机床精度检验常用工具和装置
常用的数控机床维修工具
激光干涉仪可对机床、三测机及各种定位装置进行高精度的(位置和几何)精度校正，可完成各项参数的测量，如线形位置精度、重复定位精度、角度、直线度、垂直度、平行度及平面度等。
一、常用的数控机床维修工具1.拆卸及装配工具(1)单头钩形扳手：分为固定式和调节式，可用于扳动在圆周方向上开有直槽或孔的圆螺母。
(2)端面带槽或孔的圆螺母扳手：可分为套筒式扳手和双销叉形扳手。
(3)弹性挡圈装拆用钳子：分为轴用弹性挡圈装拆用钳子和孔用弹性挡圈装拆用钳子。
(4)弹性手锤：可分为木锤和铜锤。
(5)拉带锥度平键工具：可分为冲击式拉锥度平键工具和抵拉式拉锥度平键工具。
(6)拉带内螺纹的小轴、圆锥销工具(俗称拨销器)。
(7)拉卸工具：拆装在轴上的滚动轴承、皮带轮式联轴器等零件时，常用拉卸工具，拉卸工具常分为螺杆式及液压式两类，螺杆式拉卸工具分两爪、三爪和铰链式。
(8)拉开口销扳手和销子冲头。
2.常用的机械维修工具(1)尺：分为平尺、刀口尺和90°角尺。
(2)垫铁：面为90°的垫铁、角度面为55°的垫铁和水平仪垫铁。
(3)检验棒：有带标准锥柄检验棒、圆柱检验棒和专用检验棒。
(4)杠杆千分尺：当零件的几何形状精度要求较高时，使用杠杆千分尺可满足其测量要求，其测量精度可达0．001mm。
(5)万能角度尺：用来测量工件内外角度的量具，按其游标读数值可分为2′和5′两种，按其尺身的形状可分为圆形和扇形两种。
二、常用的数控机床维修仪表1．百分表百分表用于测量零件相互之间的平行度、轴线与导轨的平行度、导轨的直线度、工作台台面平面度以及主轴的端面圆跳动、径向圆跳动和轴向窜动。
读数方法百分表的读数方法为：先读小指针转过的刻度线（即毫米整数），再读大指针转过的刻度线（即小数部分），并乘以0.01，然后两者相加，即得到所测量的数值。
2．杠杆百分表杠杆百分表又被称为杠杆表或靠表，是利用杠杆-齿轮传动机构或者杠杆-螺旋传动机构,将尺寸变化为指针角位移,并指示出长度尺寸数值的计量器具.用于测量工件几何形状误差和相互位置正确性，并可用比较法测量长度。
常用工具量具检测设备
频谱分析仪
用于测量信号的频率和频谱， 常用于射频和无线通信领域的
测试。
信号发生器
用于产生各种电气信号，如正 弦波、方波、三角波等，常用 于电子设备的测试和调试。
机械检测设备
卡尺
用于测量长度、宽度、高度等 尺寸，是机械检测中最常用的
工具之一。
千分尺
用于测量微小尺寸，精度高， 常用于精密机械和加工领域的 检测。
两种。
03
角规
用于测量角度，精度高，适用 于精细测量。
04
测角仪
利用光学原理测量角度，适用 于大型设备或不易接近的部位
。
03
检测设备
电气检测设备
01
02
03
04
数字万用表
用于测量电压、电流、电阻等 电气参数，是电气检测中最常
用的工具之一。
示波器
用于观察电气信号的波形，常 用于电子设备的调试和故障诊
千分尺
用于测量微小长度变化，精度高， 适用于测量表面粗糙度等。
测距仪
利用激光或超声波测量距离，适用 于长距离测量。
卷尺
用于测量长度、宽度、高度等，携 带方便，适用于建筑、装修等领域 。
角度量具
01
角度尺
用于测量角度，有机械式和数 显式两种，精度高，操作简单
。
02
水平仪
用于测量平面是否水平，以及 测量角度，有机械式和电子式
常用工具量具检测设备
目录
• 常用工具 • 量具 • 检测设备
01
常用工具
手动工具
螺丝刀
用于拧紧或松开螺丝，是维修和组装工 作中最常用的工具之一。
扳手
用于拧紧或松开螺栓和螺母，有开口扳 手、梅花扳手、套筒扳手等多种类型。
数控机床精度检测项目及常用工具
(1)几何精度检测：
项目：几何精度包括直线度、垂直度、俯仰与扭摆、平面度、平行度等；
工具：ML10激光干涉仪、直线度光学镜、垂直度光学镜、平面度光学镜、角度镜组件等；
2.3 工作精度：
项目：美国NAS(国家宇航标准)979在20年前就制订了标准化的“圆形—菱形—方形”试验(现在是CMTBA的标志)。
工具：准备铸铁或铝合金试件、铣刀及编制数控切削程序，高精度圆度仪及高精度三坐标测量机做试件精度检验。
特点：该方法需要仔细定义试件的切削方法和测量切削结果；可能要花几天时间，这依赖于计量室的条件。
特点：可采用自动数据采集及分析，精度高，测量范围大。特别是雷尼绍直线度光学镜具有其独特的专利设计，大大改善了调光的复杂程度。
(2)位置精度的检测及其自动补偿：
项目：数控机床位置精度包括定位精度、重复定位精度、微量位移精度等；
工具：ML10激光干涉仪、线性光学镜等；
特点：利用雷尼绍ML10激光干涉仪不仅能自动测量机器的误差，而且还能通过RS232接口，自动对其线性误差进行补偿，上述过程是自动进行的，比通常的补偿方法节省了大量时间，并且避免了手工计算和手动数据键入而引起的操作者误差，同时可最大限度地选用被测轴上的补偿点数，使机床达到最佳精度，另外操作者无需具有机床参数及补偿方法的知识。
(1)什么是球杆仪?
雷尼绍QC10球杆仪是用于数控机床两轴联动精度快速检测与机床故障分析的一种工具。它由一安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器构成，该传感器包括两个线圈和一个可移动的内杆，其工作原理类同于使用LVDT技术的位移传感器。当其长度变化时，内杆移入线圈，感应系数发生变化，检测电路将电感信号转变成分辨率为0.1μm位移信号，通过接口传入PC机。其精度经激光干涉仪检测达±0.5μm(20℃)。
数控机床精度检验
数控机床精度检验数控机床精度检测数控机床的⾼精度最终是要靠机床本⾝的精度来保证，数控机床精度包括⼏何精度和切削精度。
另⼀⽅⾯，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使⽤。
因此，数控机床精度检验对初始使⽤的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。
1、检验所⽤的⼯具1.1、⽔平仪⽔平：0.04mm/1000mm扭曲：0.02mm/1000mm⽔平仪的使⽤和读数⽔平仪是⽤于检查各种机床及其它机械设备导轨的直线度、平⾯度和设备安装的⽔平性、垂直性。
使⽤⽅法：测量时使⽔平仪⼯作⾯紧贴在被测表⾯，待⽓泡完全静⽌后⽅可读数。
⽔平仪的分度值是以⼀⽶为基长的倾斜值，如需测量长度为L的实际倾斜值可以通过下式进⾏计算：实际倾斜值=分度值×L×偏差格数1.2、千分表1.3、莫⽒检验棒2、检验内容2.1、相关标准（例）加⼯中⼼检验条件第2部分：⽴式加⼯中⼼⼏何精度检验JB/T8771.2-1998加⼯中⼼检验条件第7部分：精加⼯试件精度检验JB/T8771.7-1998加⼯中⼼检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验JB/T8771.4-1998机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定JB/T17421.2-2000加⼯中⼼技术条件JB/T8801-19982.2、检验内容精度检验内容主要包括数控机床的⼏何精度、定位精度和切削精度。
2.2.1、数控机床⼏何精度的检测机床的⼏何精度是指机床某些基础零件本⾝的⼏何形状精度、相互位置的⼏何精度及其相对运动的⼏何精度。
机床的⼏何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后⼏何形状误差。
数控机床的基本性能检验与普通机床的检验⽅法差不多，使⽤的检测⼯具和⽅法也相似，每⼀项要独⽴检验，但要求更⾼。
所使⽤的检测⼯具精度必须⽐所检测的精度⾼⼀级。
其检测项⽬主要有：直线度⼀条线在⼀个平⾯或空间内的直线度，如数控卧式车床床⾝导轨的直线度。
数控车床检验标准
一．写出CAK6140数控车床检验标准1.机床外观的检查机床外观的检查一般可按通用机床的有关标准进行，但数控机床是高技术设备，其外观质量的要求更高。
外观检查内容有：机床有无破损；外部部件是否坚固；机床各部分联结是否可靠；数控柜中的MDI／CRT单元、位置显示单元、各印制电路板及伺服系统各部件是否有破损，伺服电动机（尤其是带脉冲编码器的伺服电机）外壳有无磕碰痕迹。
2.机床几何精度的检查数控机床的几何精度综合反映机床的关键零部件组装后的几何形状误差。
数控机床的几何精度检查和普通机床的几何精度检查基本类似，使用的检查工具和方法也很相似只是检查要求更高。
每项几何精度的具体检测办法和精度标准按有关检测条件和检测标准的规定进行。
同时要注意检测工具的精度等级必须比所测的几何精度要高一级。
现以一台普通立式加工中心为例，列出其几何精度检测的内容：1）工作台面的平面度。
2）各坐标方向移动的相互垂直度。
3）Ｘ坐标方向移动时工作台面的平行度。
4）Ｙ坐标方向移动时工作服台面的平行度。
5）Ｘ坐标方向移动时工作台Ｔ形槽侧面的平行度。
6）主轴的轴向窜动。
7）主轴孔的径向圆跳动。
8）主轴沿Ｚ坐标方向移动时主轴轴心线的平行度。
9）主轴回转轴心线对工作台面的垂直度。
10）主轴箱在Ｚ坐标方向移动的直线度。
对于主轴相互联系的几何精度项目，必须综合调整，使之都符合允许的误差。
如立式加工中心的轴和轴方向移动的垂直误差较大，则可以调整立柱底部床身的支承垫铁，使立柱适当前倾或后仰，以减少这项误差。
但是这也会改变主轴回转轴心线对工作台面的垂直度误差，因此必须同时检测和调整，否则就会由于这一项几何精度的调整造成另一项几何精度不合格。
机床几何精度检测必须在地基及地脚螺栓的混凝土完全固化以后进行。
考虑到地基的稳定时间过程，一般要求在机床使用数月到半年以后再精调一次水平。
检测机床几何精度常用的检测工具有：精密水平仪、900角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪以及高精度主轴心棒等。
机床夹具的分类及组成
机床夹具的分类及组成机床夹具是机床加工中的重要辅助工具，它们能够使工件稳定地固定在机床上，从而保证加工的精度和效率。
根据其结构和功能的不同，机床夹具可以分为以下几类。
一、机械夹具机械夹具是最常见的一种夹具，它们通过机械原理实现对工件的夹紧。
机械夹具一般由夹具本体、夹紧机构、定位机构、传动机构和辅助装置等组成。
其中夹紧机构是机械夹具的核心部件，它能够通过旋转、滑动、压紧、吸附等方式夹紧工件。
二、液压夹具液压夹具是一种利用液压原理实现工件夹紧的夹具。
液压夹具一般由油缸、油泵、控制阀和夹具本体等部件组成。
液压夹具具有夹紧力大、夹紧稳定、操作方便等优点，适用于对精度要求高、加工量大的工件。
三、气动夹具气动夹具也是一种常用的夹具，它们通过气压原理实现对工件的夹紧。
气动夹具一般由气缸、气源、控制阀和夹具本体等部件组成。
气动夹具具有动作快速、维护简单等优点，适用于对夹紧力要求不高的工件。
四、电磁吸盘电磁吸盘是一种通过电磁原理实现工件固定的夹具。
电磁吸盘由铁芯、线圈、吸盘和控制器等部件组成。
电磁吸盘具有吸力大、操作方便、夹紧稳定等优点，适用于对工件表面没有夹紧面或夹紧面不平整的工件。
机床夹具的组成包括夹具本体、夹紧机构、定位机构、传动机构和辅助装置等。
其中夹具本体是夹具的基础部件，它能够直接与机床接触，承受加工力和夹紧力。
夹紧机构是夹具的核心部件，它通过旋转、滑动、压紧、吸附等方式夹紧工件。
定位机构能够确保工件在夹紧时的位置准确无误。
传动机构能够将夹紧力传递到夹具本体上，使其夹紧工件。
辅助装置包括液压源、气源等，能够为夹具提供必要的动力和能源。
机床夹具是机床加工中不可或缺的辅助工具，其分类和组成的不同，决定了其在不同加工场合中的应用范围和效率。
在选用和使用机床夹具时，应充分考虑其适用性、可靠性和安全性等因素，以确保加工过程的顺利进行。
铣床几何精度测量实验报告
铣床几何精度测量实验报告普通车床几何精度检测定稿普通车床几何精度检验实验一、实验目的1、了解本实验中所检验的车床精度有关项目的内容及其和加工精度的关系。
2、了解车床精度的检验方法及有关仪器的使用。
3、掌握所测得的实验数据处理方法和检验结果的曲线绘制及分析。
二、主要仪器设备1、实验机床：CA6140普通车床2、测量仪器：合象水平仪、千分表、钢尺、磁力表座、圆柱长检验棒。
三、实验基本原理根据普通车床精度检验标准，本实验进行其中的五项。
第一、二、三项是检验溜板移动时的轨迹，由于床身导轨的制造误差或因长期使用后的磨损及变形，使得溜板移动轨迹不是一条直线，而是一条空间曲线，这一条空间曲线可以用这三项精度来表示：第一项：溜板移动在垂直平面内的不直度，检验方法，在溜板上靠近床身前导轨处放一个和床身导轨平行的水平仪，移动溜板，每隔200mm记录一次水平仪读数，在溜板上的全行程检验，见图一。
图一第一项精度检验示意图根据所测得的各段水平仪读数，绘制溜板移动的运动曲线，以运动曲线二端点的联线作为基准线，由曲线上各点作基准线的平行线，其中相距最近的二根平行线之间的纵座标距离即为其不直度误差。
溜板移动的运动曲线作法如下：以溜板行程为1500mm，溜板长度为500mm的车床为例，水平仪纵向安放在溜板平面上，当溜板处于近主轴端的极限位置时，记录一个水平仪读数，如+a（格）（“+”代表水平仪气泡移动方向与溜板移动方向相同，如相反，则为“－”）移动溜板，每隔500mm 就记录一次读数，到移动行程为1500mm时得出三个读数，如为+b、-c、-d。
以导轨长度（即溜板各段行程所在的导轨位置）为横座标，水平仪读数为纵座标，根据水平仪读数依次画出各折线段，并使每一折线段的起点与前一折线段的终点相重合，即得出运动曲线。
（见图二）联接曲线二端点OD，作为基准线，量出曲线上的B点到OD线的纵座标距离δ全为最远，即为溜板在全行程内的不直度误差，如果要求1000mm行程内的不直度误差，则把每个行程为1000mm之间的二端点相连，作为该1000mm行程中的基准线，找出这1000mm行程中的不直度误差，然后取各个1000mm行程的不直度误差中的最大值，即为1000mm行程内的不直度误差，如图二中的δm1δm2，则δ不直度误差。
数控机床检修：几何精度检验 GBT 17421-1-1998 平面度测量方法
检验内容、公差测量方法、工具测量原理示意图平面度确定平面或者代表面的总方向，是为了获得平面度的最小偏差，通常采用的方法有：- 一个被检平面内适当选择的三点，在靠近边缘部分上存在无关紧要的局部缺陷可以忽略不计。
- 按划分的点用最小二乘法计算的平面。
在被检面上涂上红丹或者用轻油稀释的氧化铬。
将平板放在被检面上进行恰当的往复运动，取下平板并记录被检面每单位面积接触点的分布情况。
在表面的整个范围内接触点的分布均匀，并不少于一个规定值。
这种方法适用于小尺寸较精密的平面（刮过或者磨过的平面）。
用移动平尺所得的一组直线测量首先用一些基准点建立一个理论平面。
在检验面上选择a、b、c三点作为零位标记，将三个等高块放在这三点上。
将平尺放在a、c点上，在检验面的e点放置可调量块，使其与平尺的下表面接触。
再将平尺放在b、e点上即可找到d点的偏差。
用平尺、精密水平仪和千分表测量测量基准由两根借助精密水平仪到达平行放置的平尺提供。
平尺R1、R2应有足够的刚度，使基准平尺的重量产生的挠度忽略不计。
建立一个测量基准，根据测量基准测量出偏差并加以标绘。
标绘是在有规律的方格的不同节点上进行的。
矩形表面的测量基准平面由两条直线OmX和OO'Y确定，此时O、m、O'是被检面上的三个点。
圆形轮廓表面的测量采用沿边缘的圆周和直径进行测量- 在两个垂直直径上- 在连接边缘点的正方形的四边上圆周检验：在一个均衡座A上放置水平仪，并以匀称的间隔绕平板周边移动。
直径检验：按照对一条线的直线度测量的任何一种方法进行。
用平板测量用平板和千分表测量测量装置由平板和千分表组成，千分表装在具有一个基座的支架上，基座在平板上运动。
有两种测量方法：- 被测部件放在平板上：平板尺寸和千分表支架开度足够大使整个表面都能测量。
- 平板与被测面相对放置：用一个尺寸与被测面尺寸相似的平板进行测量。
用平尺测量平面度用精密水平仪测量平面度当测量工具从一个位置移向另一个位置时，这是目前所知的能够保持测量基准方向恒定（水平）的唯一方法。
数控机床几何精度检测工具及使用方法
5.水平仪
（1）工作原理 水平仪原理是利用气泡在玻璃管内，气泡保持在最高位 置，如图1-7所示，表明该平面左端高于右端。
图1-7 精密水平仪气泡
1）水平仪刻度示值。实训室的水平仪灵敏度是0.02mm/m，此刻度示值 是以1米为基长的倾斜值为0.02mm/1000mm，如图1-8所示。
除具有一般扳手功能外，特别适 用旋转空间狭窄或深凹的地方
表1-1 常用工具实物和功能
续
7）钩形扳手
8）一字槽螺钉旋具
9）十字槽螺钉旋具
专用于扳动在圆周方向上开有直槽 或孔的圆螺母
10）钢丝钳和尖嘴钳
用于紧固或拆卸一字槽形的螺钉， GB/T 10635-2003螺钉旋具通用技 术条件
11）锤子
用来紧固或拆卸十字槽形的螺钉和 旋杆，GB/T 10635-2003螺钉旋具 通用技术条件
表1-1 常用工具的实物和功能
1）活扳手
2）呆扳手
3）梅花扳手
开口宽度可以调节，能紧固或 松开一定尺寸范围内的六角头或 方头螺栓、螺钉和螺母
GB/T 4440-2008活扳手
4）内六角扳手
双头呆扳手用于紧固、拆卸两种 尺寸的六角头、方头螺栓和螺母 GB/T 4393-2008呆扳手、梅花 扳手、两用扳手 技术规范
当平面上升距离为a时，杠杆千分表摆动的距离为b，也就是杠杆千分 表的读数为b，因为b>a，所以指示读数增大。具体修正计算式如下：
a b cos 例如，用杠杆千分表测量机床工作台平面时，测量杆轴线与工作台表 面夹角α为30°，测量读数为0.048mm，求正确测量值。 解： a b cos 0.048 cos 30o 0.048 0.866 0.0416(mm)
数控机床位置精度测试常用的测量方法及评定标准
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4.4补偿实例
现以ZJK2532A数控铣钻床的X轴为例，该机床配 置华中数控世纪星系统。测量方法为“步距规”测量 ；设某步距规实际尺寸为：
位置
实际尺寸 mm
P0
P1
100.1 0
P2
200.2 0
P3
300.1 0
P4
400.2 0
P5
500.0 5
0
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工作台
L X Pi 图5反向间隙补偿 0
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4.3 误差补偿的适用范围
从数控机床进给传动装置的结构和数控系统的三种控制方 法可知，误差补偿对半闭环控制系统和开环控制系统具有显 著的效果，可明显提高数控机床的定位精度和重复定位精度 。对全闭环数控系统，由于其控制精度高，采用误差补偿的 效果不显著，但也可进行误差补偿。
· 重复定位精度R：在测量行程范围内任取左中右三点，在 每一点重复测试2次，取每点最大值最小值之差除以2就是重 复定位精度；即 R=1/2 [Max.（Max. Xi - Min.Xi）]
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2
定位精度测量工具和方法
定位精度和重复定位精度的测量仪器可以用激光干涉仪、 线纹尺、步距规。其中用步距规测量定位精度因其操作简单而 在批量生产中被广泛采用。无论采用哪种测量仪器，其在全行 程上的测量点数不应少于5点，测量间距按下式确定： Pi =i *P+k 其中，P为测量间距；k在各目标位置取不同的值，以获得全 测量行程上各目标位置的不均匀间隔，以保证周期误差被充分 采样。
_ _ _
↓的算术平均值。= （
↑+
机床静态精度检验及调整
机床静态精度检验及调整一、FTC系列机床静态精度检验及调整1.精度检验单位：mm 项次检验项目图示允差调整方法备注1.1 水平校正X 0.04/M调整机床地脚螺栓Z 0.04/M调整机床地脚螺栓1.2 X.Z动态水平调整X 0.04/M调整机床地脚螺栓Z 0.04/M调整机床地脚螺栓Z轴床面中央不得中凸1.3 尾座固定架与Ｚ轴平行度a 0.010刮底座上固定尾座固定架之安装面b 0.010松尾座固定架之固定螺丝，直接就可调整1.4 刀具溜板Z轴方向运动与尾座心轴中心线之平行度a 0.020刮尾座上与尾座垫片结合之表面每150长心轴前端不得下垂b 0.020刮尾座嵌条每150长心轴不得向X轴负向偏1.5 刀具溜板Z轴方向运动与尾座心轴孔中心线之平行度a 0.020刮尾座上与尾座垫片结合之表面每300长心轴前端不得下垂b 0.020刮尾座嵌条每300长心轴不得向X轴负向偏项次检验项目图示允差调整方法备注1.6 主心轴中心线与六角刀架或圆筒刀架装置孔中心线之偏差度b 0.03调整机床X轴第二原点水平方向a 0.03磨刀塔垫片垂直方向以负0.01~0.015为佳1.7 刀盘持刀面各面精度X:0.01刮滑板之刀塔结合面Y:0.01刮滑板之刀塔结合面Z:0.01松开刀塔固定螺丝，用刀塔调整块调整记录刀号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 X1-X0Y1-Y0Z1-Z0项次检验项目图示允差调整方法备注1.8 刀架反复定位精度X轴方向±0.003由刀塔供应商调整Z轴方向±0.005二、FV系列机床静态精度检验及调整1.静态精度单位:mm項次檢查項目測定方法測試方法圖許可差调整方法軸方向移動控制量1000以下1000以上1.3 床台頂面之平面度垂直面內(a)X軸方向將床台移至X軸及Y軸方向運動全程之中央，以精密水平儀在床台上面作至少中央及兩端3處之測定，以其讀數之最大差為測定值。
数控机床精度检验
验收时的检验内容：几何精度 定位精度 切削精度
１）几何精度的概念及检验内容
定义：
综合反映机床的各关键零部件及其 组装后的几何形状误差。
常用的检验工具： 精密水平仪、精密方箱、直角
尺、平尺、平行光管、千分表、测 微仪、高精度验棒。
•精密水平仪
•精密方箱、直角尺、平尺、桥板、验棒
➢ 重复定位精度：指数控机床的运动部件在同样条件下在 某点定位时，定位误差的离散度大小。
➢ 定位精度是系统误差,重复定位精度是随机误差，定位 精度包含重复定位精度。
➢ 重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差，它影响一批 零件加工的一致性，反映轴运动稳定性的一个基本指标。
➢ 当移动部件从正、反两个方向多次重复趋近某一定位点 时，正、反两个方向的平均位置偏差是不相同的，其差 值称之为反向差值。
定位精度检验JB/T8771.4-1998 ➢ 机床检验通则 第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的
确定JB/T17421.2-2000 ➢ 加工中心技术条件 JB/T8801-1998
数控机床几何精度检验
1 线性运动的直线度
数控机床位置精度检验
➢ 定位精度：指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能 达到的位置精度。
２）定位精度及检验
• 定义：是指机床各坐标轴在数控装置控制下运 动所能达到的位置精度。
• 定位精度决定于数控系统和机械传动误差。 • 定位精度的主要检测内容：
– 各直线运动轴的定位精度和重复定位精度； – 各直线运动轴机械原点的复归精度； – 各直线运动轴的反向误差； – 各回转运动轴（回转工作台）的定位精度和
机床验收的内容：
。开箱检验和外观检查内容 。机床性能及数控功能检验
简述夹具的分类以及应用范围
简述夹具的分类以及应用范围
夹具是一种辅助工具，用于在加工过程中固定工件，以确保加工的精度和效率。
根据不同的分类标准，夹具可以分为多种类型，下面介绍几种常见的分类方式：
1.根据使用场合：
•机床夹具：用于在机床上夹紧和定位工件的装置。
它可以保证工件在加工过程中位置稳定，提高加工精度和效率。
机床夹具广泛应用于机械制造业的各个领域。
•检验夹具：用于在质量检验过程中固定和定位工件的装置。
它可以保证检验结果的准确性和可靠性。
检验夹具通常用于产品研发、生产、组装等环节的质量控制。
1.根据夹具的结构：
•通用夹具：适用于多种工件的夹紧和定位，如三爪卡盘、四爪卡盘等。
通用夹具适用于小批量生产和单件生产。
•专用夹具：仅适用于一种或少数几种工件的夹紧和定位，如钻床夹具、车床夹具等。
专用夹具适用于大批量生产和高精度加工。
1.根据夹具的动力源：
•手动夹具：需要人工操作以夹紧和定位工件，如各种手动卡盘、虎钳等。
手动夹具适用于小规模生产和维修作业。
•气动夹具：以压缩气体为动力源，通过气动系统控制夹具的夹紧和定位，如气动卡盘、气动虎钳等。
气动夹具适用于大规模生产和自动化生产线。
1.根据夹具的夹紧方式：
•刚性夹具：通过增加夹紧力以刚性接触的方式将工件固定在夹具中，适用于工件尺寸较小、加工精度要求较高的场合。
•柔性夹具：通过弹性变形将工件固定在夹具中，适用于工件尺寸较大、形状复杂或加工精度要求不高的场合。
这些是夹具的常见分类和应用范围，根据不同的生产需求和加工要求，可以选择适合的夹具类型和结构，以提高加工精度、效率，降低生产成本。
国家开放大学电大专科《数控机床》单项选择题题库及答案（试卷号：2431）
国家开放大学电大专科《数控机床》单项选择题题库及答案（试卷号：2431）国家开放大学电大专科《数控机床》单项选择题题库及答案（试卷号：2431）盗传必究单项选择题1．数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消除( )措施。
A.齿轮轴向间隙B．齿顶间隙C．齿侧间隙D．齿根间隙2．电火花加工的局限性( )。
A.电火花加工属不接触加工B．易于实现加工过程自动化C．加工过程中没有宏观切削力D．只能用于加工金属等导电材料3．滚珠丝杠预紧的目的是( )。
A．增加阻尼比，提高抗振性B．提高运动平稳性C．消除轴向间隙和提高传动刚度D．加大摩擦力，使系统能自锁4．在下列特点中，( )不是数控机床主传动系统具有的特点。
A．转速高、功率大，B．变速范围窄C．主轴变换迅速可靠D．主轴组件的耐磨性高 5.( )工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作介质不污染环境。
A．气压装置B．机械装置C．液压装置D．以上答案都不对6．下列( )检验属于几何精度检验。
A．直线运动定位精度B．直线运动矢动量的测定C．X、Y、Z坐标轴的相互垂直度D．回转运动矢动量的测定7.立式数控铣床的主轴轴线( )于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。
A．平行B．垂直C．倾斜D．以上都不是8.与数控机床的基本使用条件不符的是( )。
A.保证一定的环境温度和湿度B．地基牢靠，有隔震措施C．无需抗干扰措施D．保护接地。
9.数控机床安装测量与反馈装置的作用是为了( )。
A．提高机床的安全性B．提高机床的使用寿命C．提高机床的灵活性D-提高机床的定位精度10．加工中心最突出的特征是是设置有( )。
A．刀库B．自动排屑装置C．自动交换工作台D．主轴准停装置11．数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消隙( )措施。
A．齿轮轴向间隙B．齿顶间隙C．齿侧间隙D．齿根间隙12．图2立式加工中心采用的是( )刀库。
数控机床常用检测装置
详细描述
旋转变压器与砂轮的驱动电机连接，实时监 测砂轮的转速和角度信息。旋转变压器将监 测到的信号转化为电信号，传输给数控系统 。数控系统根据接收到的信号，精确控制砂 轮的转速和磨削深度，确保磨削过程的稳定 性和精度。
THANKS
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故障二
测量数据不准确
排除方法
对检测装置进行校准，检查测量元件是否正常，如 有需要更换测量元件。
机械运动不顺畅
故障三
排除方法
对机械部分进行润滑，检查机械结构是否正常，如有需 要调整或更换机械部件。
05
CATALOGUE
数控机床检测装置的应用案例分析
应用案例一：光电编码器在数控车床中的应用
总结词
光电编码器在数控车床中主要用于检测 主轴的转速和位置，实现精确的切削控 制。
特点
不同类型的检测装置具有不同的特点和应用范围，需要根据具体需求进行选择。接触式检测装置具有 较高的测量精度和可靠性，但易受环境影响；非接触式检测装置具有非接触、高精度、高速度等优点 ，但价格较高，对环境要求较高。
检测装置的发展趋势
发展趋势
随着数控技术的不断发展，数控机床检测装置正朝着高精度、高速度、智能化、集成化等方向发展。未来，随着 传感器技术、计算机技术和人工智能技术的不断进步，数控机床检测装置将更加智能化、自动化和高效化。
01
直线光栅尺是一种高精度的测量传感器，用于测量直线位 移，其测量精度可达±1μm。
02
它由标尺光栅和读数头两部分组成，标尺光栅固定在直线 导轨的一端，读数头与导轨滑块联接并随之运动。
03
当滑块移动时，与读数头相联的指示光束通过标尺光栅的缝隙 部分，在光电元件上形成位移量，该位移量通过后续电路的处
机电设备修理精度的检验
用平板
2.专用研具的结构与使用方法
（1）研磨环 工件的外圆柱表面是用研磨环进行研磨的。 图4-14所示的是更换式研磨环。
1）研磨环的结构 研磨环的开口调节圈1内径应比工件的外 径大0.025～0.05mm。外圆2上有调节螺钉3，如图4-14a所示。
当研磨一段时间后，若研磨环调节圈内孔磨大，则拧紧调 节螺钉3，使其调节圈1的孔径缩小来达到所需要的间隙。图414b所示的研磨环其调节圈也是开口的，但在它的内孔上开有两 条槽，使研磨环具有弹性，孔径由螺钉调节。研磨环的长度一 般为孔径的1～2倍。
图4-4 仪表座的种类 a）平面表座 b）v形表座 c）凸v形表座 d）v形不等边表座 e）直角表座 f）55º角表座
5、检验棒
检验棒是机械制造和维修工作中的必备工具，主要用来 检查主轴及套筒零件的径向跳动、轴向窜动、同轴度及其与 导轨的平行度等。
按结构形式及测量项目不同，可做成如图4-5所示的几种 常用检验棒。
②平均值读数法 从两长刻线为准,向同一方向分别读出气 泡停止的格数,再把两数相加除2,即为其读数值.如图4-10b所 示,气泡偏离右端“零线”3个格,偏离左端“零线”2个格，实 际读数为＋2.5格,即右端比左端高2.5格.平均值读数法不受环 境温度影响，读数精度高。
图4-10 水平仪读数法 a）绝对读数法 b）平
桥形平尺只有一个工作面，用来刮研和测量机床导轨的直 线度。平行平尺的两个工作面都经过精刮且平行，常用来检验 狭长平面相对位置的准确性及测量平面度。角形平尺用来检验 工件的两个加工面的角度组合平面，如燕尾导轨的刮研或检验 其加工精度。
2、平板 平板用于涂色法研磨工件及检验导轨的直线度、平行度， 亦可作为测量基准，检查零件的尺寸精度、平行度或形位偏差 ，它的结构和形状如图4-2所示。
一、数控机床的精度检验
一、数控机床的精度检验一、数控机床的精度检验数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。
另一方面，数控机床各项性能和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。
1. 几何精度检验几何精度检验，又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
数控机床精度的检验工具和检验方法类似于普通机床，但检测要求更高。
几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。
考虑到地基可能随时间而变化，一般要求机床使用半年后，再复校一次几何精度。
在几何精度检测时，应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。
在检测时，应按国家标准规定，即机床接通电源后，在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴按中等转速运转十多分钟后进行。
常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主轴心棒等。
检测工具的精度必须比所设的几何精度高一个等级。
1）2） 直线运动轴机械原点的返回精度；3） 直线运动失动量的测定；4） 直线运动定位精度（转台A 、B 、C 轴）；5） 回转运动重复定位精度；6） 回转轴原点的返回精度；7） 回转运动矢动量的测定。
（2）机床定位精度的试验方法检查定位精度和重复定位精度使用得比较多的方法是应用精密线纹尺和读数显微镜（或光电显微镜）。
以精密线纹尺作为测量时的比较基准，测量时将精密线纹尺用等高垫按最佳支架（见图5.1）安装在被测部件例如工作台的台面上，并用千分表找正。
显微镜可安装在机床的固定部件上，调整镜头使与工作台垂直。
在整个坐标的全长上可选取任意几个定位点，一般为5~15个，最好是非等距的。
对每个定位点重复进行多次定位。
可以从单一方向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋紧，以便揭示机床进给系统中间隙和变形的影响。
每一次定位的误差值X 可按下式计算：()()00y y s s X L L ---=式中 0s ——基准点或零点时显微镜的读数；L s ——工作台移动L 距离后显微镜的读数； 0y 、L y ——相应于0s 和Ls 时机床调位读数装置或数码显示装置的读数，对于数控机床就是程序指令中给定的位移数值。
《数控机床故障诊断与维护》试卷答案7套
安徽机电职业技术学院200 －200 学年第 学期《数控机床故障诊断与维修》模拟考试试卷 班级 姓名 学号一、填空题（每小题2分，共20分）1、数控机床常见的干扰有 干扰、 干扰和信号传输干扰等。
2、数控机床PLC 输入元件有： 、行程开关、 、压力开关和 。
输出元件有： 、 等。
3．从点检的要求和内容看，点检可分为 点检、日常点检和 点检。
4、驱动系统的作用是 。
二、判断题（每小题1.5分，共15分）1、数控机床最适用于复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量的机械零件的加工。
( ) 2．凡是包含测量装置的数控机床都是开环数控机床。
( ) 3．数控机床电控系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路，一般将前者称为“强电”，后者称为“弱电” 。
( ) 4．对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，分别进行。
( ) 5．数控系统动态响应的快慢，系统跟踪精度的高低，都直接影响轮廓加工精度的高低和加工表面质量的好坏。
( ) 6．CNC 装置中，I/O 处理主要处理CNC 控制面板开关信号，机床电气信号的输入、输出和控制。
( ) 7．滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是减小摩擦力矩。
（ ） 8．用数显技术改造后的机床就是数控机床。
( ) 9．数控机床的定位精度与数控机床的分辨率精度是一致的。
( ) 10．常用的测量元件有光电编码器、感应同步器和光栅等。
( )三、选择题（每小题3分，共15分）1.数控机床是在诞生的。
( ) A．日本 B. 美国 C. 英国 D. 中国2．数控机床切削精度检验，对机床几何精度和定位精度的一项综合检验 ( )。
A.又称静态精度检验，是在切削加工条件下；B.又称动态精度检验，是在空载条件下；C.又称静态精度检验，是在空载条件下；D.又称动态精度检验，是在切削加工条件下；3.滚珠丝杠预紧的目的是： ( ) 。
A 增加阻尼比，提高抗振性 B提高运动平稳性C 消除轴向间隙和提高传动刚度 D加大摩擦力，是系统能自锁4.数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动（）。
单元3.4进给系统精度检验
水平仪读数实例
5.水平仪的使用 ①必须先将被测量面和水平仪的工作面擦洗干净 。 ②检查水平仪的零位是否正确。先将水平仪放在平
板上，读取气泡的刻度大小，然后将水平仪反转 置于同一位置 ，再读取其刻度大小，若读数相同， 即表示水平仪底座与气泡管相互间的关系是正确 的。否则，需用微调螺丝调整直到读数完全相同， 才可作测量工作。 ③测量装置要稳固，工作场地要防振，温度要稳定。 ④测量时，必须待气泡完全静止后方可读数 ，并且 应在垂直于水准泡的位置上读数 ⑤使用完毕，应进行防锈处理，放置时，注意防震、 防潮。
4.水平仪的读数方法
（1）读数值正负的确定 ➢ 水平仪读数值的正负，一般是根据气泡的移动方向和水
平仪的移动方向来确定。
气泡水平仪
4.水平仪的读数方法
（2）读数基准线的选择
水平仪读数的基准线有二：
按绝对水平读数，就是以水 平仪的零位线为基准进行读 数（水平仪必须做好零位调 整）
气泡水平仪
4.水平仪的读数方法
原理：将垂直度转换为平行度进行测量
垂直度测量示意图
直线与平面垂直度测量
旋转轴对平面垂直度测量
➢将带有指示器的角形表杆装在轴上，并 将测头调整至平行于旋转轴线。
➢轴旋转时，指示器便画出一个圆，圆平 面垂直于旋转轴线
➢被测平面与圆平面的平行度偏差可以通 过指示器测头在被测平面上的摆动的检 测方法测得
➢轴旋转一周，指示器读数的最大差值即 为垂直度偏差。
（3）读数方法 数格法： ①以零位线为基准，数气泡任一端离开零位线的格数，作
为水平仪的读数。 ②以气泡任一端起始位置所在刻线为基准，数气泡该端离
开基准线的格数，作为水平仪的读数。 ③以气泡任一端起始位置接近一刻线为基准，数气泡该端
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出的挠度值对应于用普通铸铁制造的平尺：E=98kN/mm² ；对于钢 制平尺： E=196kN/mm² ，其挠度减半。在用高级优质铸铁制造平 尺时，例如： E=147kN/mm² ，其挠度亦与弹性模数成正比。
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A2 平尺 A2.1 说明 平尺是具有一定精度的平直基准线的实体，参照它可测定 表面的直线度或平面度偏差。 平尺有两种基本形式： • 具有单一面的桥型平尺【见图A1a】； • 具有两个平行面的平尺。 后者可以是： • 具有实心或减轻重量的工型截面【见图A1b】； • 单一的矩形截面【见图A1c】。 平尺最好进行热处理和稳定性处理。 A2.2 精度 机床检验用的平尺应遵守下列条件： A2.2.1 允许的扰度值 置平尺于两端的支承上时，其截面的惯性矩应使自然挠度 不超过每米0.01mm。
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A5.3 使用注意事项 在机床上通常遇到的垂直度公差从0.03mm/1000mm至 0.05mm/1000mm，角尺能方便适用于这样的公差。对于更小的 公差，则应考虑所用角尺带来的误差。另外，也可选用不使用 角尺的其它测量方法。 A6 精密水平仪 精密水平仪有两种基本型式：气泡水平仪（见图A7）和电子 水平仪（见图A8）。 这两种水平仪有两个主要功能： a)确定绝对水平； b)比较角度或斜率的微小变化； 根据检验所要求的精度来确定所需的水平仪的灵敏度及其型 式。 A6.1 气泡水平仪 A6.1.1 说明 水平仪上备有测微螺钉或在管子上带有刻度，带或不带调整
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数控机床精度检验常用工具和装置
武汉华中数控股份有限公司
A1 一般说明
本课程所叙述的测量装置时用来检验机床的几何精度的。 必要时，可参考有关的标准。 A2至A5叙述了用于机床精度检验的精密工具。这些精密工 具的精度是验收时常用的测量工具的精度（不是针对计量室 测量工具的精度）。 实际工作中，这些工具的测量误差应等于或小于被检对象 的公差带的10%。 根据计量方面的要求，测量装置每隔一定时间应同已知的 参考标准相对照进行校核。必要时，应提供校验单，以证实 测量装置的状况。 测量装置在它未稳定到环境温度之前不宜使用，并且在检 验过程中要尽量保持环境温度稳定。 应注意防止振动、磁场、电扰动等对仪器产生的干扰。
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平尺最大自然挠度的精确值，应标注在平尺的一个面上。 A2.2.2 工作面的平面度和直线度 当平尺支承在最佳位置时【见图A1】，其工作面的平面度和 直线度误差不应超过下列数值： （2+0.01L） 1000 L是以毫米为单位的工作长度。 此外，任意300mm长度上的误差不应超过0.005mm。 A2.2.3 工作面的平行度 检验两个平行面的平尺，工作面的平行度误差（以毫米为单 位）不应超过直线度公差的1.5倍，即 1.5（2+0.01L） 1000 A2.2.4 侧面的直线度（以毫米为单位） 10（2+0.01L） 1000
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A5 角尺 角尺的基本型式有： 1)用一个平面和一个与它垂直的侧棱面组成的普通角尺，可 带或不带加强筋【见图A5a)】。 2)代表垂直于某平面的一轴线的圆柱形角尺【见图A5b)和 A5c)】。 3)可带或不带加强筋的矩形角尺【见图A5d)】。
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长度的公差。 最后，圆柱体部分应经精磨，以减少与指示器测头端的摩擦 A3.3 使用注意事项 检验棒的锥柄和机床主轴的锥孔必须擦净以保证接触良好。 测量径向跳动时，检验棒应在相应90°的4个位置依次插入 主轴，误差以4次结果的平均值计。 检查零部件侧向位置精度或平行度时，应将检验棒和主轴旋 转180°，依次在检验棒圆柱表面两条相对的母线上进行检测 检验棒插入主轴后，应稍等一些时间，以消除操作者手传来 的热量，使温度稳定。 对于0号和1号莫氏圆锥的检验棒，必须考虑其自然挠度， 它们仅与示值读数为0.001mm且压力不超过0.5N的指示器一 起使用。指示器最好与检验棒下边接触，以抵消检验棒的自然 挠度。 A4 顶尖间的检验棒 A4.1 说明
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注： 1、每根检验棒应提供一个拔出螺母。 2、有关锥柄的细节参见有关标准，尺寸应与其一致。检验棒 每一端应有磨过和研磨过的带保护锥的中心孔。 3、检验棒上双点划线表示的部分见图A2d：该延伸部分P是便 于制造而增加的，总的长度和第一个孔的长度将随之增加， 但端部堵头不变。 图A3 检验棒 图A3示出了一系列相应检验棒（作为例子），除0号和1号 莫氏圆锥外，这些检验棒的外部尺寸（直径和长度）以及内 孔轮廓都以规定。用这些工具检验时，对由于检验棒悬伸部 分的重量所引起的自由端的挠度和由于指示器在其上的压力 所引起的挠度均可忽略不计。 表A3给出了各种挠度值。这些挠度值时按E=206kN/mm² 计算 的，对于稍小的数值（ E=176kN/mm² 至E=186kN/mm² ），挠度 仍可忽略不计。
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表A4示出了在7/24锥度情况下圆柱部分和椎体尺寸之间的 对应关系。 如果用与图A3中的尺寸不同的检验棒检验重合度时，则应 在检验棒上清楚地标明它们的挠度，并应在检验机床时考虑到 它们的挠度。 最后要注意，5kg以上重量的检验棒插入主轴势必会引起主 轴的挠曲。 A3.2 精度 检验棒应符合表A3，A4和A5的要求。 为在检测锥孔内获得好的配合，锥柄的精度与锥孔塞规的精 度应一致。 空心检验棒的端面堵头应牢固和可靠的固定，防止以后发生 变形（例如：使用低温压配）。 对检验棒的检验：两顶尖间安装检验棒，沿其轴线的若干等 距点处检验径向跳动，在相对于四条标准基线的两个轴向平面 内测量圆柱部分的直径，检验棒应符合表A5所给出的相应测量
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方尺
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主要用来检验零部件的 平面度。花岗石量具是 应用于工业检验的基础 器具，适用于对仪器仪 表、精密工具、机械制 件的检验和高精度的测 量方面。 平面精度标准GB6092－ 85，垂直度标准GB6092 －85。为减少重量及方 便加工而增加了减重孔 。
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莫氏检验棒。有M0、1、2、3、4、5、6号检验棒。 7：24锥柄检验棒。有ISO、BT30、40、45、50等
d)锥度较大时 【见图A2b】，设 置了一个螺孔， 以便使用螺纹拉 杆来固定检验棒 （或采用与自动 换刀装置一起使 用的一个拉钉） （ 【见图A2c】 ）。 最后为避免检 验棒在磨削时调 头，检验棒可带 一个长度14— 32mm，直径稍小 于圆柱体直径的 延伸部分P （【 见图A2d】）。
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于0.003mm. 300mm以上的检验棒应是管状的，壁厚的选择要使重量减 轻，但不牺牲刚性。 长度大于1600mm的检验棒目前制造很困难，并且它们的重量 势必使它们使用不便。对于较长的长度必须依靠另外的试验方 法，例如：光学仪器、钢丝和显微镜等。或分段法。 表A6给出了适用于在机床上所要进行的大多数检验的四种尺
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A2.2.5 侧面的平行度（以毫米为单位） 15（2+0.01L） 1000
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A2.2.6 侧面对工作面的垂直度 每10mm测量长度上为±0.0025mm。 A2.2.7 工作面的最后加工 测量用的工作面应经精磨或精刮。 A2.2.8 平尺的宽度 当平尺和水平仪同时使用时，工作面宽度不应小于35mm。 A2.3 使用注意事项 平尺通常是水平使用，或依靠其侧面使工作面垂直，或依靠 支承使其工作面水平。 在后一种情况，支承位置应选择使自然挠度最小。对均匀横 截面的平尺，其支承应相隔5L/9，并位于距两端2L/9处【见图 A1】。这些特定的支承位置应在平尺上做上明显的标记。 当平尺不在最佳支承位置时，特别是在两端时，应考虑自然 挠度。 表A1示出了符合这些条件的五种不同长度的平尺（仅作为例 子）。自然挠度直接取决于所用材料的弹性模数E。表A2中给
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基面。 A5.2.3 工作面的最后加工 工作面应精磨或精刮。 A5.2.4 普通角尺的刚度公差 在角尺刚度较弱的长边末端处平行于短边的方向上施加一个 2.5N的负载（见图A6），其挠度（mm)不应超过 (0.7√L) 1000 L为角尺长边以毫米为单位的工作长度。
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带锥柄的检验棒作为一旋转轴线的实体，而安装在两顶尖之 间的检验棒【见图A4】则代表通过两点间的一条直线。该检验 棒应是直的，并具备理想的圆柱形表面。 每端有4个位于两垂直的轴向平面的标记和带保护锥的中心 孔。 检验棒一般有热拔无缝钢管制成。管子末端装有堵头，堵头 带有磨过和研磨过的供制造和检验用的中心孔。末端堵头应牢 固和可靠地固定，以防止变形。管子的外表面应经磨削达到所 要求圆柱精度等级。机械加工需要有足够的壁厚，这种壁厚通 常不是普通制管所具备的，因此必须使用高强管。在精磨前必 须对金属进行稳定性处理。圆柱体应经过淬火，并可镀硬铬以 增加它的耐磨性。 A4.2 精度 与顶尖间的检验棒有关的唯一实际问题是在制造它们时如何 获得必要的精度。当由于机床准直要求其被测精度在300mm长 度上为0.01mm时，圆柱检验棒的直线度误差应在同样长度上小