任务八 数控铣床、加工中心几何精度检验讲解

数控铣床、加工中心机床几何检验（1）检测标准

根据国家标准可知，X轴轴线运动直线度检测允差为：X≤500mm时，允差为0.010mm；500mm＜X≤800mm时，允差为0.015mm；800mm＜X≤1250mm时，允差为0.020mm；1250mm＜X≤2000mm时，允差为0.025mm。局部公差要求为：在任意300mm测量长度上为0.007mm。（2）具体检测方法如下：

①将平尺和机床工作台表面擦拭干净。②将平尺沿X轴放置在机床工作台中间位置，找正平尺，使平尺与X轴平行。③将磁性表座组装好并吸附在机床主轴箱上，将千分表安装在磁性表座表架上。④移动机床坐标轴X轴，使千分表测头垂直触及平尺工作面。安装示意图如图8-1—7所示。⑤移动机床X轴并读取千分表的变化值，其读数最大差值则为机床X轴轴线运动直线度。1、X轴轴线运动直线度检测

2、Z轴轴线运动与X轴轴线运动间的垂直度检测（1）检测标准

根据国家标准可知，Z轴轴线运动与X轴轴线运动间的垂直度检测允差为：0.020mm/500mm。（2）检测方法①将机床工作台移动到各坐标轴中间位置。②将矩形角尺和机床工作台表面擦拭干净。③将矩形角尺(或平尺)沿X轴方向放置在机床工作台中间位置。④将磁性表座组装好并吸附在机床主轴或主轴箱上。

⑤将千分表安装在磁性表座表架上，使千分表测头触及矩形角尺(Y轴方向)。⑥移动机床坐标轴X轴，调整矩形角尺或平尺位置，使矩形角尺(或平尺)一边与X轴平行。⑦将千分表测头靠在矩形角尺(或直角尺)检验面上(X轴方向)，安装示意图如图8-1-13（a）所示。⑧移动机床Z轴并读取千分表的变化值，其读数最大差值则为Z轴轴线运动和X轴轴线运动间的垂直度。3、主轴的轴向窜动检测方法

主轴的轴向窜动是指主轴旋转时，沿规定方向施加轴向力以消除最小轴向游隙影响的情况下，主轴沿其轴线所作往复运动的范围。（1）检测标准

根据国家标准可知，主轴的轴向窜动检测允差为：0.005mm。（2）检测方法①将拉钉安装到检验棒尾部。②将检验棒和主轴锥孔擦拭干净。③将检验棒安装到加工中心主轴锥孔内。④将磁性表座组装好并吸附在机床工作台上。⑤将千分表安装在磁性表座表架上，移动坐标轴调整千分表与检验棒的相对位置，使千分表测头触及检验棒端面中心处。检测安装示意图如图8-1-14所示。⑥启动机床主轴并读取千分表的变化值，其读数最大差值则为设备主轴轴向窜动量。注意：千分表测头应触及检验棒端面中心处，以避免检验棒端面跳动的影响。4、主轴锥孔的径向跳动检测方法

加工中心主轴锥孔径向跳动量过大会导致刀杆和铣刀径向跳动及摆差增大，铣槽时会引起槽宽超差或产生锥度；同时可导致加工时引起加工孔的尺寸、圆度和圆柱度超差(圆变成椭圆)，在使用小直径刀具加工时甚至会损坏刀具。（1）检测标准

根据国家标准可知，主轴的轴向窜动检测允差为：靠近主轴端部为0.007mm，距主轴端部300mm处为0.015mm。（2）检测方法①将拉钉安装到检验棒尾部。②将检验棒和主轴锥孔擦拭干净。③将检验棒安装到加工中心主轴锥孔内。④将磁性表座组装好并吸附在机床工作台上。

⑤将千分表安装在磁性表座表架上，移动机床坐标轴调整千分表与检验棒的相对位置，使千分表测头触及检验棒靠近主轴端部的侧面母线(图8-1-15的a位置)。⑥起动机床主轴并读取千分表的变化值，其读数最大差值则为设备主轴锥孔近端径向跳动量。⑦移动机床坐标轴使千分表测头触及检验棒距主轴端部300mm处的侧面母线(图8-1-15的b位置)，再读取千分表的变化值，其读数最大差值则为设备主轴锥孔远端径向跳动量。⑧测量一次后，拆下检验棒，将检验棒分别旋转900、1800、2700，然后插回检验棒，重新检测步骤6、7，记录数据，取四次检测的平均值作为径向跳动值。注意：由于千分表测头上受到侧面的推力，检验结果可能受影响，为了避免误差，测头应严格对准旋转面的轴线，检验时主轴应至少旋转两整圈。5、主轴轴线与Z轴轴线运动间的平行度检测方法

加工中心主轴轴线和Z轴轴线运动间的平行度误差过大会导致加工零件的表面粗糙度增大，在孔加工时会引起加工孔的尺寸和形状超差(比如圆变成椭圆)。（1）检测标准

根据国家标准可知，主轴轴线与Z轴轴线运动间的平行度检测允差为：在平行于Y轴轴线的Y-Z垂直平面内300mm测量长度上为0.015mm，在平行于X轴轴线的Z-X垂直平面内300mm测量长度上为0.015mm。（2）检测方法①将拉钉安装到检验棒尾部。②将检验棒和主轴锥孔擦拭干净。③将检验棒安装到加工中心主轴锥孔内。

④将磁性表座组装好并吸附在机床工作台上。⑤将千分表安装在磁性表座表架上，移动机床坐标轴调整千分表与检验棒的相对位置，使千分表测头触及检验棒侧面母线，检测安装示意图如图8-1-16所示。⑥移动机床Z轴使千分表从靠近主轴端部移动到距主轴端部300mm处，读取千分表的变化值，其读数最大差值则为主轴轴线和Z轴轴线运动间的平行度。6、主轴轴线与X轴、Y轴轴线运动间的垂直度检测方法

加工中心主轴轴线与X轴、Y轴轴线运动间的垂直度误差过大会导致铣削轮廓产生锥度，影响加工零件的平面度和表面粗糙度，在孔加工时会引起加工孔的尺寸、圆度和圆柱度超差(圆变成椭圆)。（1）检测标准

根据国家标准可知，主轴轴线与X轴、Y轴轴线运动间的垂直度检测允差为：0.015mm/300mm。（2）检测方法①将平尺和机床工作台表面擦拭干净，将平尺放置在机床工作台中间位置(X或Y方向)。②将专用支架装好并安装在机床主轴上。③将千分表安装在专用支架表架上，移动机床坐标轴使千分表测头垂直压向平尺。检测安装示意图如图8-1-l7所示。④手动旋转机床主轴180°，读取千分表的变化值，其读数最大差值则为设备主轴轴线与X轴、Y轴轴线运动间的垂直度。7、工作台面的平面度检测方法

平面度指在规定的测量范围内，当所有点被包含在与该平面的总方向平行并相距给定值的两个平面内时，认为该面是平的。平面度检测时所使用的工具主要有自准直仪、精密水平仪和实物标准(如平板、平尺)等。（1）检测标准根据国家标准可知，工作台面的平面度检测允差为：L≤500mm时，为0.020mm；500mm＜L≤800mm时，为0.025mm；800mm＜L≤1250mm时，为0.030mm；1250mm＜L≤2000mm时，为0.040mm；在任意300mm测量长度上为0.012mm（其中L为工作台托板的较短边的长度）。（2)检测方法(三点法）①将机床工作台移到中间位置，并将水平仪和机床工作台擦拭干净。②将水平仪放置在被检平面上，按照图8-1-18所示规定方向移动，一般X轴每次移动250mm，Y轴每次移动200mm。记录所测得的数据，每次得到的数据为相对于前一个点的相对数据并进行数据处理。图8-1-18(3)平面度检测数据处理方法（以表1所测量数据为例）1、将每一行、每一列的记录数据转化为相对于起始点的数据，即将各测点的水平仪数据相叠加。2、将叠加后的数据根据下面公式换算为高度差：偏差值=水平仪精度（一般0.02/1000)X每次移动距离X偏差格数注意：除AB、AD线以外的线进行计算时，要加上起始点偏差值例如A1B1线，起始点A1点偏差为-1.0格，经过计算偏差值为-4.0。其他的点计算时要加上起始点的偏差值，所以这条线第二点的偏差值为相对于A1点的偏差值+A1点的偏差值=-9，以此类推......，如表2。3、取距离最大的三点A、B、D作为平面，进行基准平面，然后把其它的点按照比例进行整合计算。首先将D点数值-8.0、B点数值-10.0进行处理，使A、B、D三点处于同一平面，然后其他点按比例进行计算修正，水平方向每一点相对于前一点降低2.5，竖直方向每一点相对于前一点降低2.0，注意中间的点两个方向都要降低。例如A1B1线第二点-9.0-2.5-2.0=-13.5.修正结果见表3.4、最高点-最低点即为平面度偏差。8、工作台面与X轴轴线运动间的平行度检测（1）检测标准根据国家标准可知，工作台面与X轴轴线运动间的平行度检测允差为：X≤500mm时，为0.020mm；500mm＜X≤800mm时，为0.025mm；800mm＜X≤1250mm时，为0.030mm；1250mm＜X≤2000mm时，为0.040mm。（2）检测方法①将量块、平尺和机床工作台表面擦拭干净，将一对等高量块放置在机床工作台中间位置，将平尺放置在量块上(X方向)。②将磁性表座组装好并吸附在机床主轴箱上。③将千分表安装在磁性表座表架上。④找正平尺，使平尺与X轴平行。⑤移动X轴，使千分表测头从Z向垂直触及平尺工作面，安装示意图如图8-1-19（a）所示。⑥移动机床X轴并读取千分表的变化值，其读数最大差值则为设备台面与X轴轴线的平行度。9、工作台基准T形槽与X轴轴线运动间的平行度检测方法

（1）检测标准根据国家标准可知，工作台基准T形槽与X轴轴线运动间的平行度检测允差为：X≤500mm时，为0.010mm；500mm＜X≤800mm时，为0.015mm；800mm＜X≤1250mm时，为0.020mm；1250mm＜X≤2000mm时，为0.030mm。（2）检测方法①将机床工作台移动到各坐标轴中间位置。②