《激光选区熔化成形机床 精度检验》

1JB/T14664─××××激光选区熔化成形机床精度检验本文件规定了激光选区熔化成形机床的几何精度检验、定位精度检验和加工检验，以及与上述检验相对应的公差值。本文件适用于针对金属粉末材料的激光选区熔化成形机床精度的检验活动。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14896.7特种加工机床术语第7部分：增材制造机床GB/T17421.1—1998机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度GB/T17421.2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GB/T39329增材制造测试方法标准测试件精度检验3术语和定义GB/T14896.7界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1刮刀scraper将金属粉末铺展到成形区域的零件或部件。4机床主要零部件和运动轴的命名激光选区熔化成形机床（以下简称“机床”）示意图见图1，运动轴的命名参见GB/T19660—2005。机床的主要零部件名称见表1。2JB/T14664─××××图1机床示意图表1机床主要零部件名称12powderspreadmechanism（includingscr345通则5.1计量单位在本文件中，所有未标注单位的线性尺寸、偏差及相应的公差单位均为毫米。5.2几何精度检验使用本文件应引用GB/T17421.1—1998，特别是机床检验前的安装、运动件的预热、计量方法的说明和检验设备的推荐精度。JB/T14664─××××17421.1—1998具体条文的规定进行。每项几何精度检验都给出了公差（见G1～G4）。5.3机床调平在对机床进行检验之前，应根据制造商/供应商的推荐值对机床进行水平调整。5.4检验顺序本文件给出的几何精度检验项目的顺序并不限定检验的实际次序。为了简化测量仪器（器具）的安装，检验可按任意次序进行。5.5检验项目机床出厂检验应包括但不限于本文件所规定的全部项目。当用户使用本文件进行验收时，由用户选定检验项目。在订购机床时，用户应明确指定检验项目。5.6测量仪器第6章～第7章所列的测量仪器仅是范例，也可使用具有同样测量范围并且相同或更高精度的其他仪器。指示器应有0.002mm或更高的分辨力。5.7图解为简化起见，本文件第6章～第8章中的简图为机床的部分结构示意图。5.8最小公差在几何精度检验中，实测长度与本文件给出的长度不同时，公差可通过比例法确定，最小公差值应计到0.01mm。5.9定位精度检验实施这些检验应引用GB/T17421.2，特别是在环境条件、机床预热、测量方法及结果的计算和数据处理。当有其他数控轴时，应由用户与制造商/供应商协商一致进行检验。5.10加工检验实施加工检验前，机床制造商/供应商应与用户协商确定选择本文件第8章所列的方法，或按照GB/T39329的规定对成形试件进行检测，两种检验方法对于评价机床加工性能具有同等效力。4JB/T14664─××××6几何精度检验项目升降平台平面度（XY平面）的检查。G1简图台面尺寸公差实测值≤2500.03>250～5000.05>5000.08测量仪器精密水平仪，或平尺、量块和指示器，或光学仪器，或其他仪器。检验步骤按照GB/T17421.1－1998中5.2.3.2.2、5.3.2.3、5.3.2.4的规定。使升降平台台面保持水平位置，精密水平仪放置在升降平台台面上，在O-X和O-Y长度方向上选定测量间隔点，每个方向上的测量间隔点不少于3个，沿O-X和O-Y方向测量间隔点逐步移动精密水平仪，并记下读数。通过计算或作图得出平面度。JB/TJB/T14664项目Z轴运动与升降平台台面垂直度的检查a)在XZ平面内；b)在YZ平面内。G2简图公差a）和b）任意200测量长度上为0.05实测值测量仪器角尺、平板和指示器。检验步骤按照GB/T17421.1－1998中5.2.3.2.1.1的规定。平板放置在升降平台上，角尺放置在平板上，指示器固定在成形室的侧板上。a)指示器沿X方向触及角尺，在整个测量长度上移动Z轴并记下指示器读数，读数的最大差值为误差值。b)在Y方向上按同样方法重复检查。6JB/T14664─××××项目刮刀运动直线度的检查。G3简图公差任意200测量长度上为0.05实测值测量仪器指示器、角尺和平板，或光学方法。检验步骤按照GB/T17421.1－1998中5.5.2.2.4、5.4.1.2.2的规定。平板置于机床升降平台上。指示器固定在刮刀上，调整平板使指示器在升降平台测量量程两端读数相等，触头触及平板上表面，沿X方向全行程移动刮刀并记下指示器读数，读数的最大差值为误差值。在刮刀中间位置和两端位置（2个位置分别重复上述测量，取所有测量值的最大差值为误差值。JB/TJB/T14664项目刮刀刃口与升降平台平行度的检查。G4简图公差任意200测量长度上为0.05实测值测量仪器指示器、水平仪、表座和平板，或光学方法。检验步骤按照GB/T17421.1－1998中5.4.1.2.2的规定。平板置于机床的固定位置。调整平板使其在Y方向上与刮刀运动平行，用水平仪调整平板在X方向不大于0.04/1000。指示器安装在表座上，表座放置在平板上。刮刀置于靠近Z轴处。指示器触头触及刮刀刃口，沿Y方向移动表座，当指针出现最大读数时记下该数值。表座沿X方向移动，在刃口上选择5个位置，重复测量。刮刀运动到中间位置和远离Z轴位置（3个位置分别重复上述测量，取所有测量值的最大差值为误差值。8JB/T14664─××××7定位精度检验项目Z轴运动的定位精度的检查。P1简图项目公差实测值≤200>200～500>500双向定位精度EZZ，A0.050.080.18测量仪器激光干涉仪或线性标尺。检验步骤按照GB/T17421.2的规定。线性标尺或激光干涉仪的光束轴线应与被检轴平行。原则上采用快速进给定位方式，但也可由用户和制造商/供应商协商采用适宜的进给速度。JB/T14664─××××8加工检验8.1试件机床的升降平台的平面尺寸小于500mm×500mm时，试件应在升降平台中心一次性加工制作；机床的升降平台的平面尺寸大于500mm×500mm时，试件应在升降平台中心和四个角一次性加工制作，机床的升降平台为长方形且一个方向小于300mm时，试件应在升降平台中心和两侧一次性加工制作，其结构、尺寸和测试点见图2和表2，试件材料为常用不锈钢（如316L）粉末。8.2试件精度测量使用精度为150/0.02的游标卡尺，在同一个试件上按表2所示尺寸进行测量，如图2所示。8.3数据统计分析8.3.1自由度误差图（errordegreesoffreedom，EDF）的应用8.3.1.1由测量值与理论值计算出偏差值及其出现的频次，列于表3。8.3.1.2以偏差值为横坐标，以频次数为纵坐标，绘制出自由度误差图，见图3。图2试件结构、尺寸和测试点位置示意JB/T14664─××××表2试件精度测试表（试件精度公差±0.2）项目理论值测量值项目理论值测量值项目理论值测量值X180Y180Z1X274Y274Z24X34Y34Z311.5X44Y44D1X5Y5D26X6Y6D3X76Y76A134A1A7A144A24A84A154A3A96A164A44A106A1742A5A116A1842A64A126表3偏差频次统计表偏差频次偏差频次偏差频次偏差频次偏差频次>-0.20～-0.18>-0.12～-0.10>-0.04～-0.02>0.04～0.06>0.12～0.14>-0.18～-0.16>-0.10～-0.08>-0.02～0>0.06～0.08>0.14～0.16>-0.16～-0.14>-0.08～-0.06>0～-0.02>0.08～0.10>0.16～0.18>-0.14～-0.12>-0.06～-0.04>0.02～-0.04>0.10～0.12>0.18～0.20图3自由度误差图（EDF图）JB/T14664─××××8.3.2因果关系图（causeandeffectdiagram，CED图）的应用8.3.2.1由表3的偏差及频次计算出误差及其累积百分比，列于表4。8.3.2.2以误差值为横坐标，以累积百分比为纵坐标（置信度），绘制出因果关系图，见图4。8.3.2.3从误差值为合格的那一点起，作平行于纵坐标的平行线，与曲线相交，通过交点求出