数控机床精度

数控机床精度以V01型式立式加工中心为例北京市工业技师学院周浩数控机床几何精度的分类大纲几何精度相关标准解读与几何精度相关的基本概念数控机床几何精度检测直线度与平面度的计算1.静态精度无负载静止或低速零部件制造与装配精度2.动态精度切削力、夹紧力、弹性变形内部热源、环境温度振动加工精度欠缺统一完整的标准精加工试件、NAS，S型试件数控机床几何精度的分类静态精度动态精度几何精度定位、重复定位精度传动精度进给量、速度、插补精度圆度精加工试件精度数控机床几何精度的分类GB/T17421机床检验通则产品几何量技术规范（GPS）GB/T11336直线度误差检测GB/T11337平面度误差检测GB/T18400加工中心检验条件GB/T20957精密加工中心检验条件JB/T8771加工中心检验条件GB/T16455条式与框式水平仪JJG35杠杆表检测规程约有近400篇国家标准和行业标准是建立在GB/T17421所推荐的通则之上。请注意，标准方法：经典、成熟但实际中，不仅限于标准中的方法JJG：国家计量检定规程产品几何量技术规范（GPS）基础：计量数学提供：产品功能、技术规范、制造与计量之间的量值传递的数学关系由41部国家标准组成核心延伸基础辅助GB/T17421机床检验通则项目定义通用方法测量要求工具与装置，仅包含使用方法GB/T18400加工中心检验条件等检验项目检验方法公差范围代表结构，单一方法，无数据处理GB/T11336直线度误差检测等具体定义原始数据获得方法计算方法GB/T16455条式与框式水平仪等检具规格使用方法误差来源校准依据本次讲解选用的机床型式立式加工中心单独固定立柱X轴托板位于Y轴托板之上垂直主轴无滑枕研究几何精度前的几个基本概念直线度平面度垂直度平行度角度偏差轴向窜动径向跳动GB/T1182-2008产品几何量技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注抽象的，数学模型化的定义GB/T17421.1-1998对于前6种几何公差，有更为具体的定义；同时，提出了机床角度偏差的概念圆跳动直线度给定平面、给定方向平行直线最小宽度平面度一对平行平面最小宽度垂直度垂直于基准的两平行平面最小宽度平行度两平行平面，且平行于基准最小宽度径向圆跳动垂直于基准轴线的横截面内同心圆圆心在轴线上最小半径差轴向全跳动两平行平面垂直于基准轴线最小宽度运动角度偏差直线运动的6个偏差一个位置偏差两个线性偏差三个角度偏差检验工具平尺角尺方箱（不推荐）检棒水平仪指示器几项基本原则平尺、角尺、方箱、检棒侧面、指示器指针不与机床结构直接接触工具的检测误差，小于被检测对象公差带的10%注意温度、振动等干扰平尺最佳支承位置2:5:2自然挠度、工作面平行度、平面度，直线度角尺工作面平面度、直线度、垂直度长短边的选择检棒锥度相隔90°，四条基准线接触面清洁温度指示器杠杆式、齿轮式、数显式百分表、千分表的选用水平仪水平仪的校准水平仪的工作原理水平仪的读数与数据处理几何精度检测选用：GB/T18400.2-2010加工中心检验条件第2部分：立式或带垂直主回转轴的万能主轴头机床几何精度检验（垂直Z轴）参考：JB/T8771.2-1998加工中心检验条件第2部分：立式加工中心几何精度检验ISO10791-2:2010GB/T18400.2-2010主要几何精度20项附录A几何精度6项附录B几何精度2项附录C几何精度7项主要几何精度X轴线运动直线度Y轴线运动直线度Z轴线运动直线度X轴线运动角度偏差Y轴线运动角度偏差Z轴线运动角度偏差X轴线和Z轴线运动间垂直度Y轴线和Z轴线运动间垂直度X轴线和Y轴线运动间垂直度工作台面平面度主轴周期性轴向窜动主轴锥孔径向跳动主轴轴线和Z轴轴线运动平行度主轴轴线和X轴轴线运动垂直度主轴轴线和Y轴轴线运动垂直度工作台面和X轴线运动平行度工作台面和Y轴线运动平行度0°位置工作台面基准与X轴线平行度W轴运动直线度W轴线与Z轴线运动平行度X轴线运动直线度XZ垂直平面XY水平平面平尺、指示器Y轴线运动直线度YZ垂直平面YX水平平面平尺、指示器Z轴线运动直线度YZ垂直平面XZ垂直平面角尺、指示器X轴线运动角度偏差XZ垂直平面XY水平平面YZ垂直平面俯仰偏摆倾斜水平仪准直仪水平仪全行程、等距五个位置读数两个运动方向Y轴线运动角度偏差YZ垂直平面XY水平平面XZ垂直平面俯仰偏摆倾斜水平仪准直仪水平仪全行程、等距五个位置读数两个运动方向Z轴线运动角度偏差YZ垂直平面XZ垂直平面XY水平平面俯仰偏摆倾斜水平仪水平仪特殊检具全行程、等距五个位置读数两个运动方向X轴线和Z轴线运动间垂直度平尺、角尺、指示器角尺、指示器记录角度α大于/小于/等于90°Y轴线和Z轴线运动间垂直度平尺、角尺、指示器角尺、指示器记录角度α大于/小于/等于90°X轴线和Y轴线运动间垂直度平尺、角尺、指示器角尺、指示器记录角度α大于/小于/等于90°主轴周期性轴向窜动指示器（千分）、平测头，钢珠旋转至少两圈（与轴承型式有关）A值尽可能大主轴锥孔径向跳动指示器（千分）检棒旋转至少两圈（与轴承型式有关）300mm、相隔90°分四次插入主轴，测量四次，取均值主轴轴线和Z轴轴线运动平行度XZ垂直平面YZ垂直平面指示器、检棒300mm、旋转180°再检测，求均值对应进给轴锁死主轴轴线和X轴轴线运动垂直度平尺、指示器、角形标杆Z轴必须锁死跨度300mm，平尺必须与X轴线平行记录角度α大于/小于/等于90°若要消除轴向窜动，同方向转动360°，测两次，取均值主轴轴线和Y轴轴线运动垂直度平尺、指示器、角形标杆Z轴必须锁死跨度300mm，平尺必须与Y轴线平行记录角度α大于/小于/等与90°若要消除轴向窜动，同方向转动360°，测两次，取均值工作台面和X轴线运动平行度平尺、量块、指示器指示器尽量与刀具位置保持一致工作台面和Y轴线运动平行度平尺、量块、指示器指示器尽量与刀具位置保持一致工作台面平面度水平仪工作台应该位于X轴线与Y轴线的中心直线度和平面度的检测、评价与计算直线度：检测方法14种平面度：检测方法10种水平仪法直线度：评价方法3种平面度：评价方法4种最小包容区域法延伸出约3—5种计算方法选用计算法和作图法首尾相连法直线度的检测测量步骤分直线读格值算坐标被测直线长度l分段数n桥板跨度LL=l/n依次排列记录格值K=τ▪L作图法计算法直线度的评价与计算找点，作图首尾相连寻找最大、最小偏移量计算偏移量差值从0开始，注意坐标的累加最大偏移量、最小偏移量并不一定总是同时存在方法比较最小包容区域法最小平面度的检测测量点布形式分平面读格值算坐标被测各直线长度l分段数n桥板跨度LL=l/n依次排列记录格值K=τ▪L作图法计算法平面度的检测平面度的评价与计算测量值到坐标值的转化测量线路A-D-C注意：沿A-D-C与A-B-C算出的C点坐标平面度的评价与计算计算初始平面对角线平面平面度的评价与计算计算初始平面三远点平面平面度的评价与计算计算偏移量计算最大差值计算并验证平面度：f1=fmz？