数控机床几何精度检测工具及使用方法(PPT48页)
机床精度综合检测课件
加工误差可忽略。
误
差
(3) 前后导轨的平行度(扭曲)
当卧式车床或外圆磨床的前后导轨存在平行度误差(扭曲) 时(见图6.10)，刀具和工件之间的相对位置发生了变化，结果
引起了工件的形状误差。在垂直于纵向走刀的某一截面内，若
前后导轨的平行度误差头△Z，则零件的半径误差为：
导 轨
R Y Z H
的
B
（6. 3）
差
(2)导轨在水平面内的直线度误差
卧式车床或外圆磨床的导轨水平面内有直线度误差△Y如
导 图6.9(b)，将使刀尖的直线运动轨迹产生同样的直线度误差ΔY，
轨
在 由于是误差敏感方向，工件的加工误差△R＝△Y，造成零件的
水
平 圆柱度误差。
面
内
的 直
对平面磨床和龙门刨床，导轨水平方向为误差非敏感方向，
线 度
主轴回转误差对加工精度的影响
不同型式的主轴回转误差对加工精度的影响是不同的；而
同一类型的回转误差在不同的加工方式中的影响也不相同。如
回 图6.5、6.6、6.7、6.8和表6.1所示。
转
误 差
表6．1 机床主轴回转误差产生的加工误差
对
加
车床上车削
工 精 度
主轴回转误差的 基本形式
内、外圆
端面
螺纹
的
➢学习典型零件的精度标准及测量方法。
➢要求掌握机床精度的理论知识，能比
较熟练的通过测量仪器对典型机床进
行综合检验，并且能够做基本的数据
处理。
本 项 提
➢讨论的内容有机床精度标准，机械加
要
工精度的相关知识，CA6140车床的导
轨及主轴的动、静精度检测。
机床精度(学生实验报告)PPT课件
1
2
允差
是否合格
6 主轴轴肩支撑面的跳动
检验方法：千分表吸持在导轨上，将表垂直打在主轴轴肩 端面靠外侧处，平动旋转主轴两周以上，千分表读数的最 大值为端面跳动误差。
最大跳动
表8 主轴轴肩支撑面的跳动
允差
0.02
是否合格
7 主轴定心轴颈的径向跳动
检验方法：千分表座吸 持在导轨上，将表头打 在主轴空心轴颈上，平 动旋转主轴两周以上， 千分表读数的最大差值 为径向跳动误差。
表9 主轴定心轴颈的径向跳动
允差
是否合格
五、思考题
►导轨的实际形状是怎样的？它对哪种零件产 生较大的影响？
►主轴锥孔径向跳动和轴向的窜动对零件的加 工有什么影响？
实验二、机床运动精度的测试
对高速机床而言，动态测试的结果更能说明 机床运动精度的水平。通过对动态测试结果进行 分析，不仅可以了解机床当前的状态，还可以获 得由数控系统、驱动和位置测量元件所组成控制 环的参数设置信息。通过静态测试，例如直线轴 的定位误差测试，则可以反映出机床的几何精度 。
机床精度检测实验
实验一、机床几何精度的检测
一、实验目的
► 熟悉机床几何精度检验的内容、原理、方 法和步骤
► 掌握仪器的使用，以及实验数据的处理， 误差曲线的绘制
► 了解被测量机床的几何精度状况以及它和 加工精度的关系
二、实验设备和仪器
►设备: MAZAK车床 ►仪器: 框式水平仪
检验棒 百分表 磁性表座
► 采用框式水平仪进行检测，用水平仪测量导轨在垂直面 内的不平度时，将床身导轨按溜板或过桥长200mm。
► 划分成若干段，将水平仪放在溜板上，记下气泡的位置 ，然后原地转180度看气泡是否在原处，如果不在原处 ，把水平仪纵向放置在溜板或过桥上，一般总是把水平 仪在 起端位置时的读数为零，然后依次移动溜板，记下 每一位置的读数及符号，填入表格。
数控机床几何精度检测工具及使用方法ppt课件
用于数控车床刀架X向移 动对主轴轴线的垂直度误 差
12
表1-3 常用检具
续
13）自准直仪
14）水平仪（框式、条 状
15）刀口尺
用于测量数控机床导轨的 检验数控机床水平、加工 主要用于以光隙法进行直
直线度误差，与多面棱镜 联用可以测量圆分度误差
中心工作台面的平面度误 差
线度测量和平面度测量， 也可与量块一起
6
表1-2 常用量具的实物和功能
1）百分表
2）数显百分表
3）千分表
百分表的外形和内部结构
见上，主要用于直接或比 较测量工件的长度尺寸、 几何形状偏差，也用于检 验机床几何精度或调整加 工工件装夹位置偏差
高清晰度显示，任意位置
测量、米制和英制单位转 换、任意位置清零，具有 精度高、读数直观和可靠 等特点
12）铜棒和铝棒
用于夹持或弯折薄形片及金属丝材； 用于一般锤击，也可平整部件或零 在较窄小的工作空间夹持工件，用 件用 于夹持小零件和扭转细金属丝
13）液压千斤顶
14）油壶和油枪
数控机床检修：几何精度检验 GBT 17421-1-1998 直线度测量方法
检验内容、公差测量方法、工具测量原理示意图直线度长度测量法平尺法：在垂直平面内测量平尺应尽可能放在使平尺具有最小重力挠度的两个量块上。
读数表安装在具有三个接触点的支座上并沿导向平尺作直线移动进行测量，三个接触点之一应位于垂直触及平尺的千分表杆的延伸线上。
对平尺的已知误差加以处理。
平尺法：在水平面内测量采用一根水平放置的平尺作为基准面。
读数表在与被检面接触情况下移动，并触及基准面。
放置平尺时，使其在线的两端读数相等，可直接读出该线相对于连接两端点的直线的偏差。
采取翻转法是能把作为基准面的平尺所具有的直线度偏差从测量结果中排除。
钢丝和显微镜法张紧一根直径0.1mm的钢丝，使其尽可能地平行于被检线。
对位于水平面内的MN而言，用一个垂直安装并装有水平测微移动装置的显微镜，即可读出被检线对代表测量基准的张紧钢丝在水平面XY内的偏差。
准直望远镜法当用准直望远镜检验时，所要测量的高度差a 等于望远镜轴线与标靶上显示的标记之间的距离，它可以在十字线上直接读出，或用光学测微计读出。
望远镜的光学轴线构成了测量基准。
准直激光法激光束用作为测量基准。
光束对准沿光束轴线移动的四象限光电二极管传感器。
传感器中心与光束的水平和垂直偏差被测定并传送到记录仪器。
激光干涉法测量基准由双镜反射器确定。
用激光干涉仪和专用光学组件来测定标靶对双镜反射器对称轴线的位置变化。
一条线在一个平面内的直线度在平面内的一条给定长度的线，当其上所以的点均包含在平行于该线的总方向且相对距离与允差相等的两条直线内时，则该线被认为是直线。
在空间内的一条线的直线度在空间内的一条给定长度的线，当其在给定的平行于该线的总方向的两个相互垂直平面上的投影满足平面内的直线度要求时，则认为该空间线为直线。
公差的确定在测量平面内公差 t 由通过两条相隔距离为 t 且平行于代表线 AB 的两条直线来限定。
图中的最大偏差为 MN。
L ≤ L 1, T (L) = T 1L 1 < L < L 2, T (L) = T 1 + (T 2-T 2) * (L-L 1) / (L 2 - L 1)L ≥ L 2, T (L) = T 2角度测量法精密水平仪法精密水平仪沿被检线依次放置，测量基准线为水平线。
数控机床几何精度的检测
数控机床几何精度的检测检验目的：了解进行数控机床几何精度检测、加工精度检测常用的工具及其使用方法检验要求：了解ISO标准、GB中常见的数控机床几何精度及加工精度检测项目标准数据。
掌握数控机床几何精度、加工精度检测方法。
检验内容：机床调平常见几何精度检测常见加工精度检测数控车床几何精度检测１．床身导轨的直线度和平行度☆纵向导轨调平后，床身导轨在垂直平面内的直线度检验工具：精密水平仪检验方法：水平仪沿 Z 轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离地在各位置上检验，记录水平仪的读数，并计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。
☆横向导轨调平后，床身导轨的平行度检验工具：精密水平仪检验方法：水平仪沿 X 轴向放在溜板上，在导轨上移动溜板，记录水平仪读数，其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。
２．溜板在水平面内移动的直线度检验工具：指示器和检验棒，百分表和平尺检验方法：将直验棒顶在主轴和尾座顶尖上；再将百分表固定在溜板上，百分表水平触及验棒母线；全程移动溜板，调整尾座，使百分表在行程两端读数相等，检测溜板移动在水平面内的直线度误差。
３．尾座移动对溜板移动的平行度☆垂直平面内尾座移动对溜板移动的平行度☆水平面内尾座移动对溜板移动的平行度检验工具：百分表检验方法：如所示，将尾座套筒伸出后，按正常工作状态锁紧，同时使尾座尽可能的靠近溜板，把安装在溜板上的第二个百分表相对于尾座套筒的端面调整为零；溜板移动时也要手动移动尾座直至第二个百分表的读数为零，使尾座与溜板相对距离保持不变。
按此法使溜板和尾座全行程移动，只要第二个百分表的读数始终为零，则第一个百分表相应指示出平行度误差。
或沿行程在每隔 300mm 处记录第一个百分表读数，百分表读数的最大差值即为平行度误差。
第一个指示器分别在图中 ab位置测量，误差单独计算。
４．主轴跳动☆主轴的轴向窜动☆主轴的轴肩支承面的跳动检验工具：百分表和专用装置检验方法：用专用装置在主轴线上加力 F （ F 的值为消除轴向间隙的最小值），把百分表安装在机床固定部件上，然后使百分表测头沿主轴轴线分别触及专用装置的钢球和主轴轴肩支承面；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴的轴向窜动误差和主轴轴肩支承面的跳动误差５．主轴定心轴颈的径向跳动检验工具：百分表检验方法：把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直于主轴定心轴颈并触及主轴定心轴颈；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴定心轴颈的径向跳动误差６．主轴锥孔轴线的径向跳动检验工具：百分表和验棒检验方法：将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大读数差值，在 a、 b 处分别测量。
数控机床精度检验ppt课件
– 切削精度检验可分为：
– 单项加工精度检验
– 加工一个标准的综合性试件精度检验
– 卧式加工中心切削精度检验内容：
– 镗孔精度-圆度、圆柱度
– 端铣刀铣平面精度-平面度、阶梯差
– 端端铣刀铣侧面精度-垂直度、平行度
– 镗孔孔距精度——X轴方向、 Y轴方向、对角线方向、 孔径偏差
– 立铣刀铣四周面精度——直线度、平行度、厚度差、 垂直度
– 6）两轴联动铣削直线精度——直线度、平行度、垂
直度
2021精选ppt
11
– 7）立铣刀铣削圆弧精度——圆度
某加工中心的维护点检表
• 每半年
– 滚珠丝杠
• 清洗旧润滑脂，涂上新的油 脂
– 液压油路
• 清洗溢流阀、减压阀、滤油 器及油箱箱底
• 更换或过滤液压油
– 主伺服电机碳 刷
7
•精密方箱、直角202尺1精选、pp平t 尺、桥板、验棒
8
２）定位精度及检验
• 定义：是指机床各坐标轴在数控装置控制下运 动所能达到的位置精度。
• 定位精度决定于数控系统和机械传动误差。
• 定位精度的主要检测内容：
– 各直线运动轴的定位精度和重复定位精度；
– 各直线运动轴机械原点的复归精度；
– 各直线运动轴的反向误差；
数控机床精度检验与验收
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1
数控机床的验收
• 开箱检验和外观检查 • 机床性能及数控功能的检验 • 机床精度的验收
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2
数控机床的安装、调试和验收
一、数控机床的安装、调试
1、机床的安装
1）对安装地基和安装环境的要求
2）机床的安装步骤
（1）拆箱
数控机床精度检验
数控机床精度检测数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。
另一方面，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使用。
因此，数控机床精度检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。
1、检验所用的工具1.1、水平仪水平：0.04mm/1000mm扭曲：0.02mm/1000mm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可读数。
水平仪的分度值是以一米为基长的倾斜值，如需测量长度为L的实际倾斜值可以通过下式进行计算：实际倾斜值=分度值×L×偏差格数水平仪的读数：水平仪读数的符号，习惯上规定：气泡移动方向和水平移动方向相同时读数为正值，相反时为负值。
1.2、千分表1.3、莫氏检验棒2、检验内容2.1、相关标准（例）➢加工中心检验条件第2部分：立式加工中心几何精度检验JB/T8771.2-1998➢加工中心检验条件第7部分：精加工试件精度检验JB/T8771.7-1998➢加工中心检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验JB/T8771.4-1998➢机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定JB/T17421.2-2000加工中心技术条件JB/T8801-19982.2、检验内容精度检验内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。
2.2.1、数控机床几何精度的检测机床的几何精度是指机床某些基础零件本身的几何形状精度、相互位置的几何精度及其相对运动的几何精度。
机床的几何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后几何形状误差。
数控机床的基本性能检验与普通机床的检验方法差不多，使用的检测工具和方法也相似，每一项要独立检验，但要求更高。
数控车床几何精度检验
值；
4、计算出床身导轨在垂直平面
内的直线度误差。
计算公式： =
∆（最大误差格数） ∗
0.02
水平仪规格 1000 ∗
每次移动距离
序号
检测项目
2
床身导轨的平行
度--横向导轨调平后，
床身导轨的平行
度
图例
检测工具
检测方法
精密
水平
仪
1、水平仪横向放在溜板的中间
位置；
2、沿纵向等距离的移动溜板，
2、旋转主轴，百分表读数的最大差值即
为主轴定心轴颈的径向跳动误差 。
序 检测项目 图例
号
7
主轴锥孔
轴线的径
向跳动
8
主轴轴线
（对溜板
移动）的
平行度
检测
工具
百 分
表 和
检 验
棒
检测方法
1、将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表
安装在机床固定部件上，使百分表测头
垂直触及被测表面；
2、旋转主轴，记录百分表的最大读数差
平平面内
检测
百 分 1、将尾座套筒伸出后，按正常工作状态
表
锁紧，同时使尾座尽可能的靠近溜板，
把安装在溜板上的第二个百分表相对于
尾座套筒的端面调整为零；
2、溜板移动时也要手动移动尾座直至第
二个百分表的读数为零，使尾座与溜板
相对距离保持不变。
3、按此法使溜板和尾座全行程移动，要
求第二个百分表的读数始终为零，则第
等高度
百分
表和
验棒
检测方法
1、将检验棒顶在床头和尾座两顶尖上，
把百分表安装在溜板（或刀架）上；
2、使百分表测头在垂直平面内垂直触及
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专用检具，常用规格： 方体或长方体，通常三块 度误差或者平面度误差等
80mm*400mm和
为一组，对面工作面互相
100mm*500mm
平行，相邻工作面互相垂
直，用于机床调整水平
表1-3 常用检具
续
7）方筒
8）数控车床主轴用莫氏 锥柄检验棒
9）数控车床用长检验棒
检验坐标轴线的直线度或 者垂直度误差
检验数控车床主轴和尾座 检验数控车床主轴和尾 部件的跳动及同轴度误差、座部件的等高度
具有操作简单，携带方便，使用范 围广的优点
是调整机床水平的辅助工具，本撬 棍是搭配组合爪式起重装置
二、量具、检具及工装
（一）常用量具、检具及工装的简介
1.指示表
检验数控机床几何精度的指示器有百分表、千分表和杠杆表。 百分表可检验数控机床几何精度，其分度值为0.01mm。 百分表的测量范围一般有0-3 mm、0-5 mm、0-10mm，特殊情况下 有0-20mm、0-30mm，甚至还有0-50、0-100mm大量程的百分表， 在检验数控机床几何精度中常用0-5和0-10mm规格的百分表。 还有数显百分表，常用规格是0-12.7mm。 千分表的读数值为0.001mm，常用测量范围为0-1mm。 数显千分表的规格是0-12.7mm，示值分辨力0.001mm。 杠杆表有机械式和电子数显式，其规格有杠杆百分表和杠杆千分表， 杠杆百分表的分度值为0.01mm，杠杆千分表的分度值为0.001mm和 0.002mm。 常用量具的实物和功能见表1-2。
千分表组成部件有：
主指针1、转数指示盘2、 防尘帽3、表盘4、转数指 针5、表圈6、套筒7、量 杆8、测头9
表1-2 常用量具
4）数显千分表
5）杠杆表
续
6）数显杠杆表
以数字方式显示的千分表，适用于测量百分表难以测
可以任意位置设置、起始 量的小孔、凹槽、孔距和
值设置可满足特殊要求、 坐标尺寸等。杠杆百分表
表1-2 常用量具
7）平头测量头
8）平头千分表
续
9）平头数显百分表
安装在百分表或者千分表 测量头上，方便找到主轴 检验棒的测量位置
用于检验数控机床主轴径 向跳动
用于检验数控机床主轴径 向跳动
2.常用检具
检验数控机床几何精度的常用检具有平尺、 方尺、角尺、等高块、方筒、检验棒、自准 直仪，水平仪等，还有检验零件几何精度的 刀口角尺等，以及检验数控机床性能的点温 计等。
12）铜棒和铝棒
用于夹持或弯折薄形片及金属丝材； 用于一般锤击，也可平整部件或零 在较窄小的工作空间夹持工件，用 件用 于夹持小零件和扭转细金属丝
13）液压千斤顶
14）油壶和油枪
铜棒主要用于敲击机床部件，铜棒 较软，不会损坏零件；铝棒比铜棒 轻，敲起来力量小
15）撬棍
利用油液的静压力来顶举重物，是 数控机床安装常用的一种起重或顶 压的手工工具，其行程有限
精度检测工量具及使用
数控机床几何精度检验具有重要的实际 意义，不仅需要精密水平仪、平尺、角尺 、检验棒、指示表（如千分表、百分表、 杠杆表）和激光干涉仪等，还需要一些调 整工具。为完成数控机床调平和几何精度 检验，现介绍常用的工具、量具和检具。
一、常用工具
常用工具有扳手类、螺钉旋具、钳子、 锤子、铜棒、铝棒、千斤顶、油壶、油枪、 撬棍等，其中扳手包括活扳手、呆扳手、梅 花扳手、内六角扳手、扭力扳手、成套手动 套筒扳手和钩型扳手等，常用的螺钉旋具有 一字槽螺钉旋具和十字槽螺钉旋具，其实物 和功能见表1-1。
表1-1 常用工具的实物和功能
1）活扳手
2）呆扳手
3）梅花扳手
开口宽度可以调节，能紧固或 松开一定尺寸范围内的六角头或 方头螺栓、螺钉和螺母
GB/T 4440-2008活扳手
4）内六角扳手
双头呆扳手用于紧固、拆卸两种 尺寸的六角头、方头螺栓和螺母 GB/T 4393-2008呆扳手、梅花 扳手、两用扳手 技术规范
公差值设置可进行公差判 是一种借助于杠杆-齿轮或
断、公英制转换
杠杆-螺旋传动机构，将测
杆摆动变为指针回转运动
的指示式量具，其测量范
围一般为0-0.8mm
模拟及数字双重显示，数
字分辨率为 0.01mm/0.001mm，可选 标尺分度值为0、20、 50μm/1、2、5μm，公英 制制式转换，标称、最小、 最大、最大-最小的模式显 示和存储，自动关闭电源
除具有一般扳手功能外，特别适 用旋转空间狭窄或深凹的地方
表1-1 常用工具）一字槽螺钉旋具
9）十字槽螺钉旋具
专用于扳动在圆周方向上开有直槽 或孔的圆螺母
10）钢丝钳和尖嘴钳
用于紧固或拆卸一字槽形的螺钉， GB/T 10635-2003螺钉旋具通用技 术条件
11）锤子
用来紧固或拆卸十字槽形的螺钉和 旋杆，GB/T 10635-2003螺钉旋具 通用技术条件
平行度误差
10）铣床或加工中心主 11）磁性钢球（中心处） 12）平盘（飞机胎） 轴用检验棒（带拉钉）
检验数控铣床或加工中心 装入主轴短检验棒的中心 用于数控车床刀架X向移
主轴径向跳动、主轴轴线 孔中，检验主轴轴向窜动 动对主轴轴线的垂直度误
5）扭力扳手
用于拧紧和松开两种尺寸的六角 头螺栓、螺母，扳手可以从多种 角度套入六角头，特别适于工作 空间狭小、位于凹处的场合
6）手动套筒扳手
供紧固或拆卸内六角螺钉用 GB/T 5356-2008内六角扳手
与套筒扳手的套筒头相配，紧固 六角头螺栓、螺母，用于对拧紧 扭矩有明确规定的场合 GB/T 15729-2008手用扭力扳手 通用技术条件
常用检具的实物和功能见表1-3。
1）平尺
表1-3 常用检具的实物和功能
2）矩形角尺（铸铁和花 岗石）
3）三角形角尺
检验直线度或平面度用 作基准的量尺
4）柱形角尺
具有垂直平行的框式组合， 与平尺和等高块共同检 检验2个坐标轴线的垂直 验坐标轴垂直度误差 度误差
5）等高块
6）可调等高块
圆柱角尺是检测垂直度的 等高块是六个工作面的正 用于检验加工中心直线
表1-2 常用量具的实物和功能
1）百分表
2）数显百分表
3）千分表
百分表的外形和内部结构
见上，主要用于直接或比 较测量工件的长度尺寸、 几何形状偏差，也用于检 验机床几何精度或调整加 工工件装夹位置偏差
高清晰度显示，任意位置
测量、米制和英制单位转 换、任意位置清零，具有 精度高、读数直观和可靠 等特点