数控车床几何精度检测.doc
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。
数控机床精度检验内容
数控机床精度检验内容数控机床是一种高精度、高效率的加工设备，其精度直接影响着加工零件的质量和精度。
因此，对数控机床的精度进行检验是非常重要的。
下面将介绍数控机床精度检验的内容。
首先，数控机床的精度检验包括几个方面，几何精度、运动精度和位置精度。
几何精度是指机床各轴线的几何误差，包括直线度、平行度、垂直度等；运动精度是指机床在运动过程中的动态精度，包括加工速度、加速度、减速度等；位置精度是指机床在停止状态下的定位精度，包括定位误差、重复定位精度等。
这些精度指标直接影响着数控机床加工零件的精度和表面质量。
其次，数控机床精度检验的方法主要包括几种，静态检验、动态检验和综合检验。
静态检验是指在机床停止状态下对各轴线的几何精度进行检测，可以通过测量仪器进行测量，如千分尺、角尺等；动态检验是指在机床运动状态下对运动精度进行检测，可以通过加工模拟零件进行加工，然后进行测量分析；综合检验是指将静态检验和动态检验相结合，对机床的整体精度进行评估。
另外，数控机床精度检验的标准主要包括国家标准和行业标准。
国家标准是指由国家相关部门颁布的针对数控机床精度的检验标准，如GB/T19001-2008《数控机床检验标准》等；行业标准是指由行业协会或企业制定的针对特定类型数控机床的检验标准，如《数控车床精度检验标准》等。
在进行数控机床精度检验时，需要严格按照相关标准进行检验，以确保检验结果的准确性和可靠性。
最后，数控机床精度检验的意义在于保证机床加工零件的精度和质量，提高加工效率和加工精度，降低加工成本，提高产品的竞争力。
通过定期对数控机床进行精度检验，可以及时发现机床的精度问题，进行调整和维护，确保机床的稳定性和可靠性，延长机床的使用寿命。
综上所述，数控机床精度检验内容包括几何精度、运动精度和位置精度，检验方法包括静态检验、动态检验和综合检验，检验标准包括国家标准和行业标准。
通过精度检验可以保证机床的加工精度和质量，提高产品的竞争力，具有重要的意义和价值。
数控机床的精度测试
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考核一台数控机床等级的精度组成一般来讲分为 三类： 1、几何精度 指影响机床加工精度的组成零部件的精度，包 括本身的尺寸、形状精度及部件装配后的位置及 相互间的运动精度，如平面度、重回度、相交度、 平行度、直线度、垂直度等。 2、位置精度 简单的讲，位置精度就是指机床刀具趋近目标 位置的能力。它是通过对测量值进行数据统计分 析处理后得出来的结果。一般由定位精度、重复 定位精度及反向间隙三部分组成。 3、工作精度 通过用机床加工规定的试件，对加工后的试件 进行精度测量，评价是否符合规定的设计要求。
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2.2数控铣床的基本机械结构
本文以数控铣钻床 ZJK7532A 为例，其传动系统如图 6-2 所 示。机床机械部分主要由底座、立柱、工作台、主轴箱、冷却 及润滑部分等组成。机床的立柱部分、工作台部分安装在底座 上，主轴箱通过连接座在立柱上移动，其他各部件自成一体， 与底座组成整机。
0
-10
-10
0
0
G13
100
100
200
200
300
300
Z坐标直线运动的 定位精度Au， 重复定位精度R 反向差值Bmax
0.06 0.03 0.025
激光干涉 仪 专用检具
(310)
（310）
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M
b
B
b
b
N
P E
P1
铣削精度： a） M面平面 度 b） M面对E面 平面度 c ） N 面对 M 面、P面对M面 、 N 面对 P 面的 垂直度 材料：HT150
L
P3
D
螺距精度
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。
数控机床几何精度
4、平行度： 平行度是指以控制被测要素相对于基准要素的方向成0° （或距离差值为0）的要求
国家标准检测
（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。 （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、精密 水平仪法和光学法。
测量项目三 主轴锥孔中心线的径向圆跳动(G6)
检验工具：指示器和检验棒，百分表
测量方法图示
a
b
a)靠近主轴端 面，允差：0.01 b)距主轴端面 不超过300，允差 ：0.02
检验方法：在主轴锥孔中插入检验棒， 将千分表用磁性表架固定在 溜板上使表头垂直触及检验棒的圆柱面a和b处，如图所示，使主轴 缓慢旋转，a和 b 处分别读取千分表读数。每测一次，需将检验捧相 对于主轴孔旋转 90°重新插入，测量四次。
主轴回转180°，两次测量结果的代数和的一半。 目的是：消除测量棒本身的误差，精度较高。
a为在水平面内平行度误差，只允许向前偏; b为在垂直平面内平行度误差，只允许向上偏。 方向只许向上偏：由于工件本身的总量是垂直向下 方向只许向前偏：由于工件本身在加工过程中受到切削
G7a G7b 0° 180° 水平处 垂直处 0.02 允差 0.015 结论
2、机床几何精度检验概念
机床几何精度检验，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。
保证加工精度的基本条件
数控车床检验标准
数控车床检验标准(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除一．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。
1.3数控机床调平和几何精度检测
水平仪使用注意事项
（1）使用前，必须先将被测量面和水平仪的 工作面擦洗干净，并进行零位检查。 （2）测量时必须待气泡完全静止后方可读数。 （3）读数时，应垂直观察，以免产生视差。 （4）使用完毕，应进行防锈处理，放置时， 注意防震、防潮。
数控车床 粗调
调整方法
精调
学生实施
地脚螺栓 锁紧 水平精调
准备工作
任务实施 确定方案 小组讨论 收集信息
水平仪 放置
技术资料 学习材料
实训设备
水平粗调
地脚螺 栓调整
学生汇报 演示
学生讲解
学生提问
教师提问
学生解答 问题
教师讲解 集体讨论
教师总结
数控机床水平调整
一、任务完成情况 二、存在的问题分析 三、解答 四、行动演示 五、检查与评价
《机电设备安装与调试》
步骤是什么？ ③学生阐述检测方法 问题——检验棒要转180度，测量2次，精度数据如何处
理？
4、实训任务
④老师示范讲解 只示范检验棒的使用 ⑤学生实施，教师巡视 学生：实操（在2台数控车床上练习完成任务3G10a）。 教师：巡视纠正学生出现的错误。
⑥学生汇报展示 活动四——考核（在另外2台数控车床上计时完成任务3G10a 学生：按照JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床 精度》
2、教学资源——设备、仪器
序号
设备名称
单位
备注
1
CAK3665sj数控车床
台 沈阳第一机床厂
2
百分表
3
磁性表座
4
检验棒
5
固定顶尖
6
油壶
7
棉布手套
个 防震0~10 个 个 莫氏4号 个 莫氏4号 个 小型 副
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。
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。
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。
数控机床几何精度检测项目一任务三
续
表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
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表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
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表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
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表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
表1-51 数控车床和车削中心检验条件 （摘自 GB/T 16462.1-2007） (单位：mm) 续
表1-51 数控车床和车削中心检验条件 （摘自 GB/T 16462.1-2007） (单位：mm) 续
表1-51 数控车床和车削中心检验条件 （摘自 GB/T 16462.1-2007） (单位：mm) 续
精密级 a) 和 b) 在任意300测量长度上为0.010
检验工具 指示器、可调量块和平尺
检验方法（参照GB/T 17421.1-1998的有关条文：.2.1.1）
调整平尺，使其在测量长度两端的读数相等。 将指示器固定在主轴箱上，沿Y轴线方向移动横向滑座进行检验。 a)、b)误差分别计算,误差以指示器读数的最大差值计。
检验项目
G1
工作台移动（X轴线）的直线度: a)在XZ平面内； b)在XY平面内。
简图
a)
b)
允差
普通级 a) 和 b) 在任意300测量长度上为0.016
检验工具
指示器、可调量块和平尺 检验方法 (参照GB/T 17421.1-1998的有关条文：.2.1.1)
调整平尺，使其在测量长度两端的读数相等。 指示器固定在主轴箱上，沿X轴线方向移动工作台进行检验。 a)、b)误差分别计算，误差以指示器读数的最大差值计。
数控机床精度的检测龚正伟
数控机床精度的检测论文关键词：数控机床;几何精度;定位精度;切削精度;检测与注意事项。
论文摘要：现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术，能够加工形状复杂、精密、批量零件，并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点。
随着我国制造业的快速发展，数控机床在机械制造业已得到广泛应用，且对数控机床的精度要求也越来越高。
如何检测数控机床的精度，正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题。
机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。
根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明：检验目的：了解进行数控机床几何精度检测、加工精度检测常用的工具及其使用方法检验要求：了解ISO 标准、GB 中常见的数控机床几何精度及加工精度检测项目标准数据，掌握数控机床几何精度、加工精度检测方法。
检验内容：机床调平、常见几何精度检测、常见加工精度检测数控车床精度检测１．床身导轨的直线度和平行度检验工具：精密水平仪检验方法：（1）水平仪沿Z 轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离在各位置上检验，记录水平仪的读数，并计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。
（2）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：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．主轴跳动检验工具：百分表和专用装置检验方法：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４．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：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。
数控机床精度检验
数控机床精度检测一、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。
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：①X、Y、Z轴的相互垂直度。
②主轴回转轴线对工作台面的平行度。
③主轴在Z轴方向移动的直线度④主轴轴向及径向跳动。
2、机床的定位精度检验数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。
根据实测的定位精度数值判断机床是否合格。
其内容有：①各进给轴直线运动精度。
②直线运动重复定位精度。
③直线运动轴机械回零点的返回精度。
④刀架回转精度。
3、机床的切削精度检验机床的切削精检验，又称为动态精度检验，其实质是对机床的几何精度和定位精度在切削时的综合检验。
其内容可分为单项切削精度检验和综合试件检验①单项切削精度检验包括：直线切削精度、平面切削精度、圆弧的圆度、圆柱度、尾座套筒轴线对溜板移动的平行度、螺纹检测等②综合试件检验：根据单项切削精度检验的内容，设计一个具有包括大部分单项切削内容的工件进行试切加工，来确定机床的切削精度。
附数控车床基本检验项目表：数控车床基本检验项目1 床身导轨调水平纵向导轨在垂直平面内的直线度0．020（凸）局部公差：在任意250长度上测量为0.075横向导轨的平行度0.04/10002 溜板移动在水平面内的直线度0.023 尾座移动对溜板移动的平行度:a:在垂直平面内b:在水平面内0.03局部公差:在任意500测量长度上为0.024主轴a:主轴的轴向窜动b:主轴轴肩支承面的跳动a:0.01b:0.02(包括轴向窜动)序号检测内容检测方法允许误差/mm实测误差5 主轴定心轴颈的径向跳动0.016 主轴锥孔轴线的径向跳动a:靠近主轴端面b:距离主轴端面300mm处a:0.01b:0.027 主轴轴线对溜板移动的平行度a:在垂直平面内b:在水平内(测量长度为200mm)a:在300测量长为0.02(只许向上偏)b:0.015(只许向上偏)8 顶尖的跳动0.0159 尾座套筒轴线对溜板移动的平行度a:在垂直平面内b:在水平面内a:在100测量长度上为0.015(只许向上偏)b:在100测量长度为0.01(只许向前偏)序号检测内容检测方法允许误差/mm实测误差10 尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度a:在垂直平面内b:在水平面内(测量长度为200mm)a：在300测量长度上为0.03(只许向上偏)b:0.03(只许向前偏)11两顶针主轴和尾座两顶尖的等高0.05 0.02(只许尾座高)12 刀架回转的重复定位精度0.0113 重复定位精度Z轴0.015X轴0.01序号检测内容检测方法许误差/mm实测误差14 定位精度Z轴0.045X轴0.04P1精车外圆的精度a:圆度b:在纵截面内直径一致性a:0.005b:在200测量长度上为0.03P2 精车端面的平面度300直径上为0.02(只许凹)P3螺纹L 2dd约为Z轴丝杆直径螺距不超过Z轴丝杆螺距之半任意60mm测量长度螺距累积误差的允差为0.02mm 注：P1、P3试切件为钢材P2试件为铸铁１．床身导轨的直线度和平行度（1）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，算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。
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。