任务二、几何精度检查知识目标:1.一般设备几何精度超差的原因和处置方法;2.减少几何精度测量误差的方法。能力目标:能够主持实施一般设备的几何精度检查,并对卧式车床、牛头刨床等一般设备几何精度超差原因进行分析和处置。一、卧式车床几何精度检查及超差处置卧式车床几何精度检验的内容包括几何精度的检验项目、检验方法、使用的检验工具和允差值。下面以CA6140型卧式车床为例说明几何精度的检查方法及超差处置。1.检验序号Gl(床身导轨调平)(1)导轨在竖直平面内的直线度检验简图如图3—1所示。图3—1G1检验简图检验方法及误差值的确定:检验前,需将机床安装在适当的基础上,在床脚紧固螺栓孔处设置可调垫铁,将机床调平。为此,水平仪应顺序地放在床身导轨纵向a、b、c、d和床鞍横向f的位置上,调整可调垫铁使两条导轨的两端放置成水平,同时校正床身导轨的扭曲。检验时,在床鞍上靠近前导轨e处纵向放置一个水平仪,等距离(近似等于规定的局部误差的测量长度)移动床鞍检验。依次排列水平仪的测量读数,用直角坐标法画出导轨误差曲线。曲线相对其两端点连线在纵坐标上的最大正、负值的绝对值之和就是该导轨全长的直线度误差。曲线上任意局部测量长度的两端点相对于曲线两端点连线的坐标差值,就是导轨的局部误差。例如,用精度为0.03mm/1000mm的水平仪测量长2m的车床床身导轨在竖直平面内的直线度,其方法如下:在床鞍处于靠近主轴端的极限位置处,首先读取水平仪的第1个读数,然后每移500mm读取1个读数。这样,在导轨全长上共读取4个读数。设这4个读数依次为+l格、+2格、一l格、一1.4格,即可按上述读数在坐标纸上画出误差曲线,如图6—2所示。做误差曲线起点和终点两端点的连线,找出曲线相对其两端点连线的最大坐标值△,即为导轨全长的直线度误差值(本例为0.041mm),找出任意500mm的测量长度上其两端点相对于曲线两端点连线的最大坐标差值△一△1,即O500IOOO15002000L(mm).图3—2检验Gl误差曲线为局部误差值(本例为△一△1=0.041—0.013=0.028mm)。本例的误差曲线处于两端点连线的同一侧。(2)导轨在竖直平面内的平行度检验简图如图3一l所示,允差值见表3一l。表3一lG1项目的允差值检验项目允差导轨在竖直平面内的直线度Da≤800800≤Da≤1250Dc≤5000.01凸0.015凸500≤Dc≤10000.02凸0.025凸局部公差在任意250测量长度上0.00750.01Dc>1000最大工件长度每增加1000允差增加值0.010.015局部公差在任意500测量长度上0.0150.02导轨在竖直平面内的平行度0.04/1000注:1.Da表示最大工件回转直径。2.Dc表示最大工件长度。3.局部公差指的是在导轨两端Dc/4测量长度上局部公差可以加倍。检验方法及误差值的确定:在床鞍横向f位置处放一水平仪,等距离移动床鞍检验(移动距离与检验竖直平面内的直线度相同)。水平仪在全部测量长度上读数的最大代数差值,就是该导轨的平行度误差。例如,用精度0.03mm/l000mm的水平仪检验上例车床床身导轨在竖直平面内的平行度。在床鞍处于靠近主轴端的极限位置处,首先读取水平仪的第1个读数,然后每移动500mm读取1个读数。设这4个读数依次为+l格、+0.7格、+0.3格、一0.2格,则在全部测量长度上水平仪读数的最大差值为+l-(-0.2)=+1.2格,即导轨在全长上的平行度误差为0.036mm/1000mm。如发现本项检验精度超差,可对机床安装水平重新进行调整,直至达到规定的精度要求后方可进行以下几何精度项目的检验。2.检验序号G2(床鞍在水平面内移动的直线度)检验简图如图6—3所示,允差值见表6--2。检验方法及误差值的确定:当床鞍行程小于或等于l600mm时,可利用检验棒和千分表检验,如图6—3a所示。将千分表固定在床鞍上,使其测头触及主轴和尾座顶尖间的检验棒表面,调整尾座,使千分图6----3G2检验简图图6—5G3检验简图表6——2G2项目的允差值检验项目允差床鞍移动在水平面内的直线度Da≤800800<Da≤1250Dc≤5000.0150.02500<Dc≤10000.020.025Dc>1000最大工件长度每增加1000允差增加值0.005最大允差0.030.05注:1.Da表示最大工件回转直径。2.Dc表示最大工件长度。3.局部公差指的是在导轨两端Dc/4测量长度上局部公差可以加倍。表在检验棒两端的读数相等。将千分表测头触及检验棒侧素线,移动床鞍在全部行程上检验,千分表读数的最大代数差值就是该导轨的直线度误差。床鞍行程大于1600mm时,用直径约为0.1mm的钢丝和读数显微镜检验,如图6—3b所示。在机床中心高的位置上绷紧一根钢丝,显微镜固定在床鞍上,调整钢丝,使显微镜在钢丝两端的读数相等。等距离移动床鞍,在全部行程上检验,显微镜读数的最大代数差值就是该导轨的直线度误差值。用光学自准直仪测量水平面内直线度的方法是测量车床直线度的最佳选择,有条件的尽可能采用光学自准直仪进行测量。检验时也可以不将两端的读数调整到相等,但仍须将两种测量方法的测量读数用直角坐标法画出导轨误差曲线,从而确定其误差值。例如,用千分表和检验棒检验上例的车床床鞍移动在水平面内的直线度。当床鞍处于靠近主轴端的极限位置时,读出第1个千分表读数,以后每移动500mm进行一次读数,共获得4个读数。设这4个读数依次为0、O.025mm、O.02mm、0.Olmm,按上述读数值在坐标纸上画出误差曲线ABCD,如图6---4所示。做误差曲线起点和终点两端点的连线,曲线相对其两端点连线的最大坐标值△,即为全部行程上的误差值(本例为O.022mm)。如发现本项检验超差,可与GI项目一并对机床安装水平重新进行调整,直至达到规定的精度要求为止。3.检验序号G3(尾座移动对床鞍移动的平行度)检验简图如图6—5所示,允差值见表6—3。表6——3G3项目的允差值检验项目允差尾座移动对床鞍移动的平行度a.在竖直平面内b.在水平面内Da≤800800≤Da≤1250Dc≤1500a和b0.03a和b0.04局部公差在任意500测量长度上为0.02Dc>1500a和b0.04在任意500测量长度上为0.03注:1.Da表示最大工件回转直径。2.Dc表示最大工件长度。3.局部公差指的是在导轨两端Dc/4测量长度上局部公差可以加倍。检验方法及误差值的确定:将千分表固定在床鞍上,使其测头触及靠近尾座端面的顶尖套,a在竖直面内,b在水平面内。锁紧顶尖套,使尾座与床鞍一起移动(即在同方向按相同的速度一起移动,此时千分表触及顶尖套上的测点相对不动),在床鞍全部行程上检验。千分表在任意500mm行程上和全部行程上读数的最大差值就是局部长度和全长上的平行度误差。a、b的误差分别计算。如本项精度超差,说明床身上的尾座导轨面与床鞍导轨面平行度超差,此时必须对床身导轨进行修复。修复后先用检验桥板检查导轨面的平行度。确认已经达到床身制造精度要求后,以床身导轨为基准配刮床鞍和尾座相配合的导轨面。4.检验序号G4(主轴的轴向窜动和主轴轴肩支承面的圆跳动)检验简图如图6---6所示,允差值见表6--4。图6---6G4检验简图表6---4G4项目的允差值检验项目允差Da≤800800<Da≤1250主轴的轴向窜动0.010.015主轴轴肩支承面的圆跳动包括轴向窜动0.020.02检验方法及误差值的确定:(1)主轴的轴向窜动检验固定千分表,使其测头触及检验棒端部中心孔内的钢球,如图中a处所示。为消除主轴轴向游隙对测量的影响,在测量方向上沿主轴轴线加力F,缓慢而均匀地用手旋转主轴,千分表读数的最大差值就是轴向窜动误差值。(2)主轴轴肩支承面的圆跳动检验固定千分表。使其测头触及主轴轴肩支承面,如图中b处所示,沿主轴轴线加力F。缓慢而均匀地用手旋转主轴,千分表在轴肩支承面的不同直径处一系列位置上进行检验,其中最大误差值就是包括轴向窜动误差在内的轴肩支承面的圆跳动误差值。如发现本项检验超差,可做以下处置:1)重新调整主轴轴承间隙,对于CA6140型卧式车床,当加力为1000N时,滚动轴承间隙不得超过0.005mm2)检查主轴锥孔、轴肩支承面及定心轴颈的制造精度,如发现超差,应予以修复。3)检查主轴轴承的磨损情况及现有的精度,如发现磨损或超差,应予更换。5.检验序号G5(主轴定心轴颈的径向圆跳动)检验简图如图6—7所示,允差值见表6—5。图6--7G5检验简图表6--5G5项目的允差值检验项目允差Da≤800800<Da≤1250主轴定心轴颈的径向圆跳动0.010.015注:1.Da表示最大工件回转直径。检验方法及误差值的确定:固定千分表使其测头垂直触及主轴轴颈(包括圆锥轴颈)的表面,沿主轴轴线加力F。用手缓慢而均匀地旋转主轴检验。千分表读数的最大差值就是径向圆跳动误差值。本项精度与序号G4的精度相互关联,在调整好G4精度后可使本项精度明显好转。如果G4精度完全合格而本项精度却超差时,可以对主轴定心轴颈进行修复(但修复后的定心轴颈尺寸不能改变)或更换新主轴。6.检验序号G6(主轴锥孔轴线的径向圆跳动)检验简图如图6—8所示,允差值见表6--6。检验方法及误差值的确定:图6—8G6检验简图表6-6G6项目的允差值mnl检验项目允差Da≤800800<Da≤1250主轴孔轴线的径向圆跳动靠近主轴轴端面0.010.015距主轴端面L处在300测量长度上为0.02在500测量长度上为0.05注:1.Da表示最大工件回转直径。如图6—8所示,将检验棒插人主轴锥孔内,固定千分表,使其测头触及检验棒的表面,a为靠近主轴端面位置;b为距a点L(对于CA6140型车床为300mm)处。用手缓慢且均匀地旋转主轴检验。规定在a、b两个截面上检验,主要是控制锥孔轴线与主轴轴线的倾斜误差值。为了消除检验棒误差和检验棒插入孔内的安装误差对主轴锥孔轴线径向圆跳动误差的叠加或抵偿,应将检验棒相对主轴旋转90°后重新插人检验,共检验4次,4次测量结果的平均值就是径向圆跳动误差值。a、b的误差分别计算。如果项目G4、G5合格,而本项精度超差,一般是主轴后轴承松动或磨损引起的。此时可对轴承E3182115进行预紧,如预紧无效,则需更换新轴承。7.检验序号G7(主轴轴线对床鞍移动的平行度)检验简图如图6—9所示,允差值见表6—7。图6--9G7检验简图表6--7饼项目的允差值表6-6G6项目的允差值mm检验项目允差Da≤800800<Da≤1250主轴孔轴线的经向圆跳动靠近主轴的轴端面0.010.015距主轴端面L处在300测量长度上为0.02在500测量长度上为0.05注:1.Da表示最大工件回转直径。检验方法及误差值的确定:如图6---9所示,千分表固定在床鞍上,使其测头触及检验棒的表面,a在竖直平面内,b在水平面内,移动床鞍检验。为消除检验棒轴线与主轴旋转轴线重合度误差对测量的影响,必须旋转主轴1800做两次测量,两次测量结果代数和的平均值就是平行度误差。a、b的误差分别计算。例如,在竖直平面内第一次测得其平行度误差为0.01mm/300mm(检验棒远端向上偏),主轴旋转180°后测得其平行度误差为-0.02mm/300mm(检验棒远端向下偏),则平行度的实际误差为:300mm/005mm.0300/202.001.0)(负号表示检验棒远端向下偏。当发现在竖直平面内的平行度超差时,可修刮床身与主轴箱的连接面。修刮前,先用厚薄不等的铜箔垫入主轴箱与床身连接面的四角,直至测得竖直平面内主轴轴线对床鞍移动的平行度在精度允差范围以内为止,然后测量连接面四角所垫入铜箔的厚度差值,以此作为修刮床身连接面的依据。需注意的是垫得最厚的地方要刮去的量最少,垫得最薄的地方要刮去的量最多。当发现在水平面内的平行度超差时,可修刮床身与主轴箱的侧定位面,修刮方法同前。有些机床采用的是三角筋定位,这时在修刮侧面的同时,顶面也要进行适当的修刮,以保证顶平面和三角筋面同时接触。8.检