Transcript 教学课件五：机床几何精度检验

机床几何精度检验
燕山大学机电液一体化实验教学中心
实验目的
 1.熟悉机床几何精度检验的内容、原理、方
法和步骤
 2.掌握仪器的使用，以及实验数据的处理，
误差曲线的绘制
 3.通过实验，了解被检验机床的几何精度状
况和加工精度关系
实验设备和仪器
 设备:CA6140车床
 仪器：框式水平仪




自准直仪
验棒
千分表
磁性表座
实验原理
机床几何精度是指机床在不运动（如主轴不
转、工作台不移动等）或运动速度较低时的
精度，它规定决定加工精度的各主要零部件
间以及这些部件的运动轨迹相对运动的允差。
一切机床都有一定的几何精度要求，常用机
床已经制定了这方面的标准，按JB2314—
78普通机床规定，车床精度检验包括车床导
轨直线度、平行度、车端面的平面度，主轴
回转精度18项。
JB2314—78 普通机床几何精度检验标准
序号
项目名称
允差
1
溜板移动在垂直面不直度
0.02mm/m只许凸
2
溜板移动时的倾斜度
0.03mm/m
3
溜板移动在水平面内的不直度
0.015mm/m
4
主轴锥孔中心线的径向跳动
近主轴端0.01mm，在
300mm处0.02mm
5
溜板移动对主轴中心线的不平度
上母线0.03mm，只许上。侧
母0.015mm只许向操作者
6
主轴锥孔中心线和尾架套筒中心
线对移动溜板移动的不等高度
0.06mm只许尾架高
7
溜板移动对尾座套筒锥孔中心线
的不平行度
上母线0.03mm，侧母线
0.03mm
8
主轴轴肩支撑面的径向跳动
0.02mm
9
主轴定心轴承颈的径向跳动
0.01mm
实验步骤与方法
1.框式水平仪的工作原理：

框式水平仪主要部分是一个弧形玻璃管，它的内壁磨成100米左
右的曲率半径。刻有刻度的玻璃管内充以少量乙醚液体，中间留
一个气泡。如图1所示。不论水平仪放在什么位置，玻璃管中的
页面总是处于水平，气泡总是向高处移动，读出气泡两端边缘，
移动的格数，即可求出相应的高度差。水平仪的刻度值为
0.02/1000，它表示将该水平仪放在1米长的平尺表面上，在平尺
右端垫起0.02mm的高度，平尺便倾斜一个a角，此时，水平仪正
好移动一个刻度值。

△H
△H
L1
L
图1 水平仪测量升落差的原理图
 如果我们在实验中，框式水平仪不是放在1米的平尺上，
而是放在200mm的平板上，那么△H为多少呢
Tga=△H △H=200*Tga=0.004mm
 水平仪读数的符号，习惯上规定：气泡移动方向和水
平移动方向相同时读数为正值，相反时为负值。
2.自准直仪的结构及工作原理
自准值仪简称平行光管，是一种高精度的仪器测量。它
受外界气温及振动影响较小，测量精度比水平仪高，它能检
验导轨在水平面内和垂直面内的不直度。
读数时，转动读数鼓轮，使角度分化板水平线对准十字
线，从固定套管上读出分值，从刻度管上读出秒值，记为α0
继续转动读数鼓轮，角度分化板的水平线对准反射十字线的
水平线，读数角度，记为α1，以后移动过桥，每次只对准反
射十字线，读出相应的角度α1.
1 溜板在垂直水平面的不直度
采用框式水平仪进行检测，用水平仪测量导轨在垂
直面内的不平度时，卸下尾座，将床身导轨按溜板
或过桥长200mm。
划分成若干段，将水平仪放在溜板上，记下气泡的
位置，然后原地转180度看气泡是否在原处，如果
不在原处，把水平仪纵向放置在溜板或过桥上，一
般总是把水平仪在 起端位置时的读数为零，然后
依次移动溜板，记下每一位置的读数及符号，填入
表格。
测量位置
水平读数
0-200
200400
400600
600800
8001000
10001200
2 溜板移动在水平表面的不直度
采用自准直仪测量，用自准直仪检测导轨在水
平面时的不直度时，将目镜旋转90度，将自准直
仪放在尾座一端上，反射镜放在溜板上固定，调
试支架高度和反射镜左右位置，使之+字线与反
射回来的+字线重合，并与划分板上水平线对齐，
鼓轮读数值作为零位读数，逐段移动溜板，读出
a1,a2…..,an,填入表中
3 主轴锥孔中心线的径向跳动
检验方法：此项检验是在CA6140型车床上进行，
将300mm锥度检验棒插入主轴孔中，用千分表分别
在a,b处检验，检验棒对主轴ａ处时点，允许误差
0.01mm,b处是远端误差0.02mm.
主轴锥孔中心线的径向跳动
测量位置
a
b
1
2
允差
是否合格
4 溜板移动对主轴中心线的不直度
检验方法：将300mm锥度检棒插入主轴锥孔中，磁力表
座安装千分表，分别打在验棒的上母线和下母线上，
移动溜板（L=300mm）进行测量，然后将主轴旋转
180度，再同样检测一次，两次测量结构的代数和之半
就是不平度误差。a允差0.03mm，b允差0.015mm。
0度位置
a0=
b0 =
180度位置
a180=
b180=
误差计算
a=
b=
允差
0.03
0.015
5
主轴锥孔中心线和尾座套筒中心线
对溜板移 动的不等高度
检验方法：将圆柱检棒安装在两
顶尖之间，顶紧检棒，旋转几
周，使其接触良好，千分表吸
持在溜板上，表头垂直接触在
检棒上母线上，移动溜板在检
棒两端分别读数。把检棒分别
旋转90度、180素、270度，取
其平均值。尾座允许高度
0.06mm。
表6 主轴锥孔和尾座套筒中心线对溜板移动的不等高度
项目
位置
主轴中心线
尾座中心线
0
90
180
270
平均高度
高度差
是否合格
主轴锥孔中心线和尾座套筒中心线对溜板移动的不等高度
6 溜板移动对尾座套筒中心线的不平度
检验方法：将300mm锥柄检验棒插入尾座套筒锥孔中，
千分表安装磁力表座并吸在溜板上，千分表触头分别打
在检棒1的上母线和侧母线，移动溜板进行测量，上母
线和侧母线允差0.03mm
溜板移动对尾座套筒中心线的不平度
测量位置
a
b
误差
允差
0.03mm
是否
合格
是否
合格
7 主轴轴肩支撑面的跳动
检验方法：千分表吸持在导轨上，将表垂直打在主轴轴肩
端面靠外侧处，平动旋转主轴两周以上，千分表读数的最
大值为端面跳动误差。
表8 主轴轴肩支撑面的跳动
最大跳动
允差
0.02
是否合格
8 主轴定心轴颈的径向跳动
检验方法：千分表座吸
持在导轨上，将表头打
在主轴空心轴颈上，平
动旋转主轴两周以上，
千分表读数的最大差值
为径向跳动误差。
表9
主轴定心轴颈的径向跳动
允差
是否合格