检验机床精度用的工具和装置介绍.ppt

检验机床精度用的工具和装置介绍 使用检具前应注意 1 检具必须按照计量要求定期进行计量 必要时 应提供校验单 以证实该测量装置的状况 2 测量装置在它未达到稳定到环境温度之前不宜使用 并且在使用过程中要尽量保持环境温度稳定 3 应注意防止振动 磁场 电扰动等对仪器的干扰 1 平尺1 1平尺是具有一定精度的平直基准线的实体 参照它可以测定表面的直线度或平面度的偏差 1 2分类 具有单一面的桥形平尺 图1 具有两个平行面的平尺 图2 2 带锥柄的检验棒2 1检验棒代表在规定范围内所要检查的轴线 用它检查轴线的实际径向跳动 或者检查轴线相对机床其他部件的位置 2 2分类2 2 1莫氏检验棒 有M0 1 2 3 4 5 6号检验棒 2 2 27 24锥柄检验棒 有ISO BT30 40 45 50等 2 3说明2 3 1检验棒有一个为了插入被检机床锥孔用的锥柄和一个作为测量基准的圆柱体 它们用淬火和经温定性处理的钢制成 2 3 2对于比较小的莫氏圆锥和公制圆锥 如莫氏检验棒 检验棒在锥孔中是自锁的 带有一段螺纹 以供装上螺母从孔内抽出检验棒 2 3 3对于锥度较大的检验棒 如ISO检验棒 则设置了一个螺孔 以便使用拉杆来固定检验棒 具有自动换刀的机床使用拉钉 2 4使用事项2 4 1检验棒的锥柄和机床主轴的锥孔必须清洁干净以保证接触良好 2 4 2测量径向跳动时 检验棒应在相应90度的4个位置依次插入主轴 误差以4次结果的平均值计算 2 4 3检查零部件侧向位置精度或平行度时 应将检验棒和主轴旋转180度 依次在检验棒圆柱表面两条相对的母线上进行检测 2 4 4检验棒插入主轴后 应稍等一段时间 以消除操作者手传来的热量使温度稳定 3 顶尖间的检验棒3 1安装在两顶尖之间的检验棒代表通过两点间的一条直线 该检验棒的轴线是直的 并具备理想的圆柱形表面 3 2说明 检验棒一般用热拔无缝钢管制成 两端带有中心孔的堵头 精磨前进行稳定性处理 圆柱体必须淬火 可镀硬铬以增加耐磨性 4 角尺4 1主要用来测量轴线间的垂直度公差及轴线运动的平行度误差 4 2分类 主要有普通角尺 圆柱角尺和矩形角尺 4 3说明 角尺用钢 铸铁制造时 应经过淬火和稳定性处理 也有花岗岩的矩形角尺 各种形状的角尺 5 精密水平仪5 1用来测量机床的水平 扭曲 直线度 平面度等 5 2分类 主要有框式水平仪 条式钳工水平仪 合像水平仪及电子水平仪 5 3说明5 3 1检查绝对水平时 要确保水平仪的平面与水平测量方向呈90度的附件 水平仪读数两次 第一次读数后 将水平仪旋转180度 再进行第二次的读数 两次读数的代数值相加除以2 以读数的平均值作为测量结果 5 3 2当测量表面形状时 如直线度 平面度等 了解水平仪支承点中部间的距离L是很重要的 在每次读数之间 以L的增量形式移动水平仪和它的支座进行读数 并确保后一个支脚所处的位置同前一个支脚在前一次读数时所处的位置一样 6 指示器6 1指示器用来测试移动部件间的相对线性位移 如主轴跳动 平行度垂直度等 6 2分类 一般有百分表 0 01mm 千分表 0 001mm 杠杆表 0 01 0 001 电子测试器 由测头和放大器组成 6 2 1杠杆百分表是把杠杆测头的位移通过机械传动系统转变为指针在表盘上的角位移 其体积小巧 测量杆能在180度范围内旋转 并能以正反两个方向上测量 更适宜对孔 凹槽等难以测量的地方进行测量 6 3说明6 3 1一般用磁力表座作为测试支架 它必须具备足够的刚度 6 3 2指示器的测头应垂直于被检测面 以免产生误差 7 平板7 1用来作为平面的基准体 7 2分类 一般有铸铁平板和花岗岩平板 8 激光干涉仪8 1通过光路干涉原理进行测试 以稳态的氦 氖激光为光源 精度优于百万分之0 5mm 8 2主要用来测试机床的位置精度 也可以测试直线度 垂直度等 8 测量原理激光干涉仪一般采用的是氦氖激光器 其名义波长为0 633微米 其长期波长稳定性高于0 1PPM 干涉技术是一种测量距离精度等于甚至高于1PPM的测量方法 其机理是 把两束相干光波形合并相干 或引起相互干涉 其合成结果为两个波形的相位差 用该相位差来确定两个光波的光路差值的变化 当两个相干光波在相同相位时 即两个相干光束波峰重叠 其合成结果为相长干涉 其输出波的幅值等于两个输入波幅值之和 当两个相干光波在相反相位时 即一个输入波波峰与另一个输入波波谷重叠时 其合成结果为相消干涉 其幅值为两个输入波幅值之差 因此 若两个相干波形的相位差随着其光程长度之差逐渐变化而相应变化时 那么合成干涉波形的强度会相应周期性的变化 即产生一系列明暗相间的条纹 激光器内的检波器 根据记录的条纹数来测量长度 其长度为条纹数乘以半波长 8 4测试方法 首先将反射镜置于机床的不动的某个位置 让激光束经过反射镜形成一束反射光 其次将干涉镜置于激光器与反射镜之间 并置于机床的运动部件上 形成另一束反射光 两束光同时进入激光器的回光孔产生干涉 然后根据定义的目标位置编制循环移动程序 记录各个位置的测量值 机器自动记录 最后进行数据处理与分析 计算出机床的位置精度 测量示意图如图9所示 8 5说明测量前 应考虑的误差源是 环境误差 周围环境的温度 变化1 大气压力 变化2 5mmHg 和现对湿度 变化30 的变化将会产生1ppm的测量误差 一般采用自动补偿单元来消除 机床表面温度 机床运行没有达到稳态时 对于钢制丝杆 丝杆每升高1 膨胀0 0000108mm 如果机床移动1000mm时 则丝杆可能变化0 0108mm 一般采用材料温度传感器来测量补偿 死行程误差 由于环境条件的变化导致激光束行程长度不能得到补偿而造成的误差 余弦误差 当激光测量系统与机床移动轴线未对准时 则构成了余弦误差 余弦误差