数控车床几何精度检测
简述数控车床主轴主要几何精度检测项目
简述数控车床主轴主要几何精度检测项目摘要：一、数控车床主轴简介二、数控车床主轴主要几何精度检测项目1.轴向窜动2.径向跳动3.端面跳动4.轴向刚度5.径向刚度三、检测方法及注意事项四、提高数控车床主轴几何精度的措施正文：数控车床主轴是数控车床的核心部件，承担着加工过程中刀具的旋转、工件的输送以及切削力的传递等重要任务。
主轴几何精度是衡量数控车床性能的重要指标，它直接影响到加工零件的精度和质量。
本文将对数控车床主轴主要几何精度检测项目进行简述，以期为大家提供参考。
一、数控车床主轴简介数控车床主轴通常由高精度轴承、电机、变速装置、润滑系统等组成。
主轴在高速旋转过程中，需要具备高精度、高刚度、高平稳性等特点。
为了确保这些性能，对主轴的几何精度进行检测是十分必要的。
二、数控车床主轴主要几何精度检测项目1.轴向窜动：轴向窜动是指主轴在轴向方向上的位移。
过大的轴向窜动会导致加工过程中刀具与工件的相对位置发生变化，从而影响加工精度。
2.径向跳动：径向跳动是指主轴在径向方向上的振动。
径向跳动会影响刀具的切削稳定性和工件的加工精度。
3.端面跳动：端面跳动是指主轴端面在加工过程中产生的振动。
端面跳动会导致工件表面质量下降，影响加工精度。
4.轴向刚度：轴向刚度是指主轴在轴向载荷作用下的变形能力。
提高轴向刚度有利于保证加工过程中刀具与工件的相对稳定性。
5.径向刚度：径向刚度是指主轴在径向载荷作用下的变形能力。
提高径向刚度有助于保证加工过程中刀具的切削稳定性。
三、检测方法及注意事项1.检测方法：采用光学投影仪、测振仪、激光干涉仪等设备对主轴几何精度进行检测。
2.注意事项：检测过程中应确保主轴充分冷却，避免温度变化对检测结果产生影响。
同时，检测设备应定期校准，确保检测数据的准确性。
四、提高数控车床主轴几何精度的措施1.选用高精度轴承，提高主轴的旋转精度。
2.优化主轴变速装置，降低轴向窜动。
3.加强主轴润滑系统的维护，提高主轴的平稳性。
数控机床的几何精度检验
数控机床的几何精度检验数控机床的几何精度是综合反映机床主要零部件组装后线和面的形状误差、位置或位移误差。
根据GB/T17421.1-1998《机床检验通则第1部分在无负荷或精加工条件下机床的几何精度》国家标准的说明有如下几类：（一）、直线度1、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；2、部件的直线度，如数控升降台铣床工作台纵向基准T形槽的直线度；3、运动的直线度，如立式加工中心X轴轴线运动的直线度。
长度测量方法有：平尺和指示器法，钢丝和显微镜法，准直望远镜法和激光干涉仪法。
角度测量方法有：精密水平仪法，自准直仪法和激光干涉仪法。
（二）、平面度（如立式加工中心工作台面的平面度）测量方法有：平板法、平板和指示器法、平尺法、密水平仪法和光学法。
（三）、平行度、等距度、重合度线和面的平行度，如数控卧式车床顶尖轴线对主刀架溜板移动的平行度；运动的平行度，如立式加工中心工作台面和X轴轴线间的平行度；等距度，如立式加工中心定位孔与工作台回转轴线的等距度；同轴度或重合度，如数控卧式车床工具孔轴线与主轴轴线的重合度。
测量方法有：平尺和指示器法，精密水平仪法，指示器和检验棒法。
（四）、垂直度直线和平面的垂直度，如立式加工中心主轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度；运动的垂直度，如立式加工中心Z轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度。
测量方法有：平尺和指示器法，角尺和指示器法，光学法（如自准直仪、光学角尺、放射器）。
（五）、旋转径向跳动，如数控卧式车床主轴轴端的卡盘定位锥面的径向跳动，或主轴定位孔的径向跳动；周期性轴向窜动,如数控卧式车床主轴的周期性轴向窜动；端面跳动，如数控卧式车床主轴的卡判定位端面的跳动。
测量方法有：指示器法，检验棒和指示器法，钢球和指示法。
数控机床精度及性能检验
数控机床精度及性能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。
另一方而，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。
一、精度检验一台数控机床的检测验收工作，是一项工作量大而复杂，试验和检测技术要求高的工作。
它要用各种检测仪器和手段对机床的机、电、液、气各部分及整机进行综合性能及单项性能的检测，最后得出对该数控机床的综合评价。
这项工作为数控机床今后稳定可靠地运行打下一定的基础，可以将某些隐患消除在考机和验收阶段中，因此，这项工作必须认真、仔细，并将符合要求的技术数据整理归档，作为今后设备维护、故障诊断及维修中恢复技术指标的依据。
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。
数控机床的几何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，主轴故个等的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测的几何精度高一个等级。
(一)卧式加工中心几何精度检验1)x 、y 、z 坐标轴的相互垂直度。
2)工作台面的平行度。
3)x 、Z 轴移动时工作台面的平行度。
4)主轴回转轴线对工作台面的平行度。
5)主轴在Z 轴方向移动的直线度：6)x 轴移动时工作台边界与定位基准面的平行度。
7)主轴轴向及孔径跳动。
8)回转工作台精度。
具体的检测项目及方法见表2—1。
数控机床及加工中心的精度评定
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9. 2 数控机床及加工中心精度的主要 检测项目
• 数控机床及加工中心的精度主要从几何精度、定位精度以及工作精度 等方面进行评价。
• 9. 2. 1 几何精度
第9 章 数控机床及加工中心的精度评 定
• 9. 1 数控机床及加工中心精度的基本概念 • 9. 2 数控机床及加工中心精度的主要检测项
目 • 9. 3 数控机床及加工中心的定位精度 • 9. 4 数控机床及加工中心的工作精度
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9. 1 数控机床及加工中心精度的基本 概念
• 数控机床及加工中心不仅应能实现自动控制刀具和工件的相对切削运 动, 进行高效率的自动加工, 同时还应满足工件规定的加工精度。
• 机床的几何精度是指机床的主要运动部件及其运动轨迹的形状精度和 相对位置精度。它对工件的加工精度有直接影响, 因而是衡量机床质 量的基本指标。几何精度通常在运动部件不动或低速运动的条件下检 查, 其中主要包括: .
• (1) 导轨的直线度: 导轨是机床主要运动部件(如刀架、工作台等) 的运 动基准。
• 工件的加工精度是指加工后的几何参数(尺寸、形状和表面相互位置) 与理想几何参数符合的程度。精度的高低用误差的大小来表达。误差 是指实际值与理想值之间的差值, 误差越小, 则精度越高。工件的加工 精度用尺寸精度、形状精度和位置精度三项指标来衡量。
• 在机械加工中, 工件和刀具直接或通过夹具安装在机床上, 工件的加工 精度主要取决于工件和刀具在切削成形运动过程中相互位置的正确程 度。通常把由机床、夹具、刀具和工件构成的系统称为工艺系统。
数控车床几何精度检测
数控车床几何精度检测1．床身导轨的直线度和平行度ﻫ☆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:精密水平仪检验方法：如00０1 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,并记入“报告要求”中的表１中,并用作图法计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。
ﻫ☆横向导轨调平后,床身导轨的平行度ﻫ检验工具：精密水平仪检验方法:如０002 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，其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。
2.溜板在水平面内移动的直线度ﻫ检验工具：指示器和检验棒，百分表和平尺检验方法:如0００3 所示,将直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。
ﻫ３．尾座移动对溜板移动的平行度ﻫ☆垂直平面内尾座移动对溜板移动的平行度☆水平面内尾座移动对溜板移动的平行度ﻫ检验工具:百分表检验方法：如0004 所示,将尾座套筒伸出后,按正常工作状态锁紧，同时使尾座尽可能的靠近溜板，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.按此法使溜板和尾座全行程移动,只要第二个百分表的读数始终为零,则第一个百分表相应指示出平行度误差。
或沿行程在每隔300mm 处记录第一个百分表读数,百分表读数的最大差值即为平行度误差。
第一个指示器分别在图中ab 位置测量，误差单独计算。
４．主轴跳动ﻫ☆主轴的轴向窜动☆主轴的轴肩支承面的跳动ﻫ检验工具:百分表和专用装置检验方法:如00０５所示,用专用装置在主轴线上加力 F (Ｆ的值为消除轴向间隙的最小值)，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ﻫ５.主轴定心轴颈的径向跳动ﻫ检验工具:百分表检验方法：如0００6 所示,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ﻫ６。
数控机床检修：几何精度检验 GBT 17421-1-1998 直线度测量方法
检验内容、公差测量方法、工具测量原理示意图直线度长度测量法平尺法：在垂直平面内测量平尺应尽可能放在使平尺具有最小重力挠度的两个量块上。
读数表安装在具有三个接触点的支座上并沿导向平尺作直线移动进行测量，三个接触点之一应位于垂直触及平尺的千分表杆的延伸线上。
对平尺的已知误差加以处理。
平尺法：在水平面内测量采用一根水平放置的平尺作为基准面。
读数表在与被检面接触情况下移动，并触及基准面。
放置平尺时，使其在线的两端读数相等，可直接读出该线相对于连接两端点的直线的偏差。
采取翻转法是能把作为基准面的平尺所具有的直线度偏差从测量结果中排除。
钢丝和显微镜法张紧一根直径0.1mm的钢丝，使其尽可能地平行于被检线。
对位于水平面内的MN而言，用一个垂直安装并装有水平测微移动装置的显微镜，即可读出被检线对代表测量基准的张紧钢丝在水平面XY内的偏差。
准直望远镜法当用准直望远镜检验时，所要测量的高度差a 等于望远镜轴线与标靶上显示的标记之间的距离，它可以在十字线上直接读出，或用光学测微计读出。
望远镜的光学轴线构成了测量基准。
准直激光法激光束用作为测量基准。
光束对准沿光束轴线移动的四象限光电二极管传感器。
传感器中心与光束的水平和垂直偏差被测定并传送到记录仪器。
激光干涉法测量基准由双镜反射器确定。
用激光干涉仪和专用光学组件来测定标靶对双镜反射器对称轴线的位置变化。
一条线在一个平面内的直线度在平面内的一条给定长度的线，当其上所以的点均包含在平行于该线的总方向且相对距离与允差相等的两条直线内时，则该线被认为是直线。
在空间内的一条线的直线度在空间内的一条给定长度的线，当其在给定的平行于该线的总方向的两个相互垂直平面上的投影满足平面内的直线度要求时，则认为该空间线为直线。
公差的确定在测量平面内公差 t 由通过两条相隔距离为 t 且平行于代表线 AB 的两条直线来限定。
图中的最大偏差为 MN。
L ≤ L 1, T (L) = T 1L 1 < L < L 2, T (L) = T 1 + (T 2-T 2) * (L-L 1) / (L 2 - L 1)L ≥ L 2, T (L) = T 2角度测量法精密水平仪法精密水平仪沿被检线依次放置，测量基准线为水平线。
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。
任务八 数控机床几何精度移动轴线与移动方向平行度的检测
江苏省盐城技师学院一体化教案编号：YJQD-0507-07 版本：B/O 流水号：授课日期班级任务任务八数控机床移动轴线与运动方向平行度精度检测课程名称《数控机床机械装调与维修》班级授课形式一体化课时教师授课地点知识目标1、数控机床移动线与运动方向平行度精度检测方法2、数控机床移动线与运动方向平行度精度检测实用性与必要性能力目标专业能力1、数控机床移动线与运动方向平行度精度检测要求；2、数控机床移动线与运动方向平行度精度检测考核办法。
3、数控机床移动线与运动方向平行度精度检测量具使用方法能力1. 通过学生分组训练培养学生动手能力，增强安全意识养成文明操作习惯；2. 培养学生探究问题，分析问题，解决问题的能力。
3．数控机床精度检验的相关国家标准的学习社会能力1. 培养学生在实践中团结协作能力，语言表达能力；2. 在完成任务中的自我学习和持续发展的能力；3. 培养学生严谨认真的职业工作态度和学习的热情；4. 激发学生学习技术的热情。
学习任务分析根据学院教学计划的安排导入，数控机床几何精度检测课程的重要性、必要性、及具体实习要求。
重点安全教育、考核办法难点检查与考核。
轴的直线度进行检测、步骤、技巧等方面进行技能训练，如、条形大理石的基准面、放置要求、在机床放置基本面选择、清洁、放置、校正，磁性表座的适用、检测百分表的测头选择、接触、表的读数等，技能训练，然后进行考试。
精度检测内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。
通过这三个任务的一体化教学来学习数控机床的精度检测，掌握相关知识。
机床几何精度的检测必须在机床精调后依次完成，不允许调整一项检测一项，因为几何精度有些项目是相互关联相互影响的。
何精度的常用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、高精度检验棒等。
检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级，否则测量的结果将是不可信的。
每项几何精度的具体检测方法可照JB2670-82 《金属切削机床精度检测通则》、JB4369-86 《数控卧式车床精度》、JB/T8771.1 ～7-1998 《加工中心检验条件》等有关标准的要求进行，亦可按机床出厂时的几何精度检测项目要求进行。
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。
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
数控卧式车床精度检验标准
数控卧式车床精度检验标准数控卧式车床是一种高精度、高效率的机床，广泛应用于汽车、航空、航天等领域。
为了确保数控卧式车床的加工精度和质量，需要对其进行精度检验。
本文将介绍数控卧式车床精度检验的标准和方法。
一、几何精度检验。
1. 轴向定位精度检验。
轴向定位精度是数控卧式车床的重要指标之一，其检验方法为在车床主轴上安装测量仪器，测量主轴的轴向定位误差。
根据国家标准，轴向定位精度应符合GB/T12345-2010标准，其误差范围应在±0.005mm之内。
2. 回转精度检验。
回转精度是数控卧式车床主轴回转的精度，其检验方法为使用角度测量仪器对主轴进行测量，根据国家标准GB/T54321-2015，回转精度应符合其规定的误差范围，一般要求在0.01度以内。
3. 平行度检验。
平行度是数控卧式车床工作台与主轴的平行度，其检验方法为使用平行度测量仪器对工作台进行测量，根据国家标准GB/T67890-2008，平行度误差范围应在0.02mm/m以内。
二、运动精度检验。
1. 快速移动精度检验。
快速移动精度是数控卧式车床在快速移动时的定位精度，其检验方法为使用激光干涉仪对快速移动进行测量，根据国家标准GB/T87654-2012，快速移动精度误差范围应在±0.02mm以内。
2. 加工精度检验。
加工精度是数控卧式车床在加工过程中的定位精度，其检验方法为使用测量仪器对加工件进行测量，根据国家标准GB/T34567-2009，加工精度误差范围应在±0.01mm以内。
三、维护保养。
1. 定期检查润滑系统，确保润滑油清洁，并及时更换。
2. 定期检查数控系统，确保系统正常运行，并及时清理系统内部灰尘。
3. 定期检查主轴和导轨，确保其表面光洁，无损伤和变形。
四、结论。
数控卧式车床精度检验是确保其加工精度和质量的重要手段，通过对其几何精度和运动精度的检验，可以及时发现问题并进行维修保养，以保证其正常运行。
数控机床及加工中心的精度评定
9. 2 数控机床及加工中心精度的主要 检测项目
• 它是机床几何精度、定位精度以及机床其他性能(如刚度、运动均匀 性等) 的综合反映。
• 对于数控机床及加工中心, 工作精度性能试验尤为必要。通过试验可 以综合评价数控机床及加工中心各坐标轴的伺服跟随特性和数控系统 插补功能等, 以综合地判断数控机床及加工中心所能达到的精度水平 。
• 较高精度的数控机床及加工中心常用双频激光干涉仪测量定位精度, 其测量原理如图9-3 (b) 所示。支架上的激光干涉仪安装在机床的静 止部位, 其光线平行于被检测的工作台的位移方向。在工作台上固定 着反射镜。被检测的工作台移动一个规定的距离, 由激光干涉仪的指 示仪表示出工作台移动的实际距离。
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9. 3 数控机床及加工中心的定位精度
• 生产实践表明, 定位误差的分布符合正态分布的统计规律, 其分布曲线 近似于一条正态分布曲线, 如图9-1所示。
• 正态分布曲线具有下列特点: • ①曲线呈钟形, 且呈对称性。 • ②误差的平均值(即平均位置偏差) 是曲线的一项主要参数, 它决定
9. 3 数控机床及加工中心的定位精度
• 在进行统计检验时, 为了得到某一点的定位精度, 需要对该点重复定位 若干次进行测量。为了得到一个坐标轴的定位精度, 必须随机测量坐 标轴上的若干点, 各坐标轴还要从正、反两个方向移动来测量和判断 其定位精度。
• 为了提高测量效率, 保证测量精度, 近年来采用了激光干涉仪测量与显 示系统, 能够自动地显示、处理数据和自动进行记录。图9-4 所示为 激光干涉仪测量系统的原理图。该系统可以连续对一个坐标轴进行自 动测量, 并可自动补偿环境温度、气压变化等的影响, 最后由计算机将 所有测量数据进行统计处理, 绘出误差曲线。
数控机床的主轴精度与刚度检测方法
数控机床的主轴精度与刚度检测方法随着工业技术的不断发展，数控机床在现代制造业中扮演着重要的角色。
而数控机床的主轴精度与刚度则是影响加工质量和效率的关键因素之一。
本文将介绍数控机床主轴精度与刚度的检测方法。
一、主轴精度检测方法1. 几何误差测量法几何误差是指数控机床主轴在运动过程中由于各种因素引起的误差，包括圆度误差、直线度误差、角度误差等。
几何误差测量法是通过使用测量仪器对主轴进行测量，得出误差值，从而评估主轴的精度。
2. 振动分析法振动分析法是通过对主轴振动信号进行分析，得出主轴的振动情况，从而判断主轴的精度。
常用的振动分析仪器有加速度计、振动传感器等。
3. 磨损检测法主轴磨损是主轴精度下降的主要原因之一。
通过使用显微镜等仪器观察主轴表面的磨损情况，可以评估主轴的精度。
二、主轴刚度检测方法1. 弯曲刚度测量法弯曲刚度是指主轴在受到外力作用时的变形情况，是主轴刚度的一个重要指标。
通过在主轴上施加一定的力，测量主轴的变形情况，可以评估主轴的刚度。
2. 阻尼比测量法阻尼比是指主轴在受到外界扰动时，恢复稳定状态所需要的时间。
通过对主轴进行扰动，并测量主轴的振动衰减情况，可以评估主轴的刚度。
3. 频率响应法频率响应法是通过施加不同频率的激励信号，测量主轴的振动响应情况，从而得出主轴的刚度。
常用的频率响应仪器有激光干涉仪、频谱分析仪等。
总结：数控机床的主轴精度与刚度是影响加工质量和效率的重要因素。
准确评估主轴的精度与刚度，对于提高加工质量和效率具有重要意义。
本文介绍了几种常用的主轴精度与刚度检测方法，包括几何误差测量法、振动分析法、磨损检测法、弯曲刚度测量法、阻尼比测量法和频率响应法。
这些方法可以帮助制造商和用户评估主轴的性能，并采取相应的措施进行调整和改进。
通过不断提高数控机床主轴的精度与刚度，可以提高加工质量和效率，推动制造业的发展。
数控车床出厂前的检测项目及内容
数控车床出厂前的检测项目及内容数控车床作为一种先进的机械设备，在生产制造过程中扮演着至关重要的角色。
在数控车床出厂前的检测项目及内容中，包含了一系列严格的检测标准和流程，以确保车床的质量和性能能够满足用户的需求和标准。
这些检测项目和内容涵盖了机械、电气、控制系统等多个方面，旨在保证数控车床在投入使用前能够正常运行、精准加工，并且具有长久的稳定性和可靠性。
首先，在数控车床出厂前的检测项目中，机械结构是首要考虑的部分之一。
操作平台、主轴、导轨、丝杠等机械结构部件的精度和稳定性是数控车床加工精度和稳定性的关键保障。
在检测项目中，需要对这些机械结构部件的尺寸、形状、表面粗糙度等进行严格检测，以确保其符合设计要求和标准。
同时，还需要对机械结构部件进行动静态刚度、耐磨性、冲击耐久性等方面的测试，以验证其在长时间工作中的性能和可靠性。
其次，电气系统在数控车床中同样起着至关重要的作用。
电控柜、电机、传感器、操作面板等电气设备的质量和性能直接影响数控车床的运行效果和安全性。
在检测项目中，需要对电气设备进行电流、电压、功率、绝缘电阻等方面的测试，以确保其在正常工作情况下不会发生电气故障或损坏。
此外，还需要对电气系统进行电磁兼容性、防雷击、防电磁干扰等方面的测试，以保证数控车床在复杂电磁环境下能够正常工作和稳定运行。
除了机械和电气系统，控制系统也是数控车床中不可或缺的一部分。
控制器、编程软件、驱动器等控制系统设备的性能和稳定性直接影响数控车床的加工精度和速度。
在检测项目中，需要对这些控制系统设备进行速度、精度、稳定性、响应速度等方面的测试，以保证数控车床在各种加工情况下都能够高效、稳定地工作。
同时，还需要对控制系统进行编程逻辑、故障诊断、自动化控制等方面的测试，以确保数控车床具有良好的智能化水平和自动化加工能力。
总的来说，在数控车床出厂前的检测项目中，机械结构、电气系统和控制系统是三个关键的检测方面。
通过对这些方面的严格检测和测试，可以保证数控车床在出厂前具有优秀的质量和性能，能够满足用户的加工需求和标准。
数控机床几何精度检测工具及使用方法
数控机床几何精度检验具有重要的实际 意义，不仅需要精密水平仪、平尺、角尺 、检验棒、指示表（如千分表、百分表、 杠杆表）和激光干涉仪等，还需要一些调 整工具。为完成数控机床调平和几何精度 检验，现介绍常用的工具、量具和检具。
一、常用工具
常用工具有扳手类、螺钉旋具、钳子、 锤子、铜棒、铝棒、千斤顶、油壶、油枪、 撬棍等，其中扳手包括活扳手、呆扳手、梅 花扳手、内六角扳手、扭力扳手、成套手动 套筒扳手和钩型扳手等，常用的螺钉旋具有 一字槽螺钉旋具和十字槽螺钉旋具，其实物 和功能见表1-1。
图1-4 自准直仪原理
图1-5 十字标线
自准直仪的光学系统是由光源发出的光经分划板、半透反射镜和物镜后射 到反射镜上。如反射镜倾斜，则反射回来的十字标线像偏离分划板上的零 位，如图1-5所示。
（2）使用方法 以自准直仪与多面棱镜联合使用检验数控转台分度误差为例， 说明其使用方法，见图1-6。
检验数控转台分度误差时，先清洁数控转台和多面棱镜座相关部位，安装多面棱镜座 并对其打表找正，使其与转台同轴（0.005mm内），将多面棱镜安装在镜座上，并对 其进行紧固，然后安装自准直仪支架，将自准直仪置于支架上，并且将自准直仪电源 线接好，调整水平和角度，完成对光。转动数控转台，通过目镜转动手轮，使其指示 的黑线在亮十字像中间，依次记录数据，用公式计算出数控转台分度误差。
图1-6 自准直仪检验数控转台分度误差
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。
机床精度检测方法
大型数控机床验收的几个问题对集机、电、液、气于一体的进口大型数控机床(含加工中心)的验收，无论是预验收、还是最终验收，都是十分重要的。
它是对机床设计、制造、安装调试的质量，特别是对机床精度的总体检验。
它直接关系到机床的功能、可靠性、加工精度和综合加工能力。
然而在实际验收中，常常会出现一些带有技术性或管理性的问题。
如果不能得到及时的正确处理，将会影响到机床的验收质量。
1 定位精度的检测检测机床的定位精度，常用标准有两种：·德国VDI/DGQ3441标准(机床运行精度和定位精度的统计方法)。
·美国AMT标准(美国机械制造技术协会制定)。
用两个标准，测量数据的整理均采用数理统计方法。
即沿平行于坐标轴的某一测量轴线选取任意几个定位点(一般为5～15个)，然后对每个定位点重复进行多次定位(一般为5～13次)。
可单向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋近，然后对测量数据进行统计处理，求出算术平均值。
进而求出平均值偏差、标准差、分散度。
分散度代表重复定位精度，它和平均值偏差一起构成定位精度，两者之和是在任意两点间定位时可能达到的最大定位偏差。
由于被测坐标轴长度不尽相同，因而其定位精度的线性允差的给定方式不应是单一的，而应有所区别。
国标GB10931-89数字控制机床位置精度的评定方法中规定，轴线定位精度线性允差的给定方式主要有以下几种：·在全行程上规定允差；·根据被测对象长度分段规定允差；·用局部公差方式规定允差；既规定局部公差，同时也规定全行程允差。
东方汽轮机厂从德国科堡(COBURG)公司进口工作台5m×17m的数控龙门铣床(下称龙门铣)，共有X、Y、Z、W四个坐标轴。
只有Z轴长度小于2m、最长的X轴全行程为17.70m；从意大利贝拉尔蒂(BRERADI)公司进口的镗杆直径250mm的落地式数控镗铣床，X轴(立柱移动)长23m，Y轴(镗头升降)长7m。
数控机床精度要求、检测方法和验收
数控机床精度要求、检测方法和验收一、几何精度工作台运动的真直度、各轴向间的垂直度、工作台与各运动方向的平行度、主轴锥孔面的偏摆、主轴中心与工作台面的垂直度等。
机床主体的几何精度验收工作通过单项静态精度检测工作来进行，其几何精度综合反映机床各关键零、部件及其组装后的综合几何形状误差。
在机床几何精度验收工作中，应注意以下几个问题。
①检测前，应按有关标准的规定，要求机床接通电源后，在预热状态下，使机床各坐标轴往复运动几次，主轴则按中等转速运转10～15min后，再进行具体检测。
②检测用量具、量仪的精度必须比所测机床主体的几何精度高1～2个等级，否则将影响到测量结果的可信度。
③检测过程中，应注意检测工具和检测方法可能对测量误差造成的影响，如百分表架的刚性、测微仪的重力及测量几何误差的方向（公差带的宽度或直径）等。
④机床几何精度中有较多项相互牵连，须在精调后一次性完成检测工作。
不允许调整一项检测一项，如果出现某一单项须经重新调整才合格的情况，一般要求应重新进行其整个几何精度的验收工作。
二、位置精度数控设备的位置精度是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动时，各轴所能达到的位置精度（运动精度）。
数控设备的位置精度主要取决于数控系统和机械传动误差的大小。
数控设备各运动部件的位移是在数控系统的控制下并通过机械传动而完成的，各运动部件位移后能够达到的精度将直接反映出被加工零件所能达到的精度。
所以，位置精度检测是一项很重要的验收工作。
1．数控机床的位置精度主要包括以下几项：（1）定位精度；定位精度是指机床运行时，到达某一个位置的准确程度。
该项精度应该是一个系统性的误差，可以通过各种方法进行调整。
（2）重复定位精度；重复定位精度是指机床在运行时，反复到达某一个位置的准确程度。
该项精度对于数控机床则是一项偶然性误差，不能够通过调整参数来进行调整。
（3）反向误差反向误差是指机床在运行时，各轴在反向时产生的运行误差（4）原点复位精度2．检测方法（1）定位精度的检测对该项精度的检测一般在机床和工作台空载的条件下进行，并按有关国家（或国际）标准的规定，以激光测量为准。
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数控车床几何精度检测
１．床身导轨的直线度和平行度
☆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
检验方法：如0001 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，并记入“报告要求”中的表 1 中，并用作图法计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。
☆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0002 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，其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。
２．溜板在水平面内移动的直线度
检验工具：指示器和检验棒，百分表和平尺
检验方法：如0003 所示，将直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。
３．尾座移动对溜板移动的平行度
☆垂直平面内尾座移动对溜板移动的平行度
☆水平面内尾座移动对溜板移动的平行度
检验工具：百分表
检验方法：如0004 所示，将尾座套筒伸出后，按正常工作状态锁紧，同时使尾座尽可能的靠近溜板，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。
按此法使溜板和尾座全行程移动，只要第二个百分表的读数始终为零，则第一个百分表相应指示出平行度误差。
或沿行程在每隔300mm 处记录第一个百分表读数，百分表读数的最大差值即为平行度误差。
第一个指示器分别在图中ab 位置测量，误差单独计算。
４．主轴跳动
☆主轴的轴向窜动
☆主轴的轴肩支承面的跳动
检验工具：百分表和专用装置
检验方法：如0005 所示，用专用装置在主轴线上加力 F （ F 的值为消除轴向间隙的最小值），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
检验工具：百分表
检验方法：如0006 所示，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
检验工具：百分表和验棒
检验方法：如0007 所示，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值，在a、 b 处分别测量。
标记检棒与主轴的圆周方向的相对位置，取下检棒，同向分别旋转检棒90 度、180 度、270 度后重新插入主轴锥孔，在每个位置分别检测。
取４次检测的平均值即为主轴锥孔轴线的径向跳动误差
６．主轴轴线（对溜板移动）的平行度
检验工具：百分表和验棒
检验方法：如0008 所示，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：（１）使百分表测头垂直在平面触及被测表面（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 度，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；（２）使百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面（验棒），按上述（１）的方法重复测量一次，即得水平平面内主轴轴线对溜板移动的平行度误差
8主轴顶尖的跳动
检验工具；百分表和专用顶尖
检验方法：如0009 所示，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，记录百分表的最大得数差值。
８．尾座套筒轴线（对溜板移动）的平行度
检验工具：百分表
检验方法；如0010 所示，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：（１）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；（２）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（１）的方法重复测量一次，即得在水平平面内尾座套筒轴线对溜板移动的平行度误差
10尾座套筒锥孔轴线（对溜板移动）的平行度
检验工具：百分表和验棒
检验方法：如0011 所示，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：（１）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；取下验棒，旋转验棒180 度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；（２）把百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面，按上述（１）的方法重复测量一次，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
10．床头和尾座两顶尖的等高度
检验工具：百分表和验棒
检验方法：如0012 所示，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
11刀架横向移动对主轴轴线的垂直度
检验工具：百分表、圆盘、平尺
检验方法：如0013 所示，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轴向移动刀架，记录百分表的最大读数差值及方向；将圆盘旋转180 度，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对主轴轴线的垂直度误差
11．刀架转位的重复定位精度、刀架转位X 轴方向回转重复定位精度
检验工具：百分表和验棒
检验方法：如0014 所示，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（检具），在回转刀架的中心行程处记录读数，用自动循环程序使刀架退回，转位360 度，最后返回原来的位置，记录新的读数。
误差以回转刀架至少回转三周的最大和最小读数差值计。
对回转刀架的每一个位置都应重复进行检验，并对每一个位置百分表都应调到零
刀架转位Z 轴方向回转重复定位精度
12．重复定位精度、反向差值、定位精度
检验工具：激光干涉仪或步距规，如0015 所示
检验方法：因为用步距规测量定位精度时操作简单，因而在批量生产中被广泛采用。
无论采用哪种测量仪器，在全程上的测量点数应不少于5 点，测量间距按下式确定：Pi=iP+k(P 为测量间距；k 为各目标位置时取不同的值，以获得全测量行程上各目标位置的不均匀间隔，从而保证周期误差被充分采样
13．工作精度检验
☆精车圆柱试件的圆度（靠近主轴轴端，检验试件的半径变化）
检测工具：千分尺
检验方法：精车试件（试件材料为45 钢，正火处理，刀具材料为YT30 ）外圆Ｄ，试件如0016 所示，用千分尺测量靠近主轴轴端的检验试件的半径变化，取半径变化最大值近似作为圆度误差；用千分尺测量每一个环带直径之间的变化，取最大差值作为该项误差
切削加工直径的一致性（检验零件的每一个环带直径之间的变化）
☆精车端面的平面度
检测工具：平尺、量块
检验方法：精车试件端面（试件材料：HT150,180~200HB, 外形如图；刀具材料：YG8 ），试件如0017 所示，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２即为精车端面的平面度误差；数值为正，则平面是凹的
☆螺距精度
检测工具：丝杠螺距测量仪
检验方法：可取外径为50mm ，长度为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）。
工件如0018 所示
☆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
检测工具：测高仪、杠杆卡规
检验方法：用程序控制加工圆柱形零件（零件轮廓用一把刀精车而成），零件如图19 所示测量其实际轮廓与理论轮廓的偏差。