任務(wù)3.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸精度檢測學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．知道數(shù)控軸幾何精度檢測的原理和方法2．能使用常規(guī)檢驗(yàn)工具、量具檢查進(jìn)給軸幾何精度3．能用簡易的方法檢查重復(fù)定位精度4．對精度超差能給出基本的界定和判斷任務(wù)3.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸精度檢測學(xué)習(xí)內(nèi)容：1．?dāng)?shù)控車床幾何精度檢測的項(xiàng)目、工具、方法和步驟。2．?dāng)?shù)控銑床幾何精度檢測的項(xiàng)目、工具、方法和步驟。3．?dāng)?shù)控精度檢測的原理和方法4．用簡易方法檢查重復(fù)定位精度5．對精度超差項(xiàng)目如何進(jìn)行界定和判斷任務(wù)3.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸精度檢測學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．?dāng)?shù)控車床幾何精度檢測的項(xiàng)目、工具、方法和步驟。2．?dāng)?shù)控銑床幾何精度檢測的項(xiàng)目、工具、方法和步驟。3．對精度超差項(xiàng)目如何進(jìn)行界定和判斷學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)：利用仿真軟件進(jìn)行精度仿真檢測

數(shù)控機(jī)床合格證明書3.4.1精度檢測常用檢具精密水平儀、準(zhǔn)直儀、直角尺、精密方箱、平尺、角尺、千分表、測微儀、高精度主軸芯棒、激光干涉儀等。工具精度必須比所測幾何精度高一個(gè)等級。

精度檢測常用工具及量儀平尺橋型平尺角尺方箱彎板水平儀檢驗(yàn)棒激光干涉儀精度檢測常用工具平尺：主要作為測量基準(zhǔn)，用于檢驗(yàn)工件的直線度和平面度誤差，也可作為刮研基準(zhǔn)，有時(shí)還用來檢驗(yàn)零部件的相互位置精度。角尺：用來檢驗(yàn)機(jī)床部件之間垂直度。方箱：主要用于零部件的平行度、垂直度等的檢驗(yàn)和劃線。方箱是用鑄鐵制成的具有6個(gè)工作面的空腔正方體。水平儀水平儀是測量相對水平面微小傾角的儀器。主要用于測量機(jī)床導(dǎo)軌的平直度，安裝的水平位置和垂直位置的正確度。機(jī)械式水平儀（氣泡水平儀）和電子水平儀機(jī)械式分為：條式水平儀、框式水平儀和合像水平儀框式水平儀氣泡水平儀：管內(nèi)充滿醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠(yuǎn)位于最高點(diǎn)。

條式水平儀氣泡水平儀1.水平儀的靈敏度常用氣泡水平儀的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m等規(guī)格。即是將水平儀置于1m長的直規(guī)或平板之上，當(dāng)其中一端點(diǎn)有靈敏度指示大小的差異時(shí)，如靈敏度為0.02mm/m，即是表示直規(guī)或平板的兩端點(diǎn)有0.02mm的高低差異(相當(dāng)于兩端點(diǎn)相差4秒).當(dāng)1m長的有hmm高度差時(shí)，氣泡會有一個(gè)刻度的差異。

氣泡水平儀2.傾斜角度和傾斜高度如下圖所示，將靈敏度為0.02mm/m的水平儀，放在底面長L為300mm的橋板上，測量圖示位置，當(dāng)氣泡偏離格數(shù)α=3格，則被測表面的傾斜角為α＝4”×3＝12”此時(shí)，在L=300mm處的傾斜高度差h值為：

h=L×靈敏度值×偏離格數(shù)＝300×0.02/1000×3=0.018mm氣泡水平儀3.水平儀的零位水平儀的下工作面稱為“基面”。水平儀的零位是指當(dāng)基面處于水平狀態(tài)時(shí)，氣泡居中間位置，即處于零位線（中間兩條基準(zhǔn)線）的對稱位置。所謂對稱位置，就是氣泡兩端與基準(zhǔn)線的間距相等。水平儀氣泡的實(shí)際位置對中間位置的偏差稱為零位誤差，應(yīng)不超過靈敏度的1/4。氣泡水平儀4.水平儀的讀數(shù)方法（1）讀數(shù)值正負(fù)的確定水平儀讀數(shù)值的正負(fù)，一般是根據(jù)氣泡的移動(dòng)方向和水平儀的移動(dòng)方向來確定。氣泡水平儀4.水平儀的讀數(shù)方法（2）讀數(shù)基準(zhǔn)線的選擇水平儀讀數(shù)的基準(zhǔn)線有二：按絕對水平讀數(shù)，就是以水平儀的零位線為基準(zhǔn)進(jìn)行讀數(shù)（水平儀必須做好零位調(diào)整）氣泡水平儀4.水平儀的讀數(shù)方法（2）讀數(shù)基準(zhǔn)線的選擇水平儀讀數(shù)的基準(zhǔn)線有二：按相對水平讀數(shù)，這時(shí)的讀數(shù)值，是表示被測平面對所選基準(zhǔn)線方向傾斜的角度，或在一定長度上對所選基準(zhǔn)方向的高度差。如：以氣泡任一端起始位置所在刻線為基準(zhǔn)，數(shù)氣泡該端離開基準(zhǔn)線的格數(shù)，作為水平儀的讀數(shù)。按氣泡左端起始位置為基準(zhǔn)讀數(shù)氣泡水平儀4.水平儀的讀數(shù)方法（3）讀數(shù)方法數(shù)格法：①以零位線為基準(zhǔn)，數(shù)氣泡任一端離開零位線的格數(shù)，作為水平儀的讀數(shù)。②以氣泡任一端起始位置所在刻線為基準(zhǔn)，數(shù)氣泡該端離開基準(zhǔn)線的格數(shù)，作為水平儀的讀數(shù)。③以氣泡任一端起始位置接近一刻線為基準(zhǔn)，數(shù)氣泡該端離開這一刻線的格數(shù)，作為水平儀的讀數(shù)。平均值法取氣泡兩端離開基準(zhǔn)線格數(shù)之和的平均值，作為水平儀的讀數(shù)。（常用于精密測量中）水平儀讀數(shù)實(shí)例5.水平儀的使用①必須先將被測量面和水平儀的工作面擦洗干凈

。②檢查水平儀的零位是否正確。先將水平儀放在平板上，讀取氣泡的刻度大小，然后將水平儀反轉(zhuǎn)置于同一位置，再讀取其刻度大小，若讀數(shù)相同，即表示水平儀底座與氣泡管相互間的關(guān)系是正確的。否則，需用微調(diào)螺絲調(diào)整直到讀數(shù)完全相同，才可作測量工作。

③測量裝置要穩(wěn)固，工作場地要防振，溫度要穩(wěn)定。④測量時(shí)，必須待氣泡完全靜止后方可讀數(shù)

，并且應(yīng)在垂直于水準(zhǔn)泡的位置上讀數(shù)⑤使用完畢，應(yīng)進(jìn)行防銹處理，放置時(shí)，注意防震、防潮。3.4.2數(shù)控車床幾何精度檢測

1、直線度的檢驗(yàn)一條直線在一個(gè)平面內(nèi)的直線度：在平面內(nèi)的一條給定長度的線，當(dāng)其上所有的點(diǎn)均包含在平行于該線的總方向且相對距離與公差相等的兩條直線內(nèi)時(shí)，該線被認(rèn)為是直線。直線度的測量方法有兩種：長度測量法（比較法）——平尺法

垂直面內(nèi)和水平面內(nèi)均可測量角度測量法

水平儀僅可檢查垂直平面內(nèi)的直線度檢驗(yàn)項(xiàng)目一：縱向?qū)к壵{(diào)平后

床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度檢驗(yàn)項(xiàng)目一：縱向?qū)к壵{(diào)平后

床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度

在垂直面內(nèi)測量導(dǎo)軌直線度圖解1、2、3－水平儀4－溜板5－導(dǎo)軌（1）直線度的角度測量法如圖所示，水平儀沿Z軸向放在溜板上，移動(dòng)溜板，沿導(dǎo)軌全長等距離地在各位置上檢驗(yàn)，記錄水平儀讀數(shù)，并用作圖法計(jì)算出床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差。（只許向上凸）也可將水平儀直接放在導(dǎo)軌上進(jìn)行檢驗(yàn)。用水平儀測量輪廓在垂直平面內(nèi)的直線度誤差的方法將被測輪廓的實(shí)際長度分成8段，每段就是一個(gè)節(jié)距（可考慮按橋板長度）把長200mm分度值為0.03／1000的水平儀固定在橋板上沿被測輪廓一段接一段地移動(dòng)橋板水平儀讀數(shù)（單位為格）描畫出直線度誤差曲線用圖解法處理數(shù)據(jù)。用角度法測量垂直導(dǎo)軌直線度示意圖位置12345678氣泡格數(shù)+1+0.50+1-0.50-0.5-0.5全長誤差δ0.012（中凸）每米誤差δ1（1～5）段（2～6）段（3～7）段（4～8）段+0.0054+0.0054+0.006+0.0063用圖解法確定直線度誤差用圖解法處理數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上以橫坐標(biāo)表示被測輪廓的長度，按相應(yīng)的節(jié)距等分為8段。再以縱坐標(biāo)表示以“格”為單位的誤差值。根據(jù)測得的水平儀讀數(shù)值在坐標(biāo)紙上按累計(jì)法進(jìn)行點(diǎn)圖:由零點(diǎn)開始，點(diǎn)O讀數(shù)為零，A比O高1格，點(diǎn)B比點(diǎn)A高0.5格（＋0.5），點(diǎn)C與點(diǎn)B等高，D比C高1格（＋1）,E比D低0.5格…將點(diǎn)O、A、B、C、…H連接起來，即得被測輪廓的直線度誤差曲線。按兩端點(diǎn)連接法評定出以格為單位的直線度誤差值。進(jìn)行單位換算，即可獲得以線性值表示的直線度誤差值。δ＝200×0.03/1000×2=0.012mm將實(shí)測數(shù)據(jù)0.012與精度標(biāo)準(zhǔn)允差0.02比較，結(jié)果合格。為什么只允許向上凸？數(shù)控車床床身導(dǎo)軌因溜板來回移動(dòng)頻率較大,導(dǎo)軌中間部位容易變形和磨損,因此修磨時(shí)要求中凸。2、平行度的檢驗(yàn)平行度是用以控制被測要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成0°（或距離差值為0）的要求。平行度的測量方法有兩種：（1）用平尺和指示器法。（2）用精密水平儀法平行度測量示意圖平尺和指示器法指示器安裝在具有平底面并與導(dǎo)向平尺接觸的支座上。支座在一個(gè)平面上按規(guī)定的范圍移動(dòng)，測頭沿第二個(gè)平面滑動(dòng)。水平儀法水平儀放在跨連在兩個(gè)被比較的平面的橋板上，沿兩平面移動(dòng)；依次讀數(shù)，取讀數(shù)（角度值）中的最大差值作為角度平行度誤差，然后將其乘以L變?yōu)榫€性值的平行度誤差。檢驗(yàn)項(xiàng)目二：橫向?qū)к壵{(diào)平后

床身導(dǎo)軌的平行度測量床身導(dǎo)軌平行度圖解水平儀法如圖所示，水平儀沿X軸向放在溜板上，在導(dǎo)軌上移動(dòng)溜板，記錄水平儀讀數(shù)，其讀數(shù)最大差值即為床身導(dǎo)軌的平行度誤差。檢驗(yàn)項(xiàng)目三：溜板移動(dòng)在水平面內(nèi)的直線度

檢驗(yàn)項(xiàng)目三：溜板移動(dòng)在水平面內(nèi)的直線度

檢驗(yàn)方法（如圖所示）將長圓柱檢驗(yàn)棒用前后頂尖頂緊，將指示器2（如百分表）固定在溜板3上，使其測頭觸及檢驗(yàn)棒的側(cè)母線（測頭盡可能在兩頂尖間軸線和刀尖所確定的平面內(nèi)）調(diào)整尾座，使指示器在檢驗(yàn)棒兩端的讀數(shù)相等。移動(dòng)溜板在全行程上檢驗(yàn)。指示器讀數(shù)的最大代數(shù)差值就是直線度誤差。在水平面內(nèi)測量溜板的直線度圖解1－檢驗(yàn)棒；2－指示器；3－溜板檢驗(yàn)項(xiàng)目四：主軸軸線對溜板移動(dòng)的平行度

檢驗(yàn)項(xiàng)目四：主軸軸線對溜板移動(dòng)的平行度

檢驗(yàn)方法（如圖所示）將檢驗(yàn)棒插在主軸錐孔內(nèi)，把百分表安裝在溜板（或刀架）。（1）使百分表測頭在垂直平面內(nèi)觸及檢驗(yàn)棒母線（如圖a處）。移動(dòng)溜板，記錄百分表最小和最大讀數(shù)的差值及方向；然后旋轉(zhuǎn)主軸180°，重復(fù)測量一次，取兩次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為在垂直平面內(nèi)主軸軸線對溜板移動(dòng)的平行度誤差。檢測主軸軸線對溜板移動(dòng)平行度圖解

1－主軸；2－指示器；3－檢驗(yàn)棒；4－溜板

精度允差：0.02/300mm,允許上凸超差→加工產(chǎn)生錐度檢驗(yàn)項(xiàng)目四：主軸軸線對溜板移動(dòng)的平行度

檢驗(yàn)方法（如圖所示）（2）使百分表測頭在水平平面內(nèi)垂直觸及檢驗(yàn)棒母線（如圖b處），按上述（1）的方法重復(fù)測量一次，即得水平平面內(nèi)主軸軸線對溜板移動(dòng)的平行度誤差。檢測主軸軸線對溜板移動(dòng)平行度圖解

1－主軸；2－指示器；3－檢驗(yàn)棒；4－溜板

如果該項(xiàng)精度不合格，將使加工零件產(chǎn)生錐度。精度允差：0.02/300mm,允許前凸(向刀具方向）3、垂直度的檢驗(yàn)垂直度是用以控制被測要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成90°的要求。垂直度的測量：（1）平面對直線的垂直度。（2）互成90°的兩平面的垂直度（3）其它形式的垂直度原理：將垂直度轉(zhuǎn)換為平行度進(jìn)行測量垂直度測量示意圖旋轉(zhuǎn)軸對平面垂直度測量將帶有指示器的角形表?xiàng)U裝在軸上，并將測頭調(diào)整至平行于旋轉(zhuǎn)軸線。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，指示器便畫出一個(gè)圓，圓平面垂直于旋轉(zhuǎn)軸線被測平面與圓平面的平行度偏差可以通過指示器測頭在被測平面上的擺動(dòng)的檢測方法測得軸旋轉(zhuǎn)一周，指示器讀數(shù)的最大差值即為垂直度偏差?；?0°平面的垂直度測量將角尺放在一個(gè)平面上；將指示器沿另一個(gè)平面移動(dòng)；在規(guī)定距離內(nèi)記錄讀數(shù)，差值的最大值即為垂直度偏差直線與平面垂直度測量平面與平面垂直度測量檢驗(yàn)項(xiàng)目五：

刀架X軸方向移動(dòng)對主軸軸線的垂直度

允差實(shí)測檢驗(yàn)項(xiàng)目五：

刀架X軸方向移動(dòng)對主軸軸線的垂直度

檢驗(yàn)方法（如圖所示）將圓盤安裝在主軸錐孔內(nèi)，百分表安裝在刀架上，使百分表測頭在水平平面內(nèi)垂直觸及圓盤表面，再沿X軸向移動(dòng)刀架，記錄百分表的最大讀數(shù)差值及方向；將圓盤旋轉(zhuǎn)180°，重新測量一次，取兩次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為橫刀架橫向移動(dòng)對主軸軸線的垂直度誤差。精度允差：0.02/300mm,α≤90°

檢測刀架橫向移動(dòng)對主軸軸線的垂直度圖解

如果該項(xiàng)精度不合格，將使加工零件端面與軸不垂直。3.4.3數(shù)控銑床幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目及方法檢驗(yàn)項(xiàng)目一：機(jī)床調(diào)平

允差值：0.06/1000檢驗(yàn)項(xiàng)目二：旋轉(zhuǎn)軸對平面垂直度測量將帶有指示器的角形表?xiàng)U裝在軸上，并將測頭調(diào)整至平行于旋轉(zhuǎn)軸線。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，指示器便畫出一個(gè)圓，圓平面垂直于旋轉(zhuǎn)軸線被測平面與圓平面的平行度偏差可以通過指示器測頭在被測平面上的擺動(dòng)的檢測方法測得軸旋轉(zhuǎn)一周，指示器讀數(shù)的最大差值即為垂直度偏差。檢驗(yàn)項(xiàng)目三：檢驗(yàn)方法（如圖所示）①將等高塊沿Y軸向放在工作臺上，平尺置于等高塊上，將角尺置于平尺上（在Y-Z平面內(nèi)），指示器固定在主軸箱上，指示器測頭垂直觸及角尺，移動(dòng)主軸箱，記錄指示器讀數(shù)及方向，其讀數(shù)最大差值即為在Y-Z平面內(nèi)主軸箱垂直移動(dòng)對工作臺面的垂直度誤差。

②同理，將等高塊、平尺、角尺置于X-Z平面