CA6140機床導軌幾何精度的檢驗畢業(yè)論文

摘要機床導軌是機床運動部件的基礎和裝配基準，其品質的好壞，直接決定著機床的精度和壽命，其主要作用是承載和導向，其要求是必須具有好的耐磨性和足夠的剛度，并保持精度的持久性和穩(wěn)定性，其材料大部分是鑄鐵，其工作條件一般暴露在外，易受灰塵的污染、氧化、拉傷、碰傷、磨損、腐蝕等。因此，在機床設備的維修工作中，導軌的修復顯得尤為重要，其精度及刮研工藝直接對機床的加工精度，精度保持性以及承載能力和使用壽命等產(chǎn)生重要影響。本文針對CA6140機床導軌精度的檢驗方法進行詳細的分析、研究，以期對解決機床導軌在檢測精度上遇到的各種難題，是機床精度檢測變得簡便、快捷,確保機床導軌檢修工作順利進行。介紹機床床身導軌的精度對機床精度有決定性影響,它直接影響被加工零件的尺寸、形狀和位置誤差值;導軌的磨損是造成機床床身導軌精度下降的根本原因，并以不同的形式對被加工零件的誤差產(chǎn)生影響;導軌的磨損包括磨粒磨損、粘著磨損和腐蝕磨損等,在不可避免的情況下，介紹所采取的一些措施?！娟P鍵詞】機床、床身導軌、磨損、精度目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 1\o"CurrentDocument"目錄 3\o"CurrentDocument"第一章緒論 4\o"CurrentDocument"一、機床導軌的概述 4\o"CurrentDocument"1、 機床導軌的作用 4\o"CurrentDocument"2、 導軌的基本要求 4\o"CurrentDocument"3、 導軌幾何精度的國家標準 4\o"CurrentDocument"第二章檢驗前的準備工作 4\o"CurrentDocument"一、現(xiàn)場的準備工作 5\o"CurrentDocument"1、 檢驗工具的準備 5\o"CurrentDocument"2、 做好設備的安裝和調(diào)平 6\o"CurrentDocument"第三章具體的檢驗方法 8\o"CurrentDocument"一、 水平儀測量導軌垂平面內(nèi)直線度 8\o"CurrentDocument"1、 需要的測量工具 8\o"CurrentDocument"2、 第一次測量計算步驟： 8\o"CurrentDocument"二、 水平儀測量導軌平行度誤差 14\o"CurrentDocument"1、 測量工具 14\o"CurrentDocument"2、 步驟 14\o"CurrentDocument"第四章誤差的產(chǎn)生原因和預防措施 16\o"CurrentDocument"一、 分析誤差產(chǎn)生原因 16\o"CurrentDocument"1、 系統(tǒng)誤差原因分析 16\o"CurrentDocument"2、 儀器誤差 16\o"CurrentDocument"3、 人為誤差 16\o"CurrentDocument"4、 隨機誤差原因分析 16\o"CurrentDocument"5、 過失誤差原因分析 17\o"CurrentDocument"6、 誤差控制的改善措施及建議 17\o"CurrentDocument"二、 減小誤差的預防措施 17\o"CurrentDocument"1、 系統(tǒng)誤差的改善方法 17\o"CurrentDocument"2、 隨機誤差的改善方法 18\o"CurrentDocument"3、 過失誤差的改善方法 19\o"CurrentDocument"第五章總結 20\o"CurrentDocument"第六章參考文獻 21第一章緒論一、機床導軌的概述機床的床身、立柱、工作臺、床鞍、滑座等部件上均有導軌。由于各種導軌在工作時受力狀況不同，所以導軌的形狀和尺寸也不同。但機床導軌的質量必須滿足機床的加工精度、工作能力以及使用壽命的要求。1、機床導軌的作用機床導軌的結構分為運動件和承導件。它的作用是承受載荷和具有導向作用，承受安裝在導軌上的運動部件及工件的質量和切削力運動部件渙刀架可沿導軌運動。機床導軌的精度對工件加工精度有著很大的影響，導軌精度高，工件的加工精度就高；反之，工件的加工精度就低。圖1-12、 導軌的基本要求⑴具有較高的導向精度得以保證運動的正確性。導向精度是指運動導軌沿支承導軌運動時直線運動導軌的直線性以及導軌同其它運動件之間相互位置的準確性。⑵承載能力大、剛度好根據(jù)承受載荷的性質合理選擇導軌的截面形狀和尺寸，使導軌有足夠的剛度保證機床的加工精度。⑶精度保持性好導軌原始精度喪失的主要原因是磨損。3、 導軌幾何精度的國家標準表1-1名稱導軌全長導軌局部直線度0.03mm0.02mm平行度0.08/10000.02/1000

第二章檢驗前的準備工作—、現(xiàn)場的準備工作1、檢驗工具的準備表2-1名稱簡圖介紹平行平尺有二個相互平行的高精度加工面；用優(yōu)質鑄鐵經(jīng)穩(wěn)定處理和去磁后制成，使用時受溫度影響較小，輕便。墊鐵墊鐵是為放置水平儀、讀數(shù)顯微鏡和指示器表座等測量工具而制作的與導軌形狀和精度相適應的專用工具，其結構見，分矩形、山形、V形。材質為鑄鐵，長度有200mm、250mm、500mm幾種。檢驗橋板■ 檢驗橋板是測量床身導軌平行度誤差的一種主要工具，常與水平儀配合使用。針對不同形狀的機床導軌，應設計不同結構的檢驗橋板。設計時檢驗橋板與導軌的接觸面要?。ň€接觸）才能有較高的靈敏度。框式水平儀是用來測量水平位置微小角度偏差的測量儀器。實踐中，常用來校正基準安裝件的水平度，導軌或基準平面的直線度和平面度誤差，及零部件之間的平行度誤差。規(guī)格以工作面的長度表示，在普通機床幾何精度檢驗中應選用刻度為0.02mm/m的水平儀。

2、做好設備的安裝和調(diào)平⑴橫向調(diào)平步驟見表2-2o表2-2調(diào)平順序調(diào)平過程調(diào)平見圖1將水平儀平穩(wěn)的放在導軌平面上距離主軸最近的位置，水平儀的方向與導軌長度方向成90。調(diào)整水平儀中的水泡位置，盡量使其在中間的位置。2待其平穩(wěn)后，記錄下水泡一端的位置，此位置為水平儀的零點。3將水平儀放在導軌的中間位置，待水泡靜止后，記錄水泡位置。水泡向哪邊移動，說明哪邊導軌平面高，遠離哪邊就說明哪邊低。則在高的那邊向外調(diào)節(jié)楔鐵，同時在低的那邊向內(nèi)調(diào)節(jié)楔鐵。使水泡回到（或接近）零點的位置.4將水平儀放在導軌尾部位置，同步驟2的操作，使水泡在（或接近）零點位置。5往復步驟2-4,通過調(diào)節(jié)楔鐵，控制水泡在三個位置的移動范圍在5格之內(nèi)。⑵縱向水平的調(diào)整和橫向水平的調(diào)整原理是一樣的，但水平儀的方向要和導軌長度方向一致，然后確定哪端高或哪段低時，要同時擰緊橫向方向上的螺母或調(diào)節(jié)楔鐵。直到水泡在導軌兩端和中間三給位置的的移動范圍在5各之內(nèi)為止。此時粗調(diào)水平結束。⑶精調(diào)水平：分段調(diào)整法，即將導軌分成相等的若干整段來進行測量，并使頭尾平穩(wěn)的銜接，逐段檢查并讀數(shù)，然后確定水平儀氣泡的運動方向和水平儀實際刻度及格數(shù)。進行記錄，填寫符號。用畫坐標圖的方法來確定機床導軌直線度精度誤差值先調(diào)整二項水平，再調(diào)整一項水平。⑷二項水平的調(diào)整：調(diào)整水平儀的零點，并記錄水泡的位置。每走一平，觀察并記錄水泡的位置，水泡向哪邊移動就說明哪邊高。高的那邊就要通過地腳螺母向下壓，于此同時，與之相對應低的那邊要通過楔鐵往上起。根據(jù)GB-T4020-1997的規(guī)定和我們測量時的條件，調(diào)整好的水平應為每平水泡的移動應在2格之內(nèi)。⑸一項水平的調(diào)整：測量導軌時，水平儀的氣泡一般按照一個方向運動，機床導軌的凸凹是由水平儀的移動方向和該氣泡的運動方向來確定。水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相同，呈凸，用符號”+〃表示。水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相反，呈凹，用符號表示。調(diào)整機床水平時，是通過調(diào)節(jié)楔鐵（向上起）來控制水平儀中水泡的位置的。第三章具體的檢驗方法一、水平儀測量導軌垂平面內(nèi)直線度1、需要的測量工具框式水平儀、墊鐵2、第一次測量計算步驟:⑴用一定長度的墊鐵安放水平儀，不能直接將水平儀安放在導軌被測面上;⑵將水平儀置于導軌中間，調(diào)平導軌；⑶將導軌分為若干段，其長度應與墊鐵長度相適應。然后從左向右，一次首尾相連逐段測量導軌，用相對讀數(shù)法進行讀數(shù)。逐一進行記錄，見表格3-1。表格3-1測量順序讀數(shù)（格）測量過程簡圖1在0—500cm內(nèi)水平儀的讀數(shù)是+1■fl—………2在500一1000cm內(nèi)水平儀的讀數(shù)是+2.5一旦」 31000一1500cm內(nèi)水平儀的讀數(shù)是T 回, 4在1500—2000cm內(nèi)水平儀的讀數(shù)是-0.5川時n5在2000—2500cm內(nèi)水平儀的讀數(shù)是-1.5 哂..四⑷將記錄的數(shù)據(jù)，逐點累積繪制出導軌在鉛垂平面內(nèi)的直線度誤差，然后計算出誤差格數(shù)n,A-nXiXL其中i為水平儀的精度，L為墊鐵的長度。⑸測量得到導軌長2000mm的車床，溜板500mm,當溜板處于近主軸端的極限位置時，記錄一次水平儀的讀數(shù)，移動溜板，每隔500mm記錄一次，共計五次，如此反復測量三次。五次的讀數(shù)見表3-2、表3-3、表3-4。

表3-2數(shù)據(jù)表測量順序012345氣泡位置lllltmine川恤血讀數(shù)（格）0+1+2.5-1-0.5-1.5累加值0+1+3.5+2.5+2+0.5⑹將各累加值依次在直角坐標中畫出，將首尾兩點相連接，即為導軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差曲線，如圖3-1、圖3-2、圖3-3所示。5001000150020002500圖5001000150020002500圖3-1誤差曲線⑺誤差曲線Oabcde相對其評定基準0e連線最大縱坐標值bbz就是導軌全長上的直線度誤差用6全表示。線段0e連線的坐標差就是它們的局部誤差用6局表示，其中最大差值是bb'-aa',即為該導軌的局部誤差值。如果水平儀的分度值為0.02/1000,則e0.02e,7,8= x500xbb全10000.02e°C

= x500x3.3twtw1000=0.033mm

8=°°2x500x（bb'—。。'）局1000=°x500x（3.3-0.9）mm1000=0.024mm表格3-3測量順序012345氣泡位置lllltmint1恤讀數(shù)（格）0+0.5+3-1-0.5-1累加值0+0.5+3.5+2.5+2+15001000150020002500圖3-28=2^Lx500xZ>Z>'

全10000.02e。1二 x500x3Amm1000=0.031〃?〃？

3=°°2x500x(瀝'-。。')局1000=°°2x500x(3.1-0.3)mm1000=0.028mm表格3-4測量順序012345氣泡位置lllltmine川m讀數(shù)（格）0+0.5+2.5-0.5-1-0.5累加值0+0.5+3+2.5+1.5+1圖3-30.02…771= x500x88'10000.02…-° x500x2.Smm1000=0.028mm8二° x500x(bb's‘)局1000=x500x(2.8-0.4)mm1000=0.024mmc0.033+0.031+0.028o— 平均全 3=0.03Iwtwc0.024+0.028+0.024o= 平均局 3=0.025twtm⑻結論導軌全場上的直線度的標準值是0.03mm,局部直線度的標準值是0.02mm。計算出的結果大于標準值，所以導軌水平面內(nèi)的直線度不符合國家標準，導軌需要修復。⑼導軌的維修機床導軌及其它摩擦副，在長期的使用過程中，由于兩個接觸面間存在不同程度的摩擦，使摩擦副表面產(chǎn)生不同程度的磨損，嚴重時影響機床的加工精度和生產(chǎn)效率。機床導軌修理的常用方法有刮研修復法、配磨修復法、粘接修復法、電刷鍍一釬焊法修復法等。刮研修復法通過導軌與標準檢具（或與其相配的件）配研和刮削，使導軌精度達到要求的修復方法。刮研修復法具有精度高、表面美觀、存油情況良好和耐磨性好等優(yōu)點，但勞動強度大、生產(chǎn)效率低，一般適用于高精度機床，或者條件較差的工廠和車間的設備修理。配磨修復法機床床身導軌和配合件（工作臺、床鞍等）的導軌，都采用磨削加工來達到要求。因此用手工刮研，大大地提高了勞動生產(chǎn)率，但在工藝裝備中要提供一套合格的導軌副研具。粘接修復法機床導軌局部磨損后，為了延長機床使用壽命，降低設備運行成本，采用聚四氟乙烯板代替金屬板粘補導軌，修復磨損的導軌。（1）聚四氟乙烯的特點和性能聚四氟乙烯俗稱“塑料王”。它具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、腐蝕性、密封性、高潤滑、不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。電刷鍍一釬焊法修復法對于鑄鐵導軌而言由于鑄鐵導軌具有良好的減振耐磨性、穩(wěn)定性、成本較低，一直是大多數(shù)機床設計人員的首選。但鑄鐵存在硬度低、組織疏松、毛坯缺陷多等弱點，承載較重的大型機床，容易造成導軌磨損、拉傷，從而降低了機床精度，影響產(chǎn)品質最。因此常采用電刷鍍一釬焊法快速修復機床導軌的表而缺陷。（10）表而處理導軌表面處理（除油、灰塵）。電解除油一水洗一II電凈一III電凈一刷過渡層鐐2至3M一水洗一刷鍍堿銅一水洗一酸洗一釬焊錫秘合金一磨平釬焊層一刷鍍前處理一刷鍍。二、水平儀測量導軌平行度誤差兩條導軌的平行度，采用水平儀及檢驗橋板進行測量，方法簡便，而測量精度頁較高。其誤差的計算一律采用角度偏差值表示，當橋板在導軌上移動時每隔250毫米記錄一次水平儀讀數(shù)，水平儀在每一米行程上和全部行程上讀數(shù)的最大代數(shù)差，就是導軌平行度誤差1、 測量工具橋板、框式水平儀2、 步驟⑴把導軌面清理干凈，不能留有雜物；⑵把橋板放在所測導軌上，并將框式水平儀放在橋板上；⑶調(diào)節(jié)橋板調(diào)整螺釘，使橋板水平，此時水平儀氣泡處于中間位置；⑷將橋板從左往右移動，每隔250mm用相對讀數(shù)法讀一次水平儀上的數(shù)值,并做好記錄，見圖3-4、圖3-5o圖3-4圖3-5檢測得知，有一床身導軌全長2米，其平行度允差，在1米長度上為0.02/1000,在全長上為0.08/1000.現(xiàn)用水平儀精度為0.02/1000,檢驗橋板每250毫米移動一次，取得8個讀數(shù)，如表3-5,其1米長度上的最大平行度誤差在3-6位置處，其誤差為0.01/1000—(―0.01/1000)=0.02/1000精度合格；全長上的平行度誤差為2-8的位置處，其誤差值為0.015/1000—(―0.015)=0.08/1000精度亦未超差。表3-5導軌不平行度記錄表位置序號123456780250500750100012515001750距離-0-25050075010001250150017502000水平儀讀數(shù)0-0.015/1000-0.01/1000-0.005/10000+0.01/1000+0.005/1000+0.015/1000第四章誤差的產(chǎn)生原因和預防措施一、分析誤差產(chǎn)生原因檢測的誤差分類及成因根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及產(chǎn)生性質，可以把測量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和過失誤差三大類。1、 系統(tǒng)誤差原因分析系統(tǒng)誤差是由人機系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差，是由一定原因引起的在相同條件下多次重復測量同一物理量時產(chǎn)生的。它具有測量結果總是朝一個方向偏離，其絕對值大小和符號保持恒定，或按照一定規(guī)律變化的特點。因此系統(tǒng)誤差有時稱之為恒定誤差。系統(tǒng)誤差主要由些列原因引起：2、 儀器誤差由于測量工具、設備、儀器結構上的不完善，電路的安裝、布置、調(diào)整不得當，儀器刻度不準確或刻度的零點發(fā)生變動，樣品不符合要求等原因引起的誤差。3、 人為誤差指試驗檢測操作人員感官的最小分辨力和某些固有習慣引起的誤差。例如,由于觀察者的最小分辨力不同，在測量數(shù)值的估讀或與界面的接觸程度上，不同觀測者就有不同的判斷誤差。有的試驗檢測人員的固有習慣，如在讀取儀表讀數(shù)時總是把頭偏向一邊，也可能會引起誤差。4、 隨機誤差原因分析隨機誤差往往是由不能預料、不能控制的原因造成的。例如試驗檢測人員對儀器最小分度值的估讀很難每次嚴格相同；測量儀器的某些活動部件所指示的測量結果在重復測量時很難每次完全相同，尤其是使用年久或質量較差的儀器設備時更為明顯。無機非金屬材料的許多物化性能都與溫度有關。在試驗檢測過程中，溫度應控制恒定，溫度恒定有一定的限制，在此限度內(nèi)總有不規(guī)則的變動，導致測量結果發(fā)生不規(guī)則的變動。此外，測量結果與室溫、氣壓和濕度也有一定的關系。由于上述因素的影響，在完全相同的件下進行重復測量時，測量值或大或小，或正或負，起伏不定。這種誤差的出現(xiàn)完全是偶然的，五規(guī)律性的，所以也稱為偶然誤差。5、過失誤差原因分析過失誤差也叫錯誤，是一種與事實不符的顯然誤差。這種誤差往往是由于實驗檢測人員的粗心、疏忽大意、不正確操作或測量條件的突然變化所引起的。例如：儀器放置不穩(wěn)，受外力沖擊產(chǎn)生毛?。辉囼灆z測時讀錯數(shù)據(jù)、記錯數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)處理時單位出錯、計算出錯等。在試驗檢測過程中過失誤差是不允許的，應消除過失誤差。6、誤差控制的改善措施及建議對于誤差的減少和消除，應根據(jù)試驗檢測工作的內(nèi)容及檢測結果要求，預先定出測量結果的允許誤差，通過選擇合理的測試方法、恰當?shù)膬x器設備、規(guī)范必要的測量條件等手段來保障試驗檢測工作的順利完成。消除測量誤差，應根據(jù)誤差的來源和性質，采取相應的措施和方法。必須指出，一個測量結果中既存在系統(tǒng)誤差，又存在偶然誤差，要截然區(qū)分兩者是不容易的。所以應根據(jù)測量的要求和兩者對測量結果的影響程度，選擇消除方法。一般情況下，在對精密度要求不高的工程測量中，主要考慮對系統(tǒng)誤差的消除；而在科研、計量等對測量準確度和精密度要求較高的測量中，必須同時考慮消除上述兩種誤差。二、減小誤差的預防措施1、系統(tǒng)誤差的改善方法系統(tǒng)誤差通常在測試之前就已經(jīng)存在，而且在試驗過程中始終偏離一個方向，在同一試驗中其大小和符號相同，容易識別，可通過試驗或用分析方法掌握其變化規(guī)律予以修正。為了盡量減小或消除系統(tǒng)誤差對測定結果的影響，可以用如下方法來改善系統(tǒng)誤差。⑴從產(chǎn)生誤差的根源上消除系統(tǒng)誤差這是消除系統(tǒng)誤差的根本方法。在測定之前，要求檢測人員在檢測過程中可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差進行認真的分析，必須盡可能預見一切可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的來源，并設法消除或盡量減弱其影響。測量前對儀器本身性能進行檢查，使儀器的環(huán)境條件和安裝位置符合檢驗技術要求的規(guī)定；對儀器在使用前進行正確的調(diào)整；嚴格檢查和分析測量方法是否正確等來消除儀器、檢測方法、環(huán)境等因素而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差；為防止因儀器長期使用而使其精度降低，及時送計量部門進行周期檢定。⑵用校正方法來消除系統(tǒng)誤差這種方法是對測量用的滴定管、移液管、容量瓶等計量器具，在測量前進行修正，做出校正曲線或誤差表，測量后對實際測量值進行修正，從而避免或消除因此而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。⑶用空白實驗來消除系統(tǒng)誤差空白試驗是指在不加試樣的情況下，按分析檢驗方法標準或規(guī)程在同樣的操作條件下進行的測定。空白試驗所得結果的數(shù)值為空白值。然后再對加入被測試樣按分析檢驗方法標準或規(guī)程在同樣的操作條件下進行測定得出試樣的測定值，最后從試樣的測定值中扣除空白值，就得到比較準確的分析結果，這樣可以消除因蒸餡水含有雜質或所使用的試劑不純所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。⑷采用對照試驗消除系統(tǒng)誤差對照試驗就是用同樣的分析方法在同樣的條件下，用標樣代替試樣進行的平行測定。通過對照試驗可以校正測試結果，消除系統(tǒng)誤差。2、隨機誤差的改善方法對于隨機誤差的偶然性和不確定性，因此很難在測試過程中加以消除。但我們完全可以掌握這種誤差的統(tǒng)計規(guī)律，用概率論與數(shù)理統(tǒng)計的方法（如標準差或變異系數(shù)判別法等）對數(shù)據(jù)進行分析和處理，以獲得可靠的測量結果，我們可以通過以下措施進行改善：⑴增加平行測定次數(shù)從統(tǒng)計學和概率論上講，最有效的一種減少隨機誤差的方法是多次測量，取平均值。根據(jù)隨機誤差的對稱性和抵償性可知，當無限次的增加測量次數(shù)時,就會發(fā)現(xiàn)測量誤差的算術平均值的極限為零。即只要測試次數(shù)無限多，其測量結構的算術平均值就不存在隨機誤差。在實際工作中，雖然不可能無限次的增加測量次數(shù)，但可以盡可能的多測量幾次，并取其多次測量結果的算術平均值作為最終測試值，以達到改善測量隨機誤差的目的。⑵選用精度更高穩(wěn)定性更好的儀器比如用刻劃1米的尺和刻劃1毫米的尺測量的精度是不同的，用原子鐘和沙漏測量時間的精度是不同的。⑶培養(yǎng)熟練的操作技能讀數(shù)越快，儀器的變動越小，精度越高，而不熟練的人操縱儀器會帶來儀器的震動和扭曲等。⑷選擇合適的觀測時機讓儀器受光照和溫度帶來的熱脹冷縮更小，在穩(wěn)定的地點設置儀器，避免不規(guī)則沉降帶來的誤差。3、過失誤差的改善方法過失誤差明顯地歪曲試驗檢測結果，含有過失誤差的測量數(shù)據(jù)不能采用，必須利用一定的準則從測