数控机床几何精度 PPT课件

数控机床 实验四数控机床几何精度 2020 4 6 1 1 为什么要进行几何精度检验 在机床加工精密零件之前 事先知道它能否生产出好的零件是极其重要的 这对于减少废品数目和机器停工时间非常有效 目前已经有许多企业认识到这一点 并已开始广泛采纳国际标准IS0230 美国ASMEB5 54机床标准或中国GB标准来保证数控机床能 健康 地工作 从而提高生产率 2020 4 6 2 2 机床几何精度检验概念 机床几何精度检验 又称静态精度检验 是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差 数控机床的几何精度的检验工具和检验方法类似于普通机床 但检测要求更高 2020 4 6 3 保证加工精度的基本条件 2020 4 6 4 检测环境 几何精度检测必须在地基完全稳定 数控机床地脚螺栓处于压紧状态下进行 机床考虑到地基可能随时间而变化 一般要求机床使用半年后 再复校一次几何精度 在几何精度检测时应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差 在检测时 应按国家标准规定 即机床接通电源后 在预热状态下 机床各坐标轴往复运动几次 机床主轴按中等的转速运转十多分钟后进行 2020 4 6 5 相关知识概述 1 公差公差是限制尺寸 形状 位置和位移所不能超过的变动量 包括尺寸公差和形状公差 2 尺寸公差允许偏离名义尺寸的极限 用长度单位表示 例如 3 直线度 在平面内的一条给定长度的线 当其上所有的点均包含在平行于该线的总方向且相对距离与公差相等的两条直线内时 着该直线被认为是直线 4 平行度 平行度是指以控制被测要素相对于基准要素的方向成0 或距离差值为0 的要求 2020 4 6 6 国家标准检测 一 直线度1 一条线在一个平面或空间内的直线度 如数控卧式车床床身导轨的直线度 2 部件的直线度 如数控升降台铣床工作台纵向基准T形槽的直线度 3 运动的直线度 如立式加工中心X轴轴线运动的直线度 二 平面度 如立式加工中心工作台面的平面度 测量方法有 平板法 平板和指示器法 平尺法 精密水平仪法和光学法 2020 4 6 7 国家标准检测 三 平行度 等距度 重合度线和面的平行度 如数控卧式车床顶尖轴线对主刀架溜板移动的平行度 运动的平行度 如立式加工中心工作台面和X轴轴线间的平行度 等距度 如立式加工中心定位孔与工作台回转轴线的等距度 同轴度或重合度 如数控卧式车床工具孔轴线与主轴轴线的重合度 四 垂直度直线和平面的垂直度 如立式加工中心主轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度 运动的垂直度 如立式加工中心Z轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度 五 旋转径向跳动 如数控卧式车床或主轴定位孔的径向跳动 周期性轴向窜动 如数控卧式车床主轴的周期性轴向窜动 端面跳动 如数控卧式车床主轴的卡判定位端面的跳动 2020 4 6 8 2 实验目的与实验要求 实验目的 1 熟悉机床几何精度检验的内容 原理 方法和步骤2 掌握仪器的使用 以及实验数据的处理 误差曲线的绘制3 通过实验 了解被检验机床的几何精度状况和加工精度关系 实验设备和仪器设备 CK6136车床仪器 框式水平仪验棒千分表磁性表座 2020 4 6 9 实验原理 机床几何精度是指机床在不运动 如主轴不转 工作台不移动等 或运动速度较低时的精度 它规定决定加工精度的各主要零部件间以及这些部件的运动轨迹相对运动的允差 一切机床都有一定的几何精度要求 常用机床已经制定了这方面的标准 按JB2314 78普通机床规定 车床精度检验包括车床导轨直线度 平行度 车端面的平面度 主轴回转精度18项 2020 4 6 10 测量项目一 A 床身导轨在垂直平面内的直线度 G1纵向 全长的直线度误差 曲线相对其两端连线的最大坐标值 测量方法 将水平仪沿Z轴放在溜板上靠近前导轨上 如图示 从刀架处于主轴箱一端的极限位置开始从左等距离向右移动依次记录溜板在每一位置时水平仪的读数 注意事项 等距离 近似等于规定的局部误差长度 250mm 正负值 习惯上把气泡移动方向与溜板移动方向相同时为正值 相反为负值 导轨在垂直平面内的直线度曲线 溜板在起始位置时的水平仪读数为起点 从坐标原点起作一析线段 其后每次读数都应以前一读数的析段的终点作为起点 2020 4 6 11 测量过程 1 8 1 4 0 8 1 6 02505007501000 4321 2020 4 6 12 数据处理 由上面的表格得出 导轨全场的直线度误差 全为 BB 误差曲线中的最大误差格数 全 BB 水平仪规格 被测时的每次移动距离 2 8 0 02 1000 250 0 014 0 014 0 02 直线度全程允许公差 这台车床床导轨在垂直平面内的直线度检验合格 国标 在500 1000长度内只许凸起0 02 全长的直线度误差 曲线相对其两端连线的最大坐标值 2020 4 6 13 测量项目一 G1横向 B 横向导轨调平后 床身导轨的平行度导轨 横向 的平行度误差 水平仪在全部测量长度上读数的最大代数值 检验工具 精密水平仪检验方法 将水平仪固定放置在溜板的横向位置 纵向等距离移动溜板 从左等距离到右 尾座记录溜板在每一位置的水平仪的读数 横向导轨的平行度要求 允差 2020 4 6 14 测量方法图示 由上图可知导轨的平行度误差为 平 格数 水平仪规格 350 3 8 0 02 1000 350 0 0266 0 0266 0 04 允许公差值 导轨的平行度合格 2020 4 6 15 实验提问 1 为什么只许导轨中间凸起 因为 导轨中间部分使用机会较多 比较容易磨损 2 床身导轨的平行度对加工质量的影响 车内外圆时 刀具纵向移动过程 前后摆动 影响工件素线的直线度 影响较大 2020 4 6 16 测量项目二主轴轴肩支撑面的跳动 G4 检验方法 将千分表测头顶在轴肩支承面靠近边缘处 旋转主轴 分别在相隔90 的各个位置上检验 四次中的最大差值 主轴轴肩支承面的跳动 允差 0 02注意事项 靠近边缘处 才是最大跳动量 相隔90 四处 测量的精度较高 2020 4 6 17 测量如图 支承面的跳动对加工质量的影响 卡盘或其它夹具装在主轴上将产生歪斜 影响被加工表面与基准面之间的相互位置精度 内外圆轴度 端面对圆柱轴线的垂直度等 2020 4 6 18 测量项目三主轴锥孔中心线的径向圆跳动 G6 检验工具 指示器和检验棒 百分表 2020 4 6 19 测量方法图示 a b a 靠近主轴端面 允差 0 01b 距主轴端面不超过300 允差 0 02 检验方法 在主轴锥孔中插入检验棒 将千分表用磁性表架固定在溜板上使表头垂直触及检验棒的圆柱面a和b处 如图所示 使主轴缓慢旋转 a和b处分别读取千分表读数 每测一次 需将检验捧相对于主轴孔旋转90 重新插入 测量四次 四次读数的算术平均值为主轴锥孔中心线的径向圆跳动误差 2020 4 6 20 实验提问 为什么验棒相对主轴旋转90 检验三次 为什么取四次结果的平均值 主轴锥孔轴线的径向跳动对加工质量的影响 两尖顶支承工件车削外圆时 a 圆度b 加工表面与中心孔的同轴度 c 多次装夹时对加工出的各表面有同轴度 工件表面粗糙度均有影响 消除棒误差影响 精确度较高 2020 4 6 21 测量项目四溜板移动对主轴中心线的平行度 G7 检验工具 指示器和检验棒 百分表检验方法 在主轴锥孔中插人检验棒 将千分表用磁性表架固定在溜板上使表头垂直触及检验棒的圆柱面a和b处 如图所示 移动溜板 a和b处分别读取千分表读数 然后主轴旋转180 再测取一次读数 两次读数的代数和之半为溜板移动对主轴中心线的平行度误差 主轴回转180 两次测量结果的代数和的一半 目的是 消除测量棒本身的误差 精度较高 2020 4 6 22 a为在水平面内平行度误差 只允许向前偏 b为在垂直平面内平行度误差 只允许向上偏 方向只许向上偏 由于工件本身的总量是垂直向下方向只许向前偏 由于工件本身在加工过程中受到切削 2020 4 6 23 实验提问 主轴轴线对溜板移动的平行度对加工质量的影响 用卡盘或其文夹具夹持工件 即不用后顶尖支承 车削内外圆时 刀尖移动轨迹与工件回转轴线在水平面内平行度误差 工件产生锥度 在垂直面平面内的平行度误差 工件素线的直线度 2020 4 6 24 讨论问题 1 G6项目为何用检验棒按0 90 180 270 四种安装位置测定 而综合求得结论数据 2 G7项目为何用主轴在0 180 两个位置测定 综合求得结论数据 3 举例说明一种几何精度的影响 2020 4 6 25 数据汇总 2020 4 6 26 水平仪的使用和读数 水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的直线度 平面度和设备安装的水平性 垂直性 使用方法 测量时使水平仪工作面紧贴在被测表面 待气泡完全静止后方