S件尺寸参数

五轴联动数控铣床加工精度测试标准草案

共XX页

中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司

数控加工厂

2012 年X 月

本标准规定了五轴联动数控铣床加工精度测试的方法，以及测试件的特征、材料、尺寸及试件检验要求。

本标准原则上适用于所有类型的五轴联动数控铣床的加工精度测试。

2引用标准

本章无条文。

3一般要求

3.1在本在本标准中，所有的线性尺寸、偏差和相应的允差都用毫米(mm)表示；角度(°)尺寸用度表示。

3.2 使用本标准时必须参照GB/T 17421.1，尤其是在机床检验前的安装、主轴和其他运动部件的空运转升温、测量方法和检验工具的推荐精度。

3.3 本标准中的检验项目的顺序并不表示实际检验次序。为了使装拆检验工具和检验方便，可按任意次序进行检验。

3.4 检验机床时，根据结构并不是必须检验本标准的所有项目。为了验收目的而要求检验时，可由用户取得制造厂同意选择一些他感兴趣的检验项目，但这些项目必须在机床订货时明确提出。

3.5 本标准所规定的检验工具仅为举例，可以使用相同指示量和具有至少相同精度的其他检验工具，对应厚度、轮廓误差的指示器应分别有0.01mm、0.001 mm或更高的分辨率。

3.6 本标准仅用精切进行加工试验。

3.7 当实测长度与本标准规定的长度不同时，则规定的允差值应根据GB/T 17421.1—1998中

2.3.1.1的规定按能够测量的长度折算，折算结果小于0.003 mm时，仍按0.003 mm计。

3.8 本标准中的五轴联动表示数控机床上的五个坐标轴（三个直线轴和两个旋转轴）在CNC 控制下同时参与坐标插补运算，实现五个坐标的协同运动来进行零件加工。

3.9 在设备上按规定的方法加工标准零件，零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状、位置等）与理论几何参数相符合的程度即为加工精度。符合程度越高，设备的加工精度就越高。

4 试件的数量

本标准提供了一种型式的试件。原则上在验收时仅应加工一件，如果机床平动轴行程较大，应合理增加试件的数量。

5 试件的定位

试件的定位位置应按照不同的机床结构进行放置，必须使试件的中心近似位于距三个平动轴支点最远的位置，同时要保证试件和夹具的定位及满足刀具长度的要求。对于行程较大的五轴数控机床，应按照XY轴平面的对角线位置，等距布置。

当对试件的定位位置有特殊要求时，应在供需双方的协议中规定。

6 试件的固定

试件应安装在专用的夹具上，以达到刀具和夹具的最大稳定性。夹具和试件的安装面应平直，应检查试件安装面和夹具夹持面间的平行度，应使用合适的夹持方法避免刀具与夹具发生干涉。建议用埋头螺钉固定试件，避免刀具与安装试件的螺钉发生干涉，可以选用其他可能的方法。

7 试件的材料、刀具和切削参数

试件的材料和切削刀具及切削参数按照本标准中第9章设定参数选取。

8 试件的尺寸

当用于验收目的，选用最终的轮廓加工试件尺寸符合本标准中规定的尺寸，以便反映机床的切削精度。

9 轮廓加工试件

该检验主要包括在“S”形检验试件薄壁轮廓上的精加工，用于检测五轴联动数控铣床的加工精度，对设备五轴联动加工的动态精度进行评价。

该检验通常在X–Y平面内进行，但当有特殊需求时，同样可以在其他平面内进行。

9. 2 尺寸

本标准中提供了“S”形检验试件（见图1），其定义如下：

a) 以Φ16H9孔中心建立基准坐标系，以左边的孔作为基准点，Z=0平面距下表面30mm 处；

b) 在上述坐标系下，分别定义下表所示的两组坐标点，通过两组点(见表1)分别作两条3°的样条曲线，再通过生成的两条3°的样条曲线作直纹面；

c) 通过直纹面向Y正方向作厚度为3mm的实体，此即为“S”形检验试件的模型。

图 1

试件的最终形状应由下列加工形成：

a) 通过毛坯上的4个压紧孔将毛坯装夹到需要测试的机床工作台面上；

b) 铣削毛坯端面；

c) 在加工中刀具周齿与“S”形缘条型面贴合，由刀具周齿粗加工“S”形缘条型面；

d) 对“S”形缘条型面精加工，沿刀具轴线方向，从上至下进行分层侧铣，每层切深参考

9.5表2。

9. 3 刀具

a) 工作长度：不小于50mm；

b) 刀具直径：20mm；

c) 刀具类型：棒铣刀。

9. 4 环境

a) 加工环境：导轨温度为，空气温度为，空气湿度为；

b) 放置与测试环境：空气温度为20±3℃；

c) 放置时间：测试前的放置时间应不小于30分钟。

9. 5 切削参数

推荐选用下列参数见表2：

表 2

9. 5 毛坯和预加工

毛坯的轮廓尺寸：400mm×200mm×70mm，试件材料为铝7075-T7451。其形状见图2。

固定螺钉用的平底锪孔应定位。

图 2

9. 6 检验和允差

按本标准精加工的试件的检验和允差见表3。

9. 7 记录的信息

按本标准的要求进行的检验，应尽可能完整地将下列信息记录到检验报告中去：

a) 试件的材料和标志；

b) 刀具的材料和尺寸；

c) 切削速度；

d) 进给量；

e) 切削深度；

f) 切削时间；

g) 室内温度。

9. 8检测点的选取

沿S 形缘条高度方向取三条截线，即图3中1#、2#、3#截线。在缘条高度方向，1#截线

距离缘条顶部5mm，2#截线与1#截线距离为17.5mm，3#截线与2#截线距离为9.5mm。在每条S 形截线以等距L1选择25个点，即下图中标记的a、b、……、x、y，三条线共计75个点；在每条S形截线的关键区域即a-b点、b-c点、e-f点、f-g点、i-j点、k-l点、l-m点、m-n点、r-s 点、w-x点、x-y点之间，以等距L2再插入3个检测点细化。即下图中标记ab1、ab2、……、bc1、……、xy1、xy2、xy3，即共选取174个点作为检测点。

a b c

ab1

x y

1# 2# 3#

L1

L2

ab2bc1

5

m

m

1

7

.

5

m

m

9

.

5

m

m

xy1xy2xy3

图 3

a) 缘条型面光洁度采用粗糙度仪并辅以目视外观的方法进行检测；

b) 缘条厚度采用壁厚卡尺进行检测，在选取的三条截线上任选10个点，共计30个点进行检测；

c) 型面轮廓误差采用三坐标测量机对选取的174个点进行型面误差检测，检测过程中，应避免采用夹具对工件进行固定。

10检测报告

试件检测报告填写如下内容：

a) 精加工进给速度，精加工主轴转速，加工时间；

b) 缘条型面外观：

光顺情况：光顺□不光顺□

接刀痕迹：无□有□（刀痕数量：）

切伤痕迹：无□有□（伤痕数量：）

c) 缘条厚度：

厚度（mm）

允许值为：3mm±0.1

实测值最大误差：

d) 缘条型面光洁度：

允许值：不大于Ra3.2

实测最大值

e) 型面轮廓误差：

允许误差值：±0.05mm

实测值最大误差值：

超差点位数量：

11.报告和记录

本章无条文。