数控机床精度要求、检测方法和验收

1、数控机床精度要求、检测方法和验收一、几何精度工作台运动的真直度、各轴向间的垂直度、工作台与各运动方向的平行度、主轴锥孔面的偏摆、主轴中心与工作台面的垂直度等。机床主体的几何精度验收工作通过单项静态精度检测工作来进行，其几何精度综合反映机床各关键零、部件及其组装后的综合几何形状误差。在机床几何精度验收工作中，应注意以下几个问题。 检测前，应按有关标准的规定，要求机床接通电源后，在预热状态下，使机床各坐标轴往复运动几次，主轴则按中等转速运转1015min后，再进行具体检测。 检测用量具、量仪的精度必须比所测机床主体的几何精度高12个等级，否则将影响到测量结果的可信度。 检测过程中，应注意检测工具和

2、检测方法可能对测量误差造成的影响，如百分表架的刚性、测微仪的重力及测量几何误差的方向（公差带的宽度或直径）等。 机床几何精度中有较多项相互牵连，须在精调后一次性完成检测工作。不允许调整一项检测一项，如果出现某一单项须经重新调整才合格的情况，一般要求应重新进行其整个几何精度的验收工作。二、位置精度数控设备的位置精度是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动时，各轴所能达到的位置精度（运动精度）。数控设备的位置精度主要取决于数控系统和机械传动误差的大小。数控设备各运动部件的位移是在数控系统的控制下并通过机械传动而完成的，各运动部件位移后能够达到的精度将直接反映出被加工零件所能达到的精度。所以，位置精度检

3、测是一项很重要的验收工作。1数控机床的位置精度主要包括以下几项：（1）定位精度；定位精度是指机床运行时，到达某一个位置的准确程度。该项精度应该是一个系统性的误差，可以通过各种方法进行调整。（2）重复定位精度；重复定位精度是指机床在运行时，反复到达某一个位置的准确程度。该项精度对于数控机床则是一项偶然性误差，不能够通过调整参数来进行调整。（3）反向误差反向误差是指机床在运行时，各轴在反向时产生的运行误差（4）原点复位精度2检测方法（1）定位精度的检测对该项精度的检测一般在机床和工作台空载的条件下进行，并按有关国家（或国际）标准的规定，以激光测量为准。对于一般用户，当不具备激光检测仪的条件时，也可

4、采用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行比较测量。（2）重复定位精度的检测该项精度是反映直线轴运动精度稳定与否的基本指标，其检测所用仪器与定位精度检测时相同，通常的检测方法是在靠近各坐标行程的两端和中点这三个位置进行测量，每个位置均用快速移动（G00）定位，在相同条件下重复七次定位，测出每个位置处每次停止时的数值，并求出三个位置中最大一个读数差值的二分之一，附上正、负符号，作为该坐标的重复定位精度。（3）机械原点复位精度的检测原点复位即常称的“回零”，该项精度实质上是指该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度，故其测量方法与测量重复定位精度基本相同，只不过将上述三个位置改为终点位置即可。（4）反向误差

5、的检测直线运动轴的反向误差，也称失动量，它包括该坐标轴进给传动链上的驱动元件（如伺服电机、步进电动机等）在运行过程中的反向死区，是各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。该误差越大，则其定位精度及重复定位精度也越差。反向误差的检测常采用表测法（亦可用试切测定法），其步骤如下。 预先将工作台（或刀架）向正向或负向移动一段距离，并以此停止后的位置为基准（百分表调零）； 再在前述位移的相同方向执行一给定位移指令值，以排除随机反向误差的影响； 往“相同方向”的反方向移动同一给定位移指令值后停止，用百分表测量该停止位置与基准位置之差； 在靠近行程的两端及中点这三个位置上，分别重复上述过程进

6、行多次（通常为七次）测定，求出在各个位置上的测量平均值，以所得平均值中的最大值作为其反向误差值。（5）回转运动轴定位精度的检测数控设备的回转运动轴，除了普通回转工作台（又称分度工作台）、数控回转工作台外，还有主轴。主轴角位移的定位精度及重复定位精度，将影响刀具交换装置抓、卸刀具的准确性。此外，还将影响到数控车削螺纹时，主轴脉冲发生器和数控系统控制主轴在螺纹起始点的精确寻找及定位，以保证螺纹不乱纹（烂牙）。因此，需对主轴正、反方向的定位精度及重复定位精度进行检测。（6）回转运动轴原点复位精度的检测该项精度不仅反映回转工作台工作的可靠性，还可反映主轴定位及准停的效果，关系到能否正确换刀及精镗孔过程

7、中的退刀等问题。该项精度的检测方法有以下几种。 在圆周上七个任意位置分别进行一次原点复位运动，测量其停止位置，以读出的最大差值作为原点复位误差； 对数控回转工作台，可通过数控指令使工作台连续多次（57次）进行正向或反向位移360°，分别读出差值，其中的最大差值作为原点复位误差； 如果在排除反向误差后，采用一正一反相同的角位移，停止后测出的误差，即为回转工作的反向误差，该误差也会影响到工作台的复位精度。三、切削精度为了检测机床真实的切削精度，在验收过程中应尽量排除其他的影响因素。即在切削试件时，可参照JB267082中规定的有关条文进行，或按机床所附有关技术资料规定的具体条件进行。切削

8、精度检测又可分为单项加工精度检测和综合加工精度检测。不同类型的机床，其检测内容也有所不同，用户可根据自己的检测条件和要求，合理进行选择。这里仅介绍卧式数控车床切削（精车）精度检测的项目、条件及要求，以供参考。1卧式数控车床的单项加工精度检测（1）外圆车削 车削试件：如图1所示； 试件材料：45钢； 刀具：机夹可转位外圆车刀（YW3涂层刀片）； 切削用量:切削速度为100150m/min,背吃刀量为0.10.15mm,进给量W0.1mm/r； 试件尺寸：试件长度L取床身上最大车削直径D的1/2或最大车削长度的1/3,最长为500mm,直径d三L/4； 精度要求：直径d的一致性在300mm测量长度

9、上允差为0.03mm,d的圆度误差在床身上最大车削直径D小于或等于800mm时为0.007mm,在D大于800mm、小于或等于1500mm时为0.010mm； 检测工具：千分尺、圆度仪。说明主轴转速和进给速度F（mm/min）可根据给定的试件直径d和规定的切削用量经换算后确定（以下均同）。刀具、刀片可另选用（2）端面车削 车削试件：如图2所示；L51515图1外圆车削试件图2端面车削试件 试件材料：HT（灰铸铁）； 刀具：机夹可转位端面车刀（YW3涂层刀片）； 切削用量：切削速度为100m/min,背吃刀量为0.10.15mm,进给量W0.1mm/r； 试件尺寸：d三D/2（D为床身上最大车削

10、直径），当D大于800mm时，宽15mm的环带为3个； 精度要求：300mm直径内的平面度允差为0.02mm（只许凹）； 检测工具：刀口直尺、塞尺及指示器等。说明加工棒料直径小于50mm的数控车床（如数控仪表车床）不检测该项目刀具、刀片可另选用。3）等螺距螺纹车削 车削试件：如图3所示； 工件材料：45钢； 刀具：60°高速钢外螺纹车刀； 切削用量：主轴转速为150200r/min,精车刀数为23刀，背吃刀量为0mm； 试件尺寸：螺纹大径d接近Z轴丝杠（螺纹）的大径，螺距不超过Z轴丝杠螺距的1/2,螺纹长度L三2d，但不小于75mm； 精度要求：在任意60mm测量长度上的螺距累积误差允差为0.02mm； 测量工具：万能工具显微镜。说明卡盘夹持处的外圆与螺纹应尽量同轴，允许使用顶尖定位。螺纹表面质量应较好，且无凹陷及波纹。（4）球面车削 车削试件：如图4所示；图3螺纹车削试件图4球面车削试件 试件材料：45钢； 刀具：（半）圆弧形车刀（刀片材料为YT15，刀刃圆弧半径为2mm）； 切削用量:切削速度为80100m/min,背吃切量为0.050.10mm,进给量W0.1mm/r； 试件尺寸：d取床身上