測頭

8、接觸檢驗棒表面，如圖所示，移動溜板檢驗，千分表的最大差值。1.1.2.4 對加工質(zhì)量的影響 車內(nèi)外圓時，刀具縱向移動過程中前后位置發(fā)生變化，影響工件素線的直線度，影響較大。 2022/7/2711-181.1.3 主軸和尾座兩頂尖的等高度1.1.3.1 檢驗要求1.1.3.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3. 檢驗棒12022/7/2711-191.1.3.3 測量方法： 在主軸錐孔及尾座錐孔中分別插入頂尖，檢驗棒裝入頂尖中，把磁力表座固定在刀架上，使千分表測頭接觸檢驗棒表面，如圖所示，移動溜板檢驗，千分表的最大差值。1.1.3.4其對加工質(zhì)量的影響用兩頂尖支承工件車削外圓時，刀尖移動軌跡與

9、工件回轉(zhuǎn)軸線間產(chǎn)生平行度誤差，影響工件素線的直線度；用裝在尾座套筒錐孔中的孔加工刀具進(jìn)行鉆、擴、鉸孔時，刀具軸線與工件回轉(zhuǎn)軸線間產(chǎn)生同軸度誤差，引起被加工孔徑擴大。 2022/7/2711-201.1.4 主軸軸向竄動、軸肩支承面的跳動1.1.4.1 檢驗要求1.1.4.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3.專用檢具22022/7/2711-214.4.3 測量方法：）主軸的軸向竄動允差 在主軸錐孔中插入一專用檢具，棒端部中心孔內(nèi)放一鋼球，千分表的平測頭頂在鋼球上，旋轉(zhuǎn)主軸進(jìn)行檢驗，千分表讀數(shù)的最大差值，就是竄動量。b）主軸軸肩支承面的跳動 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

10、在相隔90的四個位置上檢驗，四次中的最大差值。2022/7/2711-221.1.5 主軸定心軸徑的徑向跳動1.1.5.1 檢驗要求1.1.5.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座2022/7/2711-231.1.5.3 測量方法： 將千分表固定在機床上，使其測頭垂直觸及主軸定心軸頸（包括圓錐軸頸）的表面，旋轉(zhuǎn)主軸，千分表的最大差值。 1.1.5.4其對加工質(zhì)量的影響 1.用卡盤夾持工件車內(nèi)外圓時： a.加工表面與夾特面的同軸度圓度 b.多次裝夾中加工出的表面的同軸度。 2.鉆、擴、鉸孔時引起孔徑擴大以及工件表面粗糙度。2022/7/2711-241.1.6 主軸錐孔軸線的徑向跳動1.1.6.

11、1 檢驗要求1.1.6.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3.專用檢具32022/7/2711-251.1.6.3 測量方法： 在主軸錐孔中插入一檢驗棒，將千分表固定在機床上，使其測頭觸及檢驗的圓柱面，旋轉(zhuǎn)主軸，分別在a和b處檢驗，千分表的讀數(shù)差值。 1.1.6.4注意事項相對主軸旋轉(zhuǎn)90檢驗三次，消除棒誤差影響；取四次結(jié)果的平均值，精確度較高。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，工件表面粗糙度均有影響。2022/7/2711-261.1.7 主軸軸線對溜板縱向移動的平行度1.1.7.

12、1 檢驗要求1.1.7.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3.專用檢具32022/7/2711-271.1.7.3 測量方法： 在主軸錐孔中插入一檢驗棒，把千分表固定在刀架上，使千分表測頭觸及檢驗棒表面，分別在a、b兩處移動溜板檢驗，千分表的最大差值。 注意： 主軸回轉(zhuǎn)180，消除檢驗棒本身的誤差，兩次測量結(jié)果的代數(shù)和的一半。2022/7/2711-281.1.8 主軸頂尖的徑向跳動1.1.8.1 檢驗要求1.1.8.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3.頂尖2022/7/2711-291.1.8.3 測量方法： 將檢驗用的專用頂尖插入主軸錐孔，用千分表進(jìn)行檢驗，使其觸頭垂直觸及頂尖表面，旋轉(zhuǎn)

13、主軸，千分表的最大差值。 注意：主軸竄動量對跳動量的影響：實值=1.1.8.4其對加工質(zhì)量的影響 車外圓時圓度。 加表面中的孔同軸度 多次裝夾時加工出的表面同軸度 工件表面粗糙度2022/7/2711-301.1.9 尾座套筒軸線對溜板移動的平行度1.1.9.1 檢驗要求1.1.9.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座2022/7/2711-311.1.9.3 測量方法： 將千分表固定在刀架上，使其測頭觸及尾座套筒表面，移動溜板，分別在a和b處檢驗，千分表的讀數(shù)差值。1.1.9.4其對加工質(zhì)量的影響用裝在尾座套筒錐孔中的刀具進(jìn)行鉆、擴、鉸孔時，刀具軸線與工件回轉(zhuǎn)軸線間產(chǎn)生同軸度誤差，使加工孔的直

14、徑擴大并產(chǎn)生喇叭形。 2022/7/2711-321.1.10 尾座套筒錐孔軸線對溜板移動的平行度1.1.10.1 檢驗要求1.1.10.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座3.專用檢具32022/7/2711-331.1.10.3 測量方法： 在尾座錐孔中插入一檢驗棒，將千分表固定在溜板上，使其測頭觸及檢驗的圓柱面，移動溜板，在300長度上，千分表的讀數(shù)差值。 注意；相對套筒旋轉(zhuǎn)180檢驗一次，消除棒誤差影響；取二次結(jié)果的平均值。1.1.10.4其對加工質(zhì)量的影響用裝在尾座套筒錐孔中的刀具進(jìn)行鉆、擴、鉸孔時，刀具進(jìn)給方向與工件回轉(zhuǎn)軸線不重合，引起被加工孔的孔徑擴大和產(chǎn)生喇叭形；用兩頂尖支承工件

15、車削外圓時，影響工件素線的直線度。 2022/7/2711-341.1.11 尾座移動對溜板移動的平行度1.1.11.1 檢驗要求1.1.11.2 檢驗工具1.千分表2.磁力表座2022/7/2711-351.1.11.3 測量方法： 把磁力表座固定在刀架上，使千分表測頭接觸尾座套筒表面，如圖所示。尾座盡可能地靠近溜板，使其一起移動，得出讀數(shù)。為了使固定在回轉(zhuǎn)刀架上的指示器測頭總是觸及在 同一點上尾座套筒應(yīng)保持鎖緊狀態(tài)。進(jìn)行檢測時，尾座應(yīng)按正常工作狀態(tài)鎖緊。沿著行程在每隔300處記錄讀數(shù)。 誤差為千分表讀數(shù)的最大差值。1.1.11.4對加工質(zhì)量的影響 尾座移至床身導(dǎo)軌上不同縱向位置時，尾座套孔

16、的錐孔軸線與主軸軸線會產(chǎn)生等高度誤差，影響鉆、擴、鉸孔以及兩頂尖支承工件車削外圓時的加工精度。 2022/7/2711-361.1.12 橫刀架橫向移動對主軸軸線的垂直度1.1.12.1 檢驗要求1.1.12.2 檢驗工具1.千分表2. 磁力表座3. 專檢具4或直角尺2022/7/2711-371.1.12.3 測量方法： 方法一：將檢驗平盤固定在主軸上，千分表固定在中拖板上，移動中拖板進(jìn)行檢驗，然后將主軸旋轉(zhuǎn)180，再測一次，兩次測量結(jié)果的代數(shù)和之差。方法二：用直角尺的一邊為基準(zhǔn)，即把直角尺放置導(dǎo)軌上，千分表裝在中拖板上，在縱向測量直角尺一底面的左右兩邊的讀數(shù)相等。如不等則調(diào)整水平儀左右兩邊

17、位置直到相等，然后橫向測量的千分表的最大代數(shù)差值。 1.1.12.4其對加工質(zhì)量的影響車端面時對工件端面的平面度和垂直度受影響。2022/7/2711-381.2 數(shù)控車床定位精度檢測 數(shù)控車床定位精度是指機床各坐標(biāo)軸在數(shù)控裝置控制下運動所能達(dá)到的位置精度。 定位精度決定于數(shù)控系統(tǒng)和機械傳動誤差。機床各運動部件的運動是在數(shù)控裝置的控制下完成的，各運動部件所能達(dá)到的精度直接反映加工零件所能達(dá)到的精度。 2022/7/2711-391.2.1 檢測位置精度常用的儀器 檢測位置精度常用的儀器是雙頻激光干涉儀，其可對機床各種坐標(biāo)運動精度進(jìn)行測量，也可對機床各種定位裝置進(jìn)行高精度的校正。 2022/7/

18、2711-401雙頻激光干涉儀 2022/7/2711-41 它常用于檢定測長機、三坐標(biāo)測量機、光刻機和加工中心等的坐標(biāo)精度，也可用作測長機、高精度三坐標(biāo)測量機等的測量系統(tǒng)。 利用相應(yīng)附件，還可進(jìn)行高精度直線度測量、平面度測量和小角度測量。2022/7/2711-421.2 位置精度檢驗 數(shù)控車床的定位精度項目包括刀架定位精度與機床位置精度。 數(shù)控車床的位置精度的測量可根據(jù)：GB10931-89數(shù)字控制機床位置精度的評定方法 進(jìn)行評定。 以CAK40100為例，介紹數(shù)車的位置精度檢測方法。2022/7/2711-431機床定位精度 機床定位精度是指數(shù)控機床移動部件(工作臺或刀具)實際運動位置與

19、指令位置的一致程度，其不一致的差值即為定位誤差。 影響數(shù)控機床定位精度的因素包括伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)誤差以及運動部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。定位誤差直接影響零件的尺寸精度。2022/7/2711-442機床的重復(fù)定位精度 機床的重復(fù)定位精度是指在相同的操作方法和條件下，在完成規(guī)定操作次數(shù)過程中得到結(jié)果的一致程度。 重復(fù)定位精度主要由伺服系統(tǒng)和機床進(jìn)給系統(tǒng)的性能所決定，例如，伺服元件開關(guān)特性、進(jìn)給部件的間隙、剛性和摩擦特性等，一般情況下，重復(fù)定位精度呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它會影響批量零件加工的一致性，是一項非常重要的性能指標(biāo)。2022/7/2711-45（2） 檢驗要求3. 檢驗位置精度（1

20、）檢驗項目定位精度、重復(fù)定位精度、反向偏差2022/7/2711-46（3） 檢驗儀器激光干涉儀（4）測量方法： 選擇j個目標(biāo)位置，用Pj表示目標(biāo)位置，每個目標(biāo)位置測量n次。 每次趨近時實際位置Pij減去目標(biāo)位置Pj的差值作為位置偏差Xij 。用符號表示正方向趨近，用符號表示負(fù)方向趨近。則有：2022/7/2711-47（5）計算方法： n次趨近目標(biāo)位置Pj時，可得到平均位置偏差Xj 和Xj 。 2022/7/2711-48 n次趨近目標(biāo)位置Pj時的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sj 和Sj 。2022/7/2711-49 1）重復(fù)定位精度R 為標(biāo)準(zhǔn)偏差Sj和Sj中的最大的6倍 R=6 Sjmax2）定位精度A 取

21、（Xj+3Sj）、（ Xj+3Sj ）中的最大值減（Xj-3Sj）、（ Xj-3Sj ）中的最小值之差值。 A= （Xj+3Sj）- （Xj-3Sj）3）反向偏差值B 為各目標(biāo)位置反向差值中的最大值。 B (Xj- Xj)max2022/7/2711-501.2.3 刀架定位精度（1）檢驗要求2022/7/2711-51（2）檢驗工具1.千分表2.磁力表座（3）測量方法： 把磁力表座固定，使千分表測頭接觸刀架表面，如圖所示，用自動循環(huán)使回轉(zhuǎn)刀架退回，轉(zhuǎn)位360度，再返回原來的位置，記錄新的讀數(shù)。千分表的最大差值。 誤差以回轉(zhuǎn)刀架至少回轉(zhuǎn)三周的最大和最小讀數(shù)之差值計。本檢驗對回轉(zhuǎn)刀架的每一個位置都應(yīng)重復(fù)進(jìn)行檢驗，對于每一個位置，指示器都應(yīng)調(diào)到零。2022/7/2711-521.3 工作精度檢驗 數(shù)控機床完成以上的檢驗和調(diào)試后，實際上已經(jīng)基本完成獨立各項指標(biāo)的相關(guān)檢驗，但是也并沒有完全充分的體現(xiàn)出機床整體的、在實際加工條件下的綜合性能，而且用戶往往也非常關(guān)心整體的綜合的性能指標(biāo)。 所以還要完成工作精度的檢驗，以下分別介紹數(shù)控車床的相關(guān)工作精度檢驗。 2022/7/2711-531.3.1 檢測工作精度常用的儀器 檢測工作精度常