數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)

..數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)與任務(wù)《數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)》是開設(shè)《數(shù)控設(shè)備調(diào)試與維護(hù)》課程過程中必須進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)與與機(jī)床實(shí)際驗(yàn)收過程十分契合。在學(xué)習(xí)《數(shù)控設(shè)備調(diào)試與維護(hù)》課程中,可以通過該實(shí)驗(yàn)將理論實(shí)際相結(jié)合。在完成該實(shí)驗(yàn)的過程中,認(rèn)識(shí)相關(guān)的檢具,熟悉相關(guān)檢具的使用方法,了解每一項(xiàng)精度所代表的意義。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟊緦?shí)驗(yàn)完全符合數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)程,與實(shí)際生產(chǎn)過程中的數(shù)控設(shè)備的精度檢驗(yàn)過程高度一致。對(duì)學(xué)生的要求是：1、養(yǎng)成安全、認(rèn)真、踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)。2、熟悉每一項(xiàng)檢具工具的安裝調(diào)整方法。3、熟悉每一項(xiàng)精度的檢驗(yàn)方法。4、能夠掌握每一項(xiàng)精度的記錄方法。5、能夠編制定位精度的檢驗(yàn)程序。6、掌握螺距補(bǔ)償?shù)姆椒ā?、撰寫符合實(shí)驗(yàn)過程、內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。8、現(xiàn)場(chǎng)操作指導(dǎo)教師要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三、預(yù)備知識(shí)機(jī)床精度概念機(jī)床的加工精度是衡量機(jī)床性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。影響機(jī)床加工精度的因素很多,有機(jī)床本身的精度影響,還有因機(jī)床及工藝系統(tǒng)變形、加工中產(chǎn)生振動(dòng)、機(jī)床的磨損以及刀具磨損等因素的影響。在上述各因素中,機(jī)床本身的精度是一個(gè)重要的因素。例如在車床上車削圓柱面,其圓柱度主要決定于工件旋轉(zhuǎn)軸線的穩(wěn)定性、車刀刀尖移動(dòng)軌跡的直線度以及刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與工件旋轉(zhuǎn)軸線之間的平行度,即主要決定于車床主軸與刀架的運(yùn)動(dòng)精度以及刀架運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)于主軸的位置精度。機(jī)床的精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度以及工作精度等,不同類型的機(jī)床對(duì)這些方面的要求是不一樣的。<一>幾何精度機(jī)床的幾何精度是指機(jī)床某些基礎(chǔ)零件工作面的幾何精度,它指的是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)<如主軸不轉(zhuǎn),工作臺(tái)不移動(dòng)>或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度.它規(guī)定了決定加工精度的各主要零、部件間以及這些零、部件的運(yùn)動(dòng)軌跡之間的相對(duì)位置允差。例如,床身導(dǎo)軌的直線度、工作臺(tái)面的平面度、主軸的回轉(zhuǎn)精度、刀架溜板移動(dòng)方向與主軸軸線的平行度等。在機(jī)床上加工的工件表面形狀,是由刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡決定的,而刀具和工件是由機(jī)床的執(zhí)行件直接帶動(dòng)的,所以機(jī)床的幾何精度是保證加工精度最基本的條件。<二>傳動(dòng)精度機(jī)床的傳動(dòng)精度是指機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。這方面的誤差就稱為該傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。例如車床在車削螺紋時(shí),主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),刀架的移動(dòng)量應(yīng)等于螺紋的導(dǎo)程。但是,實(shí)際上,由于主軸與刀架之間的傳動(dòng)鏈中,齒輪、絲杠及軸承等存在著誤差,使得刀架的實(shí)際移距與要求的移距之間有了誤差,這個(gè)誤差將直接造成工件的螺距誤差。為了保證工件的加工精度,不僅要求機(jī)床有必要的幾何精度,而且還要求內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈有較高的傳動(dòng)精度。<三>定位精度機(jī)床定位精度是指機(jī)床主要部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的精度。實(shí)際位置與預(yù)期位置之間的誤差稱為定位誤差。對(duì)于主要通過試切和測(cè)量工件尺寸來(lái)確定運(yùn)動(dòng)部件定位位置的機(jī)床,如臥式車床、萬(wàn)能升降臺(tái)銑床等普通機(jī)床,對(duì)定位精度的要求并不太高。但對(duì)于依靠機(jī)床本身的測(cè)量裝置、定位裝置或自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)確定運(yùn)動(dòng)部件定位位置的機(jī)床,如各種自動(dòng)化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等,對(duì)定位精度必須有很高的要求。機(jī)床的幾何精度、傳動(dòng)精度和定位精度通常是在沒有切削載荷以及機(jī)床不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低的情況下檢測(cè)的,故一般稱之為機(jī)床的靜態(tài)精度。靜態(tài)精度主要決定于機(jī)床上主要零、部件,如主軸及其軸承、絲杠螺母、齒輪以及床身等的制造精度以及它們的裝配精度。<四>工作精度靜態(tài)精度只能在一定程度上反映機(jī)床的加工精度,因?yàn)闄C(jī)床在實(shí)際工作狀態(tài)下,還有一系列因素會(huì)影響加工精度。例如,由于切削力、夾緊力的作用,機(jī)床的零、部件會(huì)產(chǎn)生彈性變形;在機(jī)床內(nèi)部熱源<如電動(dòng)機(jī)、液壓傳動(dòng)裝置的發(fā)熱,軸承、齒輪等零件的摩擦發(fā)熱等>以及環(huán)境溫度變化的影響下,機(jī)床零、部件將產(chǎn)生熱變形;由于切削力和運(yùn)動(dòng)速度的影響,機(jī)床會(huì)產(chǎn)生振動(dòng);機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí),由于相對(duì)滑動(dòng)面之間的油膜以及其他因素的影響,其運(yùn)動(dòng)精度也與低速下測(cè)得的精度不同;所有這些都將引起機(jī)床靜態(tài)精度的變化,影響工件的加工精度。機(jī)床在外載荷、溫升及振動(dòng)等工作狀態(tài)作用下的精度,稱為機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度。動(dòng)態(tài)精度除與靜態(tài)精度有密切關(guān)系外,還在很大程度上決定于機(jī)床的剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等。目前,生產(chǎn)中一般是通過切削加工出的工件精度來(lái)考核機(jī)床的綜合動(dòng)態(tài)精度,稱為機(jī)床的工作精度。工作精度是各種因素對(duì)加工精度影響的綜合反映。四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作學(xué)生必須熟悉相關(guān)機(jī)床的操作,了解相關(guān)機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),掌握相關(guān)系統(tǒng)下的程序編制方法,了解相關(guān)系統(tǒng)下的參數(shù)調(diào)整方法。查找相關(guān)資料,了解各項(xiàng)工具儀器的使用方法以及相關(guān)儀器的工作原理。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排總時(shí)間安排為一周,計(jì)學(xué)時(shí)為30個(gè)學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地的北京機(jī)電院VMC750三軸數(shù)控銑削加工中心。本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)雖為精度檢驗(yàn)的一個(gè)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn),但是就數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)本身而言是包括了很多個(gè)小項(xiàng)。按照數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)的程序,以及檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的相關(guān)要求,設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下表：<一>幾何精度次序檢查項(xiàng)目測(cè)定方法測(cè)定方法圖1工作臺(tái)X方向運(yùn)動(dòng)的真直度工作臺(tái)置于Y軸方向移動(dòng)之中央位置,將精密水平儀放置在工作臺(tái)上。使工作臺(tái)沿X軸方向運(yùn)動(dòng),最少讀取中間及兩端三點(diǎn)位置以上的測(cè)量值。X軸、Y軸方向水平儀,讀數(shù)的最大差值分別為XZ、YZ面的測(cè)量值2各軸向相互運(yùn)動(dòng)的垂直度〔XY、XZ、YZ;工作臺(tái)置于X、Y移動(dòng)范圍的中間位置,將方尺放置在工作臺(tái)上,使一邊與X軸運(yùn)動(dòng)方向平行。將千分表固定在主軸上并用表頭頂住方尺的測(cè)量面上,使其沿Z軸運(yùn)動(dòng)方向上下運(yùn)動(dòng),其讀數(shù)的最大差值為測(cè)量值。工作臺(tái)置于X、Y移動(dòng)范圍的中間位置,將方尺放置在工作臺(tái)上,使一邊與Y軸運(yùn)動(dòng)方向平行。將千分表固定在主軸上并用表頭頂住方尺的測(cè)量面上,使其沿Z軸運(yùn)動(dòng)方向上下運(yùn)動(dòng),其讀數(shù)的最大差值為測(cè)量值。工作臺(tái)置于X移動(dòng)范圍的中間位置,將方尺放置在工作臺(tái)上,使一邊與x軸運(yùn)動(dòng)方向平行。將千分表固定在主軸上并用表頭頂住方尺的測(cè)量面上,使其沿y軸運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng),其讀數(shù)的最大差值為測(cè)量值。次序檢查項(xiàng)目測(cè)定方法測(cè)定方法圖3工作臺(tái)Y向運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)面的平行度；將固定在主軸上的千分表頂住放置在工作臺(tái)上的平尺上,沿Y軸移動(dòng)工作臺(tái),千分表讀數(shù)的最大差值即為測(cè)量值4工作臺(tái)X方向運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)面的平行度將固定在主軸上的千分表頂住放置在工作臺(tái)上的平尺上,沿X軸移動(dòng)工作臺(tái),千分表讀數(shù)的最大差值即為測(cè)量值5工作臺(tái)X向運(yùn)動(dòng)與主梯形槽間的平行度將固定在主軸上的千分表頂住工作臺(tái)上的主梯形槽的一立面上,沿X軸移動(dòng)工作臺(tái),千分表讀數(shù)的最大差值即為測(cè)量值6主軸錐孔偏擺；在主軸錐孔內(nèi)裝入標(biāo)準(zhǔn)芯棒,用千分表頂住芯棒近主軸端以及300mm處的遠(yuǎn)端。讓主軸旋轉(zhuǎn),其讀數(shù)的最大差值分別為兩處的測(cè)量值。7主軸中心與工作臺(tái)的垂直度；將工作臺(tái)置于X、Y兩個(gè)方向的中間,將千分表夾持在主軸上,將表頭頂住工作臺(tái),旋轉(zhuǎn)主軸〔調(diào)整表頭使其相對(duì)于主軸的旋轉(zhuǎn)半徑為300mm。分別讀取前后、左右的讀數(shù),讀數(shù)的最大差值分別為兩個(gè)方向的測(cè)量值300?8主軸端面跳動(dòng)將千分表固定在工作臺(tái)上,將表頭頂住主軸下端面上,旋轉(zhuǎn)主軸其讀數(shù)的最大差值為測(cè)量值次序檢查項(xiàng)目測(cè)定方法測(cè)定方法圖9主軸徑向跳動(dòng)將千分表固定在工作臺(tái)上,將表頭頂住主軸外圓面上,旋轉(zhuǎn)主軸其讀數(shù)的最大差值為測(cè)量值<二>位置精度檢驗(yàn)按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),以及參考實(shí)際機(jī)床檢驗(yàn)的要求。對(duì)于位置精度檢驗(yàn)通常采用雙頻激光干涉儀,測(cè)量的項(xiàng)目有：1、定位精度；2、方向間隙；3、重復(fù)定位精度。這三項(xiàng)精度的檢驗(yàn)是在一個(gè)測(cè)量過程中完成的,在測(cè)量過程中采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析會(huì)得到3個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。測(cè)定方法：將激光干涉儀線性測(cè)量組件中的干涉鏡、反射鏡安裝在工作臺(tái)上,調(diào)校好干涉鏡、反射鏡以及激光頭之間的直線關(guān)系,是激光發(fā)射、反射通路暢通。根據(jù)機(jī)床的技術(shù)參數(shù),編制機(jī)床檢驗(yàn)程序,調(diào)整激光干涉儀數(shù)據(jù)采集的相關(guān)設(shè)置。然后按照編制的程序運(yùn)行機(jī)床,以及通過激光干涉儀的數(shù)據(jù)采集裝置采集數(shù)據(jù)。在運(yùn)行數(shù)據(jù)采集完以后,在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行數(shù)據(jù)處理軟件,將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)不同的數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)得出檢測(cè)結(jié)果。<三>附錄1.幾何精度檢驗(yàn)所用的部分檢具<1>水平儀<2>千分表及表座<3>檢驗(yàn)方尺<4>標(biāo)準(zhǔn)芯棒2.定位精度檢驗(yàn)的相關(guān)資料定位精度檢驗(yàn)通常采用雙頻激光干涉儀檢驗(yàn)雙頻激光干涉儀大致由以下幾部分組成?！?直線測(cè)量鏡組〔2數(shù)據(jù)采集箱〔3激光頭〔4數(shù)據(jù)處理軟件六、