一、实训目标
(1)了解数控车床几何精度检测、加工精度检测常用的工具及其使用方法。
(2)根据《简式数控卧式车床精度检验》规定,会合理选择量具、检具,采用正确、规范的检测方法和步骤,对数控车床进行主要几何精度检测。
二、实训准备
主轴芯棒、圆柱直检验棒、尾座检验棒、平盘、主轴顶尖、尾座顶尖、精密水平仪、磁性表座、千分表、内六角扳手、活络扳手、棉布适量。
三、相关知识
检验所用的工具如下所述。
1.水平仪
水平仪是用于检查各种机床及其他机械设备导轨的直线度、平面度和设备安装的水平性、垂直性,如图3-38所示。
水平:0.04 mm/1 000 mm
扭曲:0.02 mm/1 000 mm
图3-38 框式水平仪
(1)使用方法:测量时使水平仪工作面紧贴在被测表面,待气泡完全静止后方可读数。水平仪的分度值是以1 m为基长的倾斜值,如需测量长度为L的实际倾斜值,则可以通过下式进行计算:
实际倾斜值=分度值×L×偏差格数
(2)水平仪的读数:对于水平仪读数的符号,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。
2.千分表
千分表如图3-39所示。
图3-39 钟式千分表
3.莫氏检验棒
莫氏检验棒如图3-40所示。
图3-40 莫氏检验棒
四、实训内容
实训内容如表3-7所示。
表3-7 实训内容
续表
五、实训步骤
1.导轨在垂直平面(YZ平面)内的平行度
检验方法:如图3-41所示,将水平仪沿X轴向放在溜板上,在导轨上分段移动溜板,记录水平仪读数,其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。
图3-41 导轨在垂直平面(YZ平面)内的平行度
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数控车床精度检验
2.主轴定心轴颈的径向跳动
检验方法:如图3-42所示,把百分表安装在机床固定部件上,使百分表测量头垂直于主轴定心轴颈并触及主轴定心轴颈;旋转主轴,百分表读数的最大差值即为主轴定心轴颈的径向跳动误差。
3.主轴顶尖的跳动
检验方法:如图3-43所示,将专用顶尖插在主轴锥孔内,把百分表安装在机床固定部件上,使百分表测量头垂直触及被测表面,旋转主轴,记录百分表的最大读数差值。
图3-42 主轴定心轴颈的径向跳动
图3-43 主轴顶尖的跳动
4.尾座移动对溜板移动的平行度
检验方法:如图3-44所示,将尾座套筒伸出后,按正常工作状态锁紧,同时使尾座尽可能地靠近溜板,把安装在溜板上的第二个百分表相对于尾座套筒的端面调整为零;溜板移动时也要手动移动尾座直至第二个百分表的读数为零,使尾座与溜板相对距离保持不变。按此法使溜板和尾座全行程移动,只要第二个百分表的读数始终为零,则第一个百分表相应指示出平行度误差。或沿行程在每隔300 mm处记录第一个百分表读数,百分表读数的最大差值即为平行度误差。第一个指示器分别在图3-44(a)和图3-44(b)所示位置测量,误差单独计算。
图3-44 尾座移动对溜板移动的平行度
5.主轴与尾座两顶尖的等高度
检验方法:如图3-45所示,将检验棒顶在床头和尾座两顶尖上,把百分表安装在溜板(或刀架)上,使百分表测量头在垂直平面内垂直触及被测表面(检验棒),然后移动溜板至行程两端,移动Z轴,记录百分表在行程两端读数的差值,即为床头和尾座两顶尖的等高度。
6.主轴锥孔轴线的径向跳动
检验方法:如图3-46所示,将检验棒插在主轴锥孔内,把百分表安装在机床固定部件上,使百分表测量头垂直触及被测表面,旋转主轴,记录百分表的最大读数差值,在检验棒上母线和侧母线分别测量。标记检验棒与主轴的圆周方向的相对位置,取下检验棒,同向分别旋转检验棒90°、180°、270°后重新插入主轴锥孔,在每个位置分别检测。取4次检测的平均值即为主轴锥孔轴线的径向跳动误差。
图3-45 主轴与尾座两顶尖的等高度
图3-46 主轴锥孔轴线的径向跳动
7.尾座套筒轴线对溜板移动的平行度
检验方法;如图3-47所示,将尾座套筒伸出有效长度后,按正常工作状态锁紧。将百分表安装在溜板(或刀架)上:使百分表测量头在垂直平面内垂直触及被测表面(尾座筒套),移动溜板,记录百分表的最大读数差值及方向,即得到在垂直平面内尾座套筒轴线对溜板移动的平行度误差;使百分表测量头在水平平面内垂直触及被测表面(尾座套筒),按上述方法重复测量一次,即得到在水平平面内尾座套筒轴线对溜板移动的平行度误差。
图3-47 尾座套筒轴线对溜板移动的平行度
六、注意事项
(1)检测时,机床的基座应已完全固定。
(2)检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。
(3)应按照相关的国家标准,先接通机床电源对机床进行预热,并让机床沿各坐标轴往复运动数次,使主轴以中速运行数分钟后再进行检测。
(4)数控机床几何精度一般比普通机床高。普通机床用的检具、量具,往往因自身精度低而满足不了检测要求,且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。
(5)几何精度必须在机床精调后一次完成,不得调一项测一项,因为有些几何精度是相互联系与影响的。
七、学习评价表
数控车床精度检验评价见表3-8。
表3-8 数控车床精度检验评价
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