主轴回转精度的测定
加工中心主轴回转精度试验
加工中心主轴回转精度试验发布时间：2021-08-10T09:24:06.030Z 来源：《中国电气工程学报》2021年第六卷3期作者：赵彦鹏，王林，廖广宇，韩玉稳，董应明[导读] 作为精密机床使用的加工中心。
主轴回转运动误差主要由轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种形式分别对加工精度造成影响。
赵彦鹏，王林，廖广宇，韩玉稳，董应明云南省机械研究设计院/云南省机电一体化应用技术重点实验室，云南昆明 650031摘要：作为精密机床使用的加工中心。
主轴回转运动误差主要由轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种形式分别对加工精度造成影响。
对加工中心主轴回转精度进行测量，介绍测量的方法，后期数据处理并进行误差分析。
关键词：主轴回转精度；三点法；数据处理；误差分析现代制造业的飞速发展，产品的制造精度要求越来越高，对于工业母机的机床的要求也更加高。
特别是作为精密机床使用的加工中心。
主轴回转运动误差主要由轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种形式分别对加工精度造成影响。
主轴回转精度的检测是机床设计、制造、调整和维修的重要环节，是提高机床加工精度的重要措施。
1、机床主轴回转精度的概念主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。
产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。
因为机床的主轴传递着主要的加工运动，故其回转误差将在很大的程度上决定工件的加工质量。
2、加工中心主轴回转精度试验2.1试验内容及目的被测对象为TGK4663A加工中心主轴，采用动态测量法通常是选用一种测量传感器，利用传感器测得的位移信号进行分析处理。
2.2试验参考依据GB/T17421.7 《机床检验通则第七部分;回转轴线的几何精度》2.3测量装置及示意图2.5试验条件（1）试验的机床为按相关国家、行业等标准检验合格的产品；（2）试验前让主轴以中速（3000r/min）空运转30min；（3）试验前校正测量棒，在安装传感器位置处，使测量棒的径向跳动小于15μm；（4）试验时，传感器距主轴前定位端盘距离为180mm；（5）试验时，X轴、Y轴、Z轴及B轴不做进给运动。
静压轴承的各项技术参数
0.015
1.50
1.42
4.20
/
0.021
1.55
1.45
4.15
5.80
0.026
1.20
1.05
3.90
5.20
0.036
1.30
0.90
3.00
4.00
（3）主轴系统刚性当主轴转速N=0、供油压力Ps =0.9MPa、轴承直径间隙2h0=0.030mm时，用千分表和测力环实测轴系的系统刚性列于表1－3。表1－3主轴砂轮中点处力与位移的测定值
力（N)
50
70
120
150
200
位移（μm）
1.00
1.80
2.50
2.80
3.00
当主轴转速N=1500/min和2800r/min、供油压力P s =0.9MPa、轴承直径间隙2h0=0.030mm时，用CW－6型电容测微仪和电磁测力器实测轴系的系统刚性列于表1－4。表1－4主轴砂轮中点处力与位移的测定值
ε
Fmin (N)
Q (ml/min)
Δt ( C)
0.1
948.3
306.2
10.8
0.2
1854.5
320.8
10.4
0.3
2818.4
341.0
10.2
0.4
3966.9
334.8
10.8
0.5
5899.4
311.1
12.6
测量方式
回转精度（μm）
1500r/min
3000r/min
千分表
1.0
0.50
测微仪
1.3
0.51
（2）油腔压力测定表1－2给出了四种直径间隙下的油腔压力实测值，测压点均在前轴承水平方向油腔主轴旋转方向下游阶梯处。表1－2腔压测定值
简要叙述机床回转轴回转精度检测的实验方案
简要叙述机床回转轴回转精度检测的实验方案如何检测机床主轴回转的精度【按】由于机床回转误差可能会造成主轴传动系统的几何误差、传动轴偏心、惯性力变形、热变形等误差，也包括许多随机误差，所有机床主轴回转精度的检测，便成了评价机床动态性能的一项重要指标。
通过径向跳动量和轴向窜动量测试实验可以有效的满足对回转精度测量的要求。
检测机床主轴回转精度的方法有打表测量、单向测量、双向测量等几种。
一、机床主轴回转精度测量的理论与方法机床主轴回转精度是衡量机械系统性能的重要指标，是影响机床工作精度的主要因素。
机床主轴回转误差的测量技术对精密机械设备的发展有着重要作用。
机床主轴的回转误差包括径向误差和轴向误差。
轴向回转误差的测量相对比较简单，只需在机床主轴端面安装微位移传感器，进行一维位移量的测量即可。
因此机床主轴回转误差测量技术的研究焦点一直集中在径向误差的精确测量上。
（参阅数控机床主轴轴承的温度控制与其工作原理阐述）1）打表测量方法早期机床主轴回转精度不太高时，测量机床主轴误差的常用方法是将精密芯棒插入机床主轴锥孔，通过在芯棒的表面及端面放置千分表来进行测量。
这种测量方法简单易行，但却会引入锥孔的偏心误差，不能把性质不同的误差区分开，而且不能反映主轴在工作转速下的回转误差，更不能应用于高速、高精度的主轴回转精度测量。
除此之外也有采用测量试件来评定主轴的回转误差。
2）单向测量方法单向测量法又称为单传感器测量法。
由传感器拾得“敏感方向”的误差号，经测微仪放大、处理后，送入记录仪，以待进一步数据处理。
然后以主轴回转角作为自变量，将采集的位移量按主轴回转角度展开叠加到基圆上，形成圆图像。
误差运动的敏感方向是通过加工或测试的瞬时接触点并平行于工件理想加工的表面的法线方向，非敏感方向在垂直于第三方向的直线上。
单向测量法测量的主轴回转误差运动实质上只是一维主轴回转误差运动在敏感方向的分量。
因此单向测量法只适用于具有敏感方向的主轴回转精度的测量，例如工件回转型机床。
主轴回转运动精度的计算机视觉测量系统
关键 词 ： 主轴 回转运 动精 度 ； 计 算机视 觉 ； 数 字 图像 处理 ； 最 小 区域 圆法
中图分 类号 ： Ｔ Ｈ ７ ４ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ２ ０ ９ ５— ５ ０ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ８— ０ ０ ５ ０— ０ ４
机 床 的主轴 回转 运 动误 差 直 接 影 响其 加 工 工 件 的几 何精 度 和表面光 洁度 ， 机 床主轴 如 有误差 运
第４ ３卷 第 ８期
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ５ ０ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ８ ． ０ １ ２
主 轴 回转运 动精 度 的计 算 机 视 觉 测 量 系统
关 芳 芳 ， 程筱 胜
（ １ ． 南京航 空航 天 大学 机 电学 院 ， 江苏 南 京 ２ １ ０ ０ １ ６ ）
在２ Ｏ世 纪 ６ ０年代 ， 日本 的大 园成夫 提 出 了基
检测 主轴 回转运 动 时 ， 将靶 标安 装在 精车 的工 件 端 面 中心 ， 采 集 图像 ， 主轴 的 回转 误 差体 现 在 图 像 上 圆心 随主轴 回转 时 的跳 动 上 。用 Ｃ Ｃ Ｄ摄像 机
进 行拍 摄 ， 提 取 圆形 靶 标 的 圆 心 ， 由圆 心 的运 动 轨
ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ环境 下 编程 实现 图像 处理 和 数 据计 算 ， 采 用最 小 区域 圆法计 算 主 轴 回转 误 差 。 最后 采
用该 系统对 车床 主 轴进行 了测量 ， 试验证 明 ， 系统 可 以 实现 主 轴 回转 运 动精 度 的精 确 、 快速 测 量 ，
且精 度 达到微 米级 。
动， 轴 上安 装 的刀 具 或 工 件将 失 去 固定 的 旋 转 中
机床主轴测试实验报告
机床主轴测试实验报告1. 引言机床主轴作为机床的核心组成部分，对于加工精度和效率具有重要影响。
为了保证机床主轴的质量和性能，进行测试是必要的。
本实验旨在通过一系列测试，评估机床主轴在不同工况下的性能指标，为机床的使用者提供参考。
2. 实验目的1. 测试机床主轴的回转精度；2. 测试机床主轴的径向跳动和轴向跳动；3. 测试机床主轴的最大转速；4. 测试机床主轴的稳定性和平稳性。
3. 实验装置和方法3.1 实验装置本实验使用的主要装置有：- 机床主轴测试仪：用于测试主轴的转动精度和跳动情况；- 主轴转速计：用于测量主轴的转速；- 高精度测量工具：包括示波器、千分尺等。
3.2 实验方法1. 回转精度测试：通过在主轴上安装测量标尺，利用示波器测量标尺的波形，评估主轴的回转精度。
2. 跳动测试：使用示波器和千分尺测量主轴的径向和轴向跳动情况。
3. 最大转速测试：利用主轴转速计，逐渐增加主轴转速，记录并测量主轴的最大转速。
4. 稳定性和平稳性测试：连续运行主轴一定时间，在不同转速下观察主轴的稳定性和平稳性。
4. 实验结果与分析4.1 回转精度测试结果经过测试，得到主轴的回转精度为0.005 mm。
根据要求，机床主轴的回转精度应在0.01 mm以内，因此主轴的回转精度在合理范围内。
4.2 跳动测试结果径向跳动测试结果显示，主轴的径向跳动在0.02 mm以内，轴向跳动在0.01 mm以内。
根据标准，机床主轴的径向跳动和轴向跳动应在0.03 mm以内，因此主轴的跳动情况符合要求。
4.3 最大转速测试结果经过测试，主轴的最大转速为8000 rpm。
根据要求，机床主轴的最大转速应在6000 rpm以上，因此主轴的最大转速符合要求。
4.4 稳定性和平稳性测试结果在连续运行主轴2小时的实验中，主轴的转速保持稳定，无明显波动。
在不同转速下，主轴的转速变化不超过2%，达到了平稳运行的要求。
5. 结论通过本次实验，得到了以下结论：1. 机床主轴的回转精度、跳动情况、最大转速以及稳定性和平稳性都符合要求；2. 主轴的回转精度为0.005 mm，径向跳动和轴向跳动均在0.03 mm以内；3. 主轴的最大转速为8000 rpm，稳定性测试显示转速变化不超过2%。
精度检验方法
普通卧式车床精度检验项目。
检验方法及公差·现以卧式车床为例说明对其某些项目的检验。
实验一．主轴的精度检验根据车床精度标准，主轴几何精度检验共有5项内容。
1)主轴的轴向窜动。
在主轴内锥孔中插入一短检验棒，在检验棒端部中心孔内置一钢球，千分表的平测头顶在钢球上(见表9-6G4检验方法简图)对主轴作用一进给力F，旋转主轴，千分表读数的最大差值就是主轴的轴向窜动误差。
在机床上加工工件时，主轴的轴向窜动误差会引起工件端面的平面度和螺纹的螺距误差及工件的外圆表面的粗糙度误差。
2)主轴轴肩支承面的端面圆跳动。
将千分表测头顶在主轴轴肩支承面的靠近边缘处，对主轴施加一进给力F，分别在相隔90度的4个位置上进行检测，4次测量结果的最大差值是主轴轴肩支承面的跳动误差值。
用卡盘夹持工件加工时，主轴轴肩支承面的跳动误差会引起加工面与基准面的同轴度误差、端面与内、外圆轴线的垂直度误差。
3)主轴定心轴颈的径向圆跳动(见表9-6G5检验方法简图)。
将千分表测头垂直顶在定心轴颈的圆锥表面或圆柱表面上，对主轴施加进给力F，旋转主轴进行检验。
千分表读数最大差值就是主轴定心轴颈的径向圆跳动误差值。
用卡盘加工工件时，主轴定心轴径的径向圆跳动误差会引起圆度误差和加工面与基准面的同轴度误差，多次装夹则会引起加工件各个表面轴线的同轴度误差，钻、扩、铰孔时，会使孔径扩大。
4)主轴锥孔轴线的径向圆跳动(见表9-6G6检验方法简图)。
在主轴锥孔中插入一检验棒，将千分表测头顶在检验棒的外圆柱表面上。
旋转主轴，在靠近主轴端部的a处和距离主轴端面不超过300mm的b处分别进行检测与计算。
千分表读数的最大差值就是主轴轴线的径向圆跳动误差。
为了消除检验棒自身误差对检验的影响，可将检验棒拨出相对主轴转过90。
，再次插入测量。
重复4次，取4次测量结果的平均值作为该项目的几何精度检验误差值。
用两顶尖装夹工件加工外圆时，主轴锥孔轴线的径向圆跳动会引起工件的圆度误差和外圆与顶尖孔的同轴度误差，多次装夹工件会引起加工各表面轴线之间的同轴度误差。
高速电主轴回转精度测试技术探讨
高速 主轴 的 同转 精度 是衡 量高 速机 床动 态性 能 的 重要 指标 ， 直接影 响 到被 加 工 工 件 的加 工 精 度 。现 代 高速 加工 机床 的主 轴多采 用 电主轴 系统 使得 主轴 回转 速 度得到 大 幅提 高 ， 速 电 主轴 是 高 速 机 床 的关 键 技 高 术之 一 ， 主轴 回转误 差 是 影 响机 床 加 工 精 度 的 主要 因 素， 主轴 回转精 度是 评 价 机床 动 态 性 能 的 一项 重 要 指 标 ， 高速 主轴 回转 误差进 行 动态测 量具 有重 要意 义 。 对
－
ｓ ｅ ｄ ｓ ｉ ｌ ｎ ｐ ｔｗｏ ｌ ｏ ａ ｇ ｏ ｏ ｔ ｐ ｎ ｌ ｅ ｅ ｒ ｈ． ｐ ｅ ｐｎｄ ｅ ａ ｄ ｈｏ ｅ ｉ ｕ ｄ ｄ ｏ ｄ ｔ ｈｅ ｓ ｐ ｅ ｐｉ ｌ ｙ ｒ ｇ ｓ ｅ ｄ Ｓ ｎｄ ｅ；Ｒｏａｉ ｎ Ａｃ ｕ ａ ｙ；Ｔｅ ｔＥｑ ｉ ｍｅ ｔ ｔ ｔｏ ｃ ｒ ｃ ｓ ｕ ｐ ｎ ；Ｄｙ ｍｉ ｓ ｎａ ｃ Ｔｅ ｔ
有 特性 ， 切削 状态无 关 ， 与 因 利 用 电 涡 流 传 感 器 与 检 棒
ｌ 主 轴 箱 体 ；２ 电主 轴 单 元 ； 一 一 ３ 电涡流传感器 固定装置 ； 一 ４ 一为铸铁实验平台。
ｌ 试 验 的 主 要 内容
１１ 试验 原理 ．
此 在 空 载 运 行 状 态 下 研 究 ， 图ｌ 实验 平台设计方案模 型
主题 ：科技重大专项及钼关技术 －
———一而 而 赢 雨丽 ＿ 亍 ｒ
高 速 电 主 轴 回 转 精 度 测 试 技 术 探 讨
苟 卫 东
（ 青海 一机 数控 机床 有 限责任 公 司 ， 海 西 宁 ８ ０ １ ） 青 １０ ８ 摘 要： 利用 电涡流 传 感器及 位移 信号 采集 系统对 传 感器 的数 据 同步 采 集 ， 同 时将 位移 信号 转化 为模拟 的 并 电压信 号 ； 拟 的 电压 信 号通 过 Ａ Ｄ转 化为 数字 信号 ， 模 ／ 经数 据 Ｌ ＭＳ信 号采 集 系统传给 计算 机 ， 算 计
主轴回转精度动态测试技术研究
： ｇ
工 业 技
术
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇｙ ｉ ｎｎ ｏｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａ ｌ ｄ
主轴 回转 精 度 动 态测 试 技术 研 究 ①
邱波 （ 无锡机床股份有限公司技术 中心
江苏无锡
２ １ ４ ０ ６ １ ）
摘 要： 随着磨床技术发展 ， 对主轴 回转精度的要求越 来越 高。回转精度包括 了 轴的径向误 差． 轴 向误差．角度误 差及由此 衍生 出的表 面误差
文献标识码 ： Ａ
Байду номын сангаас
文章编号 ： ｌ ６ ７ ２ — ３ ７ ９ ｌ （ ２ ｏ ｌ ３ ） ０ ８ （ ａ ） 一 ０ ０ ０ ０ － ０ ０
引言
自２ ０ 世纪 五十年代 开始， 我 国 磨 床 发 展 历 程 中， 主轴 类 零 件 的制 造 精度 要 求一直 被 设 计 师 认 为能 够 完 全 实现 。 因此 ， 在 制造 过 程 中， 轴 类零 件的 几何 精 度要 求并 不 是难 点。 社 会 发展 至 今 ， 由 于汽 车工业 及 计 算 机 技术领 域发展的需 要， 对 零 件 的 加 工 精度 要 求 不 断提 高 ， 甚 至 达 到 了微 米 级 以 上 。 此 种情况下， 为了满 足 市场 需 求 ， 生 产 高 精 度 磨床就 成为必然。 而 主 轴 的 回转 运 动 误 差 是 影 响 机 床 加 工 精 度 的 主 因之一 。 因此 ， 对 高 精 度磨 床 的开发 ， 研 究 主 轴 回转 的 动 态特 性 具 有 现实 的重 要意 义 。 在日 常 生 产 中， 如 果 磨 床达 不 到 磨 削 精 度 要 求 时， 我们 通 常 的 做 法 是 采 取 增 加 机 床刚性、 结构阻尼 、 改 变零 件几 何 形 状 以 及 降 低 磨 床 温 升 等 方 法 来 改 进 磨 削性 能 。 但 是， 这 些 改 进 措 施 仅 能 从 表 面 上 对 磨 床 工 作 精 度 有所 改 进 ， 根 本 不 能 改 变 磨 床 的 基 本性能， 即对 提 升 磨 床 性 能作 用不 大 。 我 们 需 要 了解 主 轴 性 能 ， 通 过 对 主 轴 的 动 态 测 量， 将 主 轴 各 项 运 动误 差 用数 据 准 确 地 描 述 出来 ， 以些 为 据 ， 判 断 磨 床 的 改 进 方 向， 从 而 准确 预 测 及控 制工 件加 工 质量 。
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实验主轴回转精度的测定
一、 概述
随着机械制造业的发展，对零件的加工精度要求越来越高，由此对机床精度要求也越来越高。
作为机床核心——主轴部件的回转误差运动，直接影响机床的加工精度，它是反映机床动态性能的主要指标之一，在《金属切削机床样机试验规范》中已列为机床性能试验的一个项目。
多年来，国内外一直在广泛开展对主轴回转误差运动测量方法的研究，并取得一定的成果。
研究主轴误差运动的目的，一是找出误差产生的原因，另一是找出误差对加工质量影响的大小。
为此，不仅对主轴回转误差运动要能够进行定性分析，而且还要能够给出误差的具体数值。
过去流行的测试与数据处理方法，是传统的捷克VUOSO双向测量法和美国LRL单向测量法。
前者适用于测试刀具回转型主轴径向误差运动,后者适用于测试工件回转型主轴径向误差运动。
两种方法都是在机床空载或模拟加工的条件下，通过对基准球(环)的测量，在示波器屏幕上显示出主轴回转而产生的圆图象。
将圆图象拍摄下来便可用圆度样板读取主轴径向误差运动数值。
这种测试方法虽然能够在试验现场显示图形，直观性强，便于监视机床的安装调试，但也存在一些不足，如基准钢球的形状误差会复映进去，不能反映切削受载状态,存在一定的原理误差等。
所以测量精度难以提高，实际应用受到一定限制。
经过多年的研究，目前主轴误差运动主轴误差运动的测试与数据处理方法有了很大的改进，引入频镨分析理论和FFT变换技术，通过用计算机来进行测量数据处理，使整个测量过程更方便、数据处理更科学、测量结果更正确。
二、 实验目的
1．了解机床主轴回转误差运动的表现形式、定义、评判原则、产生原因及对机床加工精度的影响。
2．懂得主轴回转误差的测量方法及实验原理。
三、 主轴径向误差运动的测试原理及方法
1．主轴回转误差运动
主轴回转时，在某一瞬时，旋转的线速度为零的端点联线为主轴在该瞬时的回转中心线。
理想情况下，主铀回转中心线的空间位置，相对于某一固定参考系统应该是不随时间变化的。
实际人由于主轴轴颈不圆、轴承存在缺陷、主轴挠曲、轴支承的两端对轴颈中心线不垂直以及振动等原因，使得主轴回转中心线在每一瞬
时都是变动的。
因而，在进行测试数据处理时，
往往只能以回转主轴各瞬时回转中心线的空间
平均位置作为回转主轴的“理想”中心线。
主
轴瞬时回转中心线的空间位置相对理想中心线
空间位置的偏差，也就是回转主轴的瞬时误差。
瞬时误差的变化轨迹也就称为回转误差运动。
如图2-l所元，若o1o1，……，o i o i为主轴各瞬
图2-1主轴瞬时回转误差
时的回转中心线，oo为它们在空间的平均位置，
即理想回转中心线，那么，δ0，……，δi便是主轴的瞬时回转误差，误差的范围也可大致看成是主铀的回转精度。
可以想象，主轴瞬时回转中心线对其理想中心线的偏移有五种可能，即沿x，y，z三个坐标方向的移动和绕x和y铀的转动。
为了完全描述主轴回转中心线的误差，理论上要采
用五个传感器同时在三个坐标方向上测量才行。
但是，就这些误差的形式，基木上可分为三种：
〈1〉纯径向移动
指的是主轴各瞬时回转轴线平行于理想中心线并沿oz或oy方向移动，。
〈2〉纯角度摆动
指的是主轴回转轴线与理想轴线成倾斜
角运动，即绕oz轴，oy轴作角度摆动。
〈3〉纯轴向窜动
指的是主轴各瞬时回转轴线平行于理想
中心线并沿ox方向窜动。
以上三种误差形式往往同时并存。
当前两
者同时存在时，称为径向误差运动；当后两者
同时存在时，称为端面误差运动。
2．误差敏感方向
对于工件旋转，刀具固定的
机床(譬如车床)，加工工件时，
如果主轴径向误差运动在y方
向，则误差将以1：1的关系反
映到工件表面上，如图2-3a所
示。
该方向就是这种机床加工外
圆时的误差敏感方向，且敏感方
向不变。
主轴误差运动在z方向，
误差对工件表面影响甚微，如图
6-3b所示。
该方向为非敏感方向。
对于刀具旋转，工件固定的机
床(譬如镗床)，刀具在任何径向的误
差运动，都将1：1反映到工件表面
上。
因此，刀尖至理想回转轴心的
连线为敏感方向，且敏感方向随刀
尖回转而回转。
如果以主轴回转角作为自变
量，以误差运动在敏感方向的分量
作为因变量，则误差图形是杂乱无
章的，如图2-4a所示。
如果将这部分误差这加在一个理想的基圆上，就能够比较直观地显示出径向误差运动的圆图象，如图6-4b所示。
3．测量方法
〈1〉 双向测量法
双向测量法适用于测量刀具旋转机床(如镗床类)的主轴径向误差运动。
传统的测量装置如图2-5所示。
在主轴前端固定一个基准钢球1
2-2 主
图轴回转误差运动的基本形式图2-3 误差敏感方向
2-4 主
图轴回转径向误差中径向分量的图象
与主轴回转中心o略有偏心。
主轴回转时，基准钢球与两个传感器之间的径向间隙发生变化。
传感器拾取的信号经放大器3放大后分别输入双迹示被器4的x与y轴(示被器的水平偏转板与垂直偏转板)，
就可观察到一个近
似于回转刀具刀尖
的运动轨迹。
〈2〉 单向测量法
测量系统的组
成：单向测量法适
用于测量刀具固定
机床(如车床类)的
主轴径向误差运
动。
测量时，测量
仪器设备配置如图
2-6所示。
图中1
一端粘牢一个高精度的基准钢球3。
在中间两圆盘之间有一个小钢球作为支点，两圆盘用三
个螺钉联接。
调节三个螺钉便可借以调节基准钢球的几何中心轴线与主轴回转中心轴线的偏
心量。
传感器安装在误差敏感方向。
在机床主轴后部同轴联接一个同步分解器4，它的工作
原理类似于同步旋转变压器。
当该同步分解器转轴随主轴旋转时，它的输出端子上会输出二
个相位相差90度，频率与机床主轴旋转频率相同的正弦波信号，可用同步分解器来产生基
准圆。
测量仪器由高精度电容式位移测量仪5、WG回转精度测试仪6、双踪电子示波器7、
SC—16光线记录示波器8组成。
测量过程分析：当被测主轴回转时。
基准钢球与传感器之间的径向间隙发生变化，传感
器拾取基准钢球的位移量变化信号，经放大后，由双T选频网络消除基准钢球安装偏心所
引起的位移量变化信号。
这样，剩下的信号便是由主轴径向误差运动所引起的了。
然后将它
分别与同步分解器输送来的信号合成，处理后输入双踪示被器6的x轴与y轴(示被器的水
平偏转板与垂直偏转板)，在示波器荧光屏上就可观察到一个近似于回转刀具刀尖的运动轨
迹。
在引入微型计算机的试验系统中，当主轴回转时，传感器拾取基准钢球的位移量变化信
号，经放大后送入A/D转换器的信号通道。
微型计算机调用数据采集软件将模拟信号转换
成数字量，然后调用数据处理软件进行处理和分析。
四、实验内容及实验要求
实验员演示主轴回转误差测量的全过程，讲解主轴回转精度的定义、主轴回转误差测量
原理和测量仪器的操作方法。
同学观察实验过程，记录实验数据，并依此完成实验数据处理，将实验数据处理过程的
计算和结果写入实验报告。
五．实验数据处理方法
1）主轴回转误差时基数据记录的评定方法
;b
a
D =σ D 为定标当量（本实验 m D μ6=）
；b 为定标当量在记录纸上的宽度（格数） a 为主轴回转误差测量值在记录纸上的宽度；σ值为主轴回转误差评定值
2）主轴回转误差圆图象的评定方法
评定是在照片上进行的，评定圆图象的中心有多种。
本实验采用的是最小径向分离（MRS ）中心。
用同心圆模板在一定圈数（如10圈或明或20圈）的径向误差运动图象上，参考其内外功能，找出一个最小外接圆和最大内接圆，形成最小区域。
此两同心圆的半径差为主轴回转误差的评定值。
b
D
mrs R R 2)
(2
1φφσ
−=
式中的D 为定标当量；1R φ为最小外接圆半径；2R φ为最大内接圆半径；b 为定标环宽度。
六．实验报告格式
主轴回转误差时基数据记录的评定公式的计算过程 表1）主轴回转误差时基数据记录的评定 D ：
定标当量 B ：定标当量在记录纸上的宽度B ：定标当量在
记录纸上的宽度σ：主轴回转误
差评定值 备注
主轴回转误差圆图象的评定公式的计算过程 表2）主轴回转误差圆图象的评定 D ：
定标当量 1R φ：最小外接圆半径 2R φ：最大内接
圆半径 b ：
定标环宽度 )
(mrs σ
主轴回
转误差评定值
在实验收报告中完成下列简答题 1. 什么是主轴回转误差运动、 2. 什么是主轴回转精度?
3. 什么是误差敏感方向？为什么在误差敏感方向测量主轴回转误差才有意义？。