數控機床精度檢驗

1、數控機床精度檢驗一、實驗的性質與任務數控機床精度檢驗是開設數控設備調試與維護課程過程中必須進行的一項實驗，該項實驗與與機床實際驗收過程十分契合。在學習數控設備調試與維護課程中，可以通過該實驗將理論實際相結合。在完成該實驗的過程中，認識相關的檢具，熟悉相關檢具的使用方法，了解每一項精度所代表的意義。二、實驗目的和要求本實驗完全符合數控機床驗收的相關規(guī)程，與實際生產過程中的數控設備的精度檢驗過程高度一致。對學生的要求是：1、養(yǎng)成安全、認真、踏實、嚴謹、一絲不茍的工作作風。2、熟悉每一項檢具工具的安裝調整方法。3、熟悉每一項精度的檢驗方法。4、能夠掌握每一項精度的記錄方法。5、能夠編制定位精度的檢驗

2、程序。6、掌握螺距補償的方法。7、撰寫符合實驗過程、內容的實驗報告。8、現場操作指導教師要求的實驗內容。三、 預備知識機床精度概念機床的加工精度是衡量機床性能的一項重要指標。影響機床加工精度的因素很多 , 有機床本身的精度影響 , 還有因機床及工藝系統(tǒng)變形、加工中產生振動、機床的磨損以及刀具磨 損等因素的影響 。在上述各因素中 ,機床本身的精度是一個重要的因素。例如在車床上車削 圓柱面 ,其圓柱度主要決定于工件旋轉軸線的穩(wěn)定性、車刀刀尖移動軌跡的直線度以及刀尖 運動軌跡與工件旋轉軸線之間的平行度 ,即主要決定于車床主軸與刀架的運動精度以及刀架 運動軌跡相對于主軸的位置精度。機床的精度包括幾何精

3、度、傳動精度、定位精度以及工作精度等 , 不同類型的機床對這些方面的要求是不一樣的。(一)幾何精度機床的幾何精度是指機床某些基礎零件工作面的幾何精度 ,它指的是機床在不運動 ( 如主軸不轉 ,工作臺不移動)或運動速度較低時的精度.它規(guī)定了決定加工精度的各主要零、部 件間以及這些零、部件的運動軌跡之間的相對位置允差。例如 ,床身導軌的直線度、工作臺面的平面度、主軸的回轉精度、刀架溜板移動方向與主軸軸線的平行度等。在機床上加工的 工件表面形狀 ,是由刀具和工件之間的相對運動軌跡決定的 ,而刀具和工件是由機床的執(zhí)行件直接帶動的 ,所以機床的幾何精度是保證加工精度最基本的條件。(二)傳動精度 機床的傳

4、動精度是指機床內聯系傳動鏈兩末端件之間的相對運動精度。這方面的誤差就稱為該傳動鏈的傳動誤差。例如車床在車削螺紋時 ,主軸每轉一轉 ,刀架的移動量應等于螺 紋的導程。但是 ,實際上 ,由于主軸與刀架之間的傳動鏈中 ,齒輪、絲杠及軸承等存在著誤 差 ,使得刀架的實際移距與要求的移距之間有了誤差 ,這個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 ,不僅要求機床有必要的幾何精度 ,而且還要求內聯系傳動鏈有較 高的傳動精度。(三)定位精度機床定位精度是指機床主要部件在運動終點所達到的實際位置的精度。實際位置與預期位置之間的誤差稱為定位誤差。對于主要通過試切和測量工件尺寸來確定運動部件定位位置

5、的機床 ,如臥式車床、萬能升降臺銑床等普通機床 , 對定位精度的要求并不太高。但對于依 靠機床本身的測量裝置、定位裝置或自動控制系統(tǒng)來確定運動部件定位位置的機床 ,如各種自動化機床、數控機床、坐標測量機等 ,對定位精度必須有很高的要求。機床的幾何精度、傳動精度和定位精度通常是在沒有切削載荷以及機床不運動或運動速度較低的情況下檢測的 ,故一般稱之為機床的靜態(tài)精度。靜態(tài)精度主要決定于機床上主要零、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床的加工精度 ,因為機床在實際工作狀態(tài)下 ,還有一系列因素會影響加工精度。例如

6、 ,由于切削力、夾緊力的作用,機床的零、部件會產生彈性 變形 ; 在機床內部熱源 ( 如電動機、液壓傳動裝置的發(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 ,機床零、部件將產生熱變形 ; 由于切削力和運動速度的影 響 , 機床會產生振動 ;機床運動部件以工作速度運動時 ,由于相對滑動面之間的油膜以及其他因素的影響 ,其運動精度也與低速下測得的精度不同 ; 所有這些都將引起機床靜態(tài)精度的 變化 , 影響工件的加工精度。機床在外載荷、溫升及振動等工作狀態(tài)作用下的精度 ,稱為機床的動態(tài)精度。動態(tài)精度除與靜態(tài)精度有密切關系外 ,還在很大程度上決定于機床的剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等

7、。目前 , 生產中一般是通過切削加工出的工件精度來考核機床的綜合動態(tài)精度 ,稱為機床的工作精度。工作精度是各種因素對加工精度影響的綜合反映。四、 實驗準備工作學生必須熟悉相關機床的操作，了解相關機床的機械結構，掌握相關系統(tǒng)下的程序編制方法，了解相關系統(tǒng)下的參數調整方法。查找相關資料，了解各項工具儀器的使用方法以及相關儀器的工作原理。五、 實驗內容與學時安排總時間安排為一周，計學時為30個學時。實驗平臺為數控實訓基地的北京機電院VMC750三軸數控銑削加工中心。本項實驗雖為精度檢驗的一個單項實驗，但是就數控機床精度檢驗本身而言是包括了很多個小項。按照數控機床精度檢驗的程序，以及檢驗數控機床的相關

8、要求，設計相關的實驗項目如下表：(一)幾何精度次序檢查項目測定方法測定方法圖1工作臺X方向運動的真直度工作臺置于Y軸方向移動之中央位置，將精密水平儀放置在工作臺上。使工作臺沿X軸方向運動，最少讀取中間及兩端三點位置以上的測量值。X軸、Y軸方向水平儀，讀數的最大差值分別為XZ、YZ面的測量值2各軸向相互運動的垂直度（XY、XZ、YZ）;工作臺置于X、Y移動范圍的中間位置，將方尺放置在工作臺上，使一邊與X軸運動方向平行。將千分表固定在主軸上并用表頭頂住方尺的測量面上，使其沿Z軸運動方向上下運動，其讀數的最大差值為測量值。工作臺置于X、Y移動范圍的中間位置，將方尺放置在工作臺上，使一邊與Y軸運動方向

9、平行。將千分表固定在主軸上并用表頭頂住方尺的測量面上，使其沿Z軸運動方向上下運動，其讀數的最大差值為測量值。工作臺置于X移動范圍的中間位置，將方尺放置在工作臺上，使一邊與x軸運動方向平行。將千分表固定在主軸上并用表頭頂住方尺的測量面上，使其沿y軸運動方向運動，其讀數的最大差值為測量值。次序檢查項目測定方法測定方法圖3工作臺Y向運動與工作臺面的平行度；將固定在主軸上的千分表頂住放置在工作臺上的平尺上，沿Y軸移動工作臺，千分表讀數的最大差值即為測量值4工作臺X方向運動與工作臺面的平行度將固定在主軸上的千分表頂住放置在工作臺上的平尺上，沿X軸移動工作臺，千分表讀數的最大差值即為測量值5工作臺X向運動

10、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上的主梯形槽的一立面上，沿X軸移動工作臺，千分表讀數的最大差值即為測量值6主軸錐孔偏擺；在主軸錐孔內裝入標準芯棒，用千分表頂住芯棒近主軸端以及 300mm處的遠端。讓主軸旋轉，其讀數的最大差值分別為兩處的測量值。7主軸中心與工作臺的垂直度；將工作臺置于X、Y兩個方向的中間，將千分表夾持在主軸上，將表頭頂住工作臺，旋轉主軸（調整表頭使其相對于主軸的旋轉半徑為 300mm） 。分別讀取前后、左右的讀數，讀數的最大差值分別為兩個方向的測量值300? 8主軸端面跳動將千分表固定在工作臺上，將表頭頂住主軸下端面上，旋轉主軸其讀數的最大差值為測量值次序檢

11、查項目測定方法測定方法圖9主軸徑向跳動將千分表固定在工作臺上，將表頭頂住主軸外圓面上，旋轉主軸其讀數的最大差值為測量值(二)位置精度檢驗按照相關的標準，以及參考實際機床檢驗的要求。對于位置精度檢驗通常采用雙頻激光干涉儀，測量的項目有：1、定位精度；2、方向間隙；3、重復定位精度。這三項精度的檢驗是在一個測量過程中完成的，在測量過程中采集到的數據經過分析會得到3個項目的數據。測定方法：將激光干涉儀線性測量組件中的干涉鏡、反射鏡安裝在工作臺上，調校好干涉鏡、反射鏡以及激光頭之間的直線關系，是激光發(fā)射、反射通路暢通。根據機床的技術參數，編制機床檢驗程序，調整激光干涉儀數據采集的相關設置。然后按照編制的程序運行機床，以及通過激光干涉儀的數據采集裝置采集數據。在運行數據采集完以后，在計算機上運行數據處理軟件，將采集到的數據進行分析處理，根據不同的數據處理標準得出檢測結果。(三)附錄1.幾何精度檢驗所用的部分檢具(1)水平儀(2)千分表及表座(3)檢驗方尺(4)標準芯棒2.定位精度檢驗的相關資料定位精度檢驗通常采用雙頻激光干涉儀檢驗雙頻激光干涉儀大致由以下幾部分組成。（1） 直線測量鏡組（2） 數據采集箱（3） 激光頭（4） 數據處理軟件六、 撰