机床精度(学生实验报告)解析

反向间隙误差可能起因
► 用于弥补原有反向间隙而对机床进行的反向间补 偿的数值过大，导致原来具有正值反向间隙问题 的机床出现负值反向间隙。
► 机器可能受到编码器滞后现象的影响 ► 在机床的导轨中可能存在间隙，导致当机床在被
驱动换向时出现在运动中跳跃。
反向间隙对加工带来的影响
在机器上负值反向间隙的影响为圆弧插 补的刀具轨迹将出现一向内凹的跳跃。
测量位置 0-200mm 200-400mm 400-600mm 600-800mm 800-
1000mm
水平读数
2. 主轴锥孔中心线的径向跳动
检验方法：此项检验是在 CA6140 型 车 床 上 进 行 ， 将 300mm锥度检验棒插入主轴孔 中，用千分表分别在a,b处检验， 检验棒对主轴ａ处时点，允许 误 差 0.01mm,b 处 是 远 端 误 差 0.02mm.
机床精度检测实验
主讲教师 曲征洪
实验一、机床几何精度的检测
一、实验目的
► 熟悉机床几何精度检验的内容、原理、方 法和步骤
► 掌握仪器的使用，以及实验数据的处理， 误差曲线的绘制
► 了解被测量机床的几何精度状况以及它和 加工精度的关系
二、实验设备和仪器
►设备: MAZAK车床 ►仪器: 框式水平仪
测量位置 a b
主轴锥孔中心线的径向跳动
1
2
允差
是否合格
6 主轴轴肩支撑面的跳动
检验方法：千分表吸持在导轨上，将表垂直打在主轴轴肩 端面靠外侧处，平动旋转主轴两周以上，千分表读数的最 大值为端面跳动误差。
最大跳动
表8 主轴轴肩支撑面的跳动
允差
0.02
是否合格
7 主轴定心轴颈的径向跳动
检验方法：千分表座吸 持在导轨上，将表头打 在主轴空心轴颈上，平 动旋转主轴两周以上， 千分表读数的最大差值 为径向跳动误差。
检验棒 百分表 磁性表座
三 、实验原理
机床几何精度测量
按 JB2314—78 普通机床规定，机床精度检 验包括机床导轨直线度、垂直度、平行度、 端面的平面度，机床部件之间直线度、垂直 度、平行度、同轴度，机床部件的运动精度， 主轴回转精度等18项。
四、 实验步骤与方法
► 框式水平仪的工作原理： 框式水平仪主要部分是一个弧形玻璃管，它的内壁磨成100米左右的 曲率半径。刻有刻度的玻璃管内充以少量乙醚液体，中间留一个气泡。 如图1所示。不论水平仪放在什么位置，玻璃管中的页面总是处于水 平，气泡总是向高处移动，读出气泡两端边缘，移动的格数，即可求 出相应的高度差。水平仪的刻度值为0.02/1000，它表示将该水平仪 放在1米长的平尺表面上，在平尺右端垫起0.02mm的高度，平尺便倾 斜一个a角，此时，水平仪正好移动一个刻度值。
表9 主轴定心轴颈的径向跳动
允差
是否合格
五、思考题
►导轨的实际形状是怎样的？它对哪种零件产 生较大的影响？
►主轴锥孔径向跳动和轴向的窜动对零件的加 工有什么影响？
实验二、机床运动精度的测试
对高速机床而言，动态测试的结果更能说明 机床运动精度的水平。通过对动态测试结果进行 分析，不仅可以了解机床当前的状态，还可以获 得由数控系统、驱动和位置测量元件所组成控制 环的参数设置信息。通过静态测试，例如直线轴 的定位误差测试，则可以反映出机床的几何精度。
► 采用框式水平仪进行检测，用水平仪测量导轨在垂直面 内的不平度时，将床身导轨按溜板或过桥长200mm。
► 划分成若干段，将水平仪放在溜板上，记下气泡的位置， 然后原地转180度看气泡是否在原处，如果不在原处， 把水平仪纵向放置在溜板或过桥上，一般总是把水平仪 在 起端位置时的读数为零，然后依次移动溜板，记下每 一位置的读数及符号，填入表格。
△H △H L1
L
图1 水平仪测量升落差的原理图
► 如果我们在实验中，框式水平仪不是放在1米的平尺上， 而是放在200mm的平板上，那么△H为多少呢Tga=△H △H=200*Tga=0.004mm
► 水平仪读数的符号，习惯上规定：气泡移动方向和水平 移动方向相同时读数为正值，相反时为负值。
1. 溜板在垂直水平面的不直度
机床误差分析
►KGM可以快速找出并分析机床的问题在，主 要可检查反向差、反向间隙、伺服益、垂直 度、直线度、周期误差等等性能。
误差举例
► 反向间隙(负值，见图)。 图形中有沿某轴线开
始向图形中心内凹的台阶， 负值反向间隙的大小通常 不受机床进给率的影响。 在本图中仅在Y 轴上显示 有负值反向间隙图中Y 轴 正负方向均存在相同大小， 为-14.2μm的负值反向间 隙或失动量。
一、实验目的
► 熟悉机床运动精度检验的内容、原理、方 法和步骤
► 掌握仪器的使用，以及实验数据的处理， 误差曲线的分析。
二、实验设备和仪器
►设备: VMC1165B立式加工中心 ►仪器: KGM,VM双坐标光栅
三 、实验原理
KGM,VM双坐标光栅介绍： 海德汉公司（HEIDENAIN拥有 一百多年光刻制造技术的德国公 司。以生产高精度的产品而著名 ） KGM,VM系列双坐标光栅。可进行 两维高动态测量。它的测量基准 是固定刻划的两维光栅栅线，这 使得在采用KGM进行测量时，测 量结果不会因环境因素如空气湿 度、环境温度或气压的波动而受 到影响。采用海德汉KGM双坐标 测量设备可以通过圆周测试、自 由曲线测试对机床控制环的动态 性能进行分析。
出现反向间隙处理方法
► 检查数控系统反向间隙补偿参数设置是否 正确；
► 检查机器是否受到编码器滞后现象的影响； ► 去除机器导轨的间隙，可能需要更换已磨
损的机器wenku.baidu.com件。