① 如何检验数控车床的工作精度
摘要：检验加工中心的工作精度 数控机床完成以上的检验和调试后，实际上已经基本完成独立各项指标的相关检验，但是也并没有完全充分的体现出机床整体的、在实际加工条件下的综合性能，而且用户往往也非常关心整体的综合的性能指标。所以还要完成工作精度的检验，以下介绍加工中心的相关工作精度检验。 (一)、试件的定位 试件应位于X行程的中间位置，并沿Y和Z轴在适合于试件和夹具定位及刀具长度的适当位置处放置。当对试件的定位位置有特殊要求时，应在制造厂和用户的协议中规定 (二)、试件的固定 试件应在专用的夹具上方便安装，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。 应检验试件安装表面与夹具夹持面的平行度。应使用合适的夹持方法以便使刀具能贯穿和加工中心孔的全长。建议使用埋头螺钉固定试件，以避免刀具与螺钉发生干涉，也可选用其他等效的方法。试件的总高度取决于所选用的固定方法。 (三)、试件的材料、刀其和切削参数 试件的材料和切削刀具及切削参数按照制造厂与用户间的协议选取，并应记录下来，推荐的切削参数如下： 1、切削速度：铸铁件约为50 m/min;铝件约为300m/min. 2、进给量：约为(0.05 ~ 0.10) mm/齿。 3、切削深度：所有铣削工序在径向切深应为0.2 mm. (四)、试件的尺寸 如果试件切削了数次，外形尺寸减少，孔径增大，当用于验收检验时，建议选用最终的轮廓加工试件尺寸与本标准中规定的一致，以便如实反映机床的切削精度。试件可以在切削试验中反复使用，其规格应保持在本标准所给出的特征尺寸的士10%以内。当试件再次使用时，在进行新的精切试验前，应进行一次薄层切削，以清理所有的表面。 (五)、轮廓加工试件 1、目的 该检验包括在不同轮廓上的一系列精加工，用来检查不同运动条件下的机床性能。也就是仅一个轴线进给、不同进给率的两轴线线性插补、一轴线进给率非常低的两轴线线性插补和圆弧插补。 该检验通常在X-Y平面内进行，但当备有万能主轴头时同样可以在其他平面内进行。 2、尺寸 轮廓加工试件共有两种规格，见图5-14 JB/T 8771.7-A160试件图和图5-15 JB/T 8771.7-A320试件图。 图5-14 JB/T 8771.7-A160试件图 图5-15 JB/T 8771.7-A320试件图。 试件的最终形状应由下列加工形成： (1)、通镗位于试件中心直径为“p”的孔; (2)、加工边长为“L”的外正四方形; (3)、加工位于正四方形上边长为“q”的菱形(倾斜600的正四方形); (4)、加工位于菱形之上直径为“q”、深为6 mm(或10 mm)的圆; (5)、加工正四方形上面，"α”角为30或tanα=0. 05的倾斜面; (6)、镗削直径为26 mm(或较大试件上的43 mm)的四个孔和直径为28 mm(或较大试件上的45 mm)的四个孔。直径为26 mm的孔沿轴线的正向趋近，直径为28 mm的孔为负向趋近。这些孔定位为距试件中心“r·r”。 因为是在不同的轴向高度加工不同的轮廓表面，因此应保持刀具与下表面平面离开零点几毫米的 距离以避免面接触。 表5-7 试件尺寸 mm 名义尺寸L m P q r α 320 280 50 220 100 30 160 140 30 110 52 30 3、刀具 可选用直径为32 mm的同一把立铣刀加工轮廓加工试件的所有外表面。 4、切削参数 推荐下列切削参数： (1)、切削速度 铸铁件约为50 m/min;铝件约为300m/min。 (2)、进给量 约为(0.05 ~ 0.10) mm/齿。 (3)、切削深度 所有铣削工序在径向切深应为0. 2 mm。 5、毛坯和预加工 毛坯底部为正方形底座，边长为“m”，高度由安装方法确定。为使切削深度尽可能恒定。精切前应进行预加工。 6、检验和允差 表5-8 轮廓加工试件几何精度检验 mm 检验项目 允差 检验工具 L= 320 L= 160 中心孔 1)回柱度 2)孔中心轴线与基面A的垂直度 0.015 Φ0.015 0.010 Φ0.010 1)坐标测量机 2)坐标测量机 正四方形 3)侧面的直线度 4)相邻面与基面B的垂直度 5)相对面对基面B的平行度 0.015 0.020 0.020 0.010 0.010 0.010 3)坐标测量机或平尺和指示器 4)坐标测量机或角尺和指示器 5)坐标测量机或等高量块和指示器 菱形 6)侧面的直线度 7)侧面对基面B的倾斜度 0.015 0.020 0.010 0.010 6)坐标测童机或平尺和指示器 7)坐标测量机或正弦规和指示器 圆 8)圆度 9)外圃和内圆孔C的同心度 0.020 Φ0.025 0.015 Φ0.025 8)坐标侧量机或指示器或圆度测量仪 9)坐标测量机或指示器或圆度测量仪 斜面 10)面的直线度 11)角斜面对B面的倾斜度 0.015 0.020 0.010 0.010 10)坐标测量机或平尺和指示器 11)坐标测量机或正弦规和指示器 镗孔 12)孔相对于内孔C的位置度 13)内孔与外孔D的同心度 Φ0.05 Φ0.02 Φ0.05 Φ0.02 12)坐标测量机 13)坐标测量机或回度侧f仪 注 (1)、如果条件允许，可将试件放在坐标测量机上进行测量。 (2)、对直边(正四方形、菱形和斜面)而言，为获得直线度、垂直度和平行度的偏差，测头至少在10个点处触及被侧表面 (3)、 对于圆度(或圆柱度)检验，如果测量为非连续性的，则至少检验15个点(圆柱度在每个侧平面内)。 7、记录的信息 按标准要求检验时，应尽可能完整地将下列信息记录到检验报告中去： (1)、试件的材料和标志; (2)、刀具的材料和尺寸; (3)、切削速度; (4)、进给量; (5)、切削深度; (6)、斜面30和tan-10.05间的选择。 (六)、端铁试件 1、目的 本检验的目的是为了检验端面精铣所铣表面的平面度，两次走刀重叠约为铣刀直径的20%。通常该检验是通过沿x轴轴线的纵向运动和沿Y轴轴线的横向运动来完成的，但也可按制造厂和用户间的协议用其他方法来完成。 2、试件尺寸及切削参数 对两种试件尺寸和有关刀具的选择应按制造厂的规定或与用户的协议。 试件的面宽是刀具直径的1.6倍，切削面宽度用80%刀具直径的两次走刀来完成。为了使两次走刀中的切削宽度近似相同，第一次走刀时刀具应伸出试件表面的20%刀具直径，第二次走刀时刀具应伸出另一边约1 mm(图5-16 端铣试验模式检验图)。试件长度应为宽度的1. 25 ~ 1. 6倍。 图5-16 端铣试验模式检验图 表5-9 切削参数 试件表面宽度W mm 试件表面长度L mm 切削宽度w mm 刀具直径 mm 刀具齿数 80 100~130 40 50 4 160 200~250 80 100 8 对试件的材料未做规定，当使用铸铁件时，可参见表5-9 切削参数。进给速度为300 mm/min时， 每齿进给量近似为0. 12 mm，切削深度不应超过0. 5 mm。如果可能，在切削时，与被加工表面垂直的轴(通常是Z轴)应锁紧。 3、刀具 采用可转位套式面铣刀。刀具安装应符合下列公差： (1)、径向跳动≤0.02 mm; (2)、端面跳动≤0.03 mm。 4、毛坯和预加工 毛坯底座应具有足够的刚性，并适合于夹紧到工作台上或托板和夹具上。为使切削深度尽可能恒定，精切前应进行预加工。 5、精加工表面的平面度允差 小规格试件被加工表面的平面度允差不应超过0. 02 mm;大规格试件的平面度允差不应超过0. 03 mm。垂直于铣削方向的直线度检验反映出两次走刀重叠的影响，而平行于铣削方向的直线度检验反映出刀具出、入刀的影响。
② 机床几何精度如何检验
机床几何精度检验方法国家有两个明确的国家标准，《金属切削机床安装工程施工及验收规范》标准适用于规范适用于车床、钻床、锉床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和组合机床的安装及验收，机床的几何精度的检验步骤如下：
1、每一地脚螺栓近旁，至少有一组垫铁，垫铁组在能放稳和不影响灌浆的条件下，宜靠近地脚螺栓和底座主要受力部位的下方。
2、相邻两个垫铁组之间的距离不宜大于800毫米，机床底座接缝处的两侧，应各垫一组垫铁。
3、每一垫铁组的块数不应超过三块，每一垫铁组应放置整齐、平稳且接触良好，垫铁组伸人机床底座底面的长度应超过地脚螺栓的中心，螺栓调整垫铁应留有再调整的余量。
4、调平机床时应使机床处于自由状态，不应采用紧固地脚螺栓局部加压等方法，对于床身长度大于8米的机床，可先经过自然调平，然后采用机床技术要求允许的方法强制达到相关的精度要求。
③ 如何对数控机床的精度进行验收检验
1)机床几何精度检验机床的几何精度检验也称为静态精度检验。它能综合反映出该机床的关键零部件和组装后的几何形状谟差。机床的几何精度检验必须在地基和地脚螺栓的固定混凝土完全固化后才能进行，新灌注的水泥地基要经过半年左右的时间才能达到稳定状态，因此，机床的几何精度在机床使用半年后要复校一次。
检验机床几何精度的常用检验工具有精密水平仪、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪、高精度主轴芯棒及一些刚性较好的千分表杆等。检验工具的精度必须比所检测的几何精度高出一个数量等级。机床的几何精度处在冷、热不同状态时是不同的。
按国家标准的规定，检验之前要使机床预热，机床通电后移动各坐标轴在全行程内往复运动几次，主轴按中等的转速运转十几分钟后进行几何精度检验。
下面以一台普通立式加工中心的几何精度检验内容为例，对机床几何精度检验所包括的内容进行简单介绍。
普通立式加工中心的几何精度检验内容：
①工作台面的平面度。
②各坐标方向移动的相互垂直度。
③X、y坐标方向移动时工作台面的平行度。
④并坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度。
⑤主轴的轴向窜动。
⑥主轴孔的径向圆跳动。
⑦主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度。
⑧主轴回转轴线对工作台面的垂直度。
⑨主轴箱在Z坐标方向移动的直线度。
从这些几何精度检验内容中可以知道，机床的几何精度检验主要包括以下两个方面：
①机床各大部件如床身、立柱、主轴箱等运动的直线度、平行度、垂直度的精度要求。
②参与切削运动的主要部件如主轴的自身回转精度、各坐标轴直线运动的精度要求。
这些几何精度综合反映了该机床的机械坐标系的几何精度和进行切削运动的主轴部件在机械坐标系中的几何精度。工作台面和台面上的T形槽都是工件或工件夹其的定位基准。
工作台面和T形槽相对机械坐标系的几何精度要求，反映了数控机床加工过程中的工件坐标系相对机械坐标系的几何关系。
2)机床定位精度检验数控机床的定位精度是机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测的定位精度数值，可以判断机床在自动加工中能达到的最好的加工精度。
机床定位精度主要检验的内容包括有：
①直线运动定位精度（J、y、Z、U、y、Ⅳ轴）。
②直线运动重复定位精度。
③直线运动轴机械原点的返回精度。
④直线运动失动量测定。
⑤回转运动定位精度（^、口、C轴）。
⑥回转运动重复定位精度。
⑦回转轴原点返回精度。
⑧回转运动失动量测定？
对有高效切i要求的机床，要做检测单位时间金属切屑量的试验，切削材料一般用l级铸铁，使用硬质合金刀按标准切削用量切削。
④ 数控机床定位精度 重复定位精位定义和检测方法
定位精度:就是在数控系统里面设置值与实际机床运行的值差别
重复定位精度:就是机床在某个方向往返走一次,两次运行的精度差
检测办法用激光干涉仪可以测量出来