机床精度检测知识汇总.docx

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机床精度检测知识汇总

机床精度检测知识

1、对不同形状的导轨，各表面应分别控制哪些平面的直线度误差？

答：

机床导轨常见形状有矩形导轨和V形导轨。

矩形导轨的水平表面控制导轨在垂直平面内的直线度误差。

矩形导轨的两侧面控制导轨在水平面内的直线度误差。

对V形导轨，因为组成导轨的是两个斜表面，所以两个斜表面既控制垂直平面内的直线度误差，同时也控制水平面内的直线度误差。

2、导轨直线度误差常用检测方法有哪些?

答：

导轨直线度误差常用检测方法有：

研点法、平尺拉表比较法、垫塞法、拉钢丝检测法和水平仪检测法、光学平直仪（自准直仪）检测法等。

3、什么叫研点法?

答：

用平尺检测导轨直线度误差时，在被检导轨表面均匀涂上一层很薄的红丹油，将平尺覆在被检导轨表面，用适当的压力作短距离的往复移动进行研点，然后取下平尺，观察被检导轨表面的研点分布情况及研点最疏处的密度。

研点在导轨全长上均匀分布，则表示导轨的直线度误差已达到平尺的相应精度要求。

这种方法叫做研点法。

研点法所用平尺是一根标准平直尺，其精度等级则根据被检导轨的精度要求来选择，一般不低于6级。

长度不短于被检导轨的长度（在精度要求较低的情况下，平尺长度可比导轨短1/4）。

4、研点法适用于哪几类导轨直线度误差的检测?

答：

采用刮研法修整导轨的直线度误差时，大多采用研点法。

研点法常用于较短导轨的检测，因为平尺超过2000mm时容易变形，制造困难，而且影响测量精度。

刮研短导轨时，导轨的直线度误差通常由平尺的精度来保证，同时对单位面积内研点的密度也有一定的要求，可根据机床的精度要求和导轨在本机床所处地位的性质及重要程度，分别规定为每25mm×25mm内研点不少于10~20点（即每刮方内点子数）。

用研点法检测导轨直线度误差时，由于它不能测量出导轨直线度的误差数值，因而当有水平仪时，一般都不用研点法作最后检测。

但是，应当指出，在缺乏测量仪器（水平仪，光学平直仪等）的情况下，采用三根平尺互研法生产的检验平尺，可以较有效地满足一般机床短导轨直线度误差的检测要求。

5、平尺拉表比较法适用于测量导轨哪些平面的直线度误差?

答：

平尺拉表比较法通常用来检测短导轨在垂直面内和水平面内的直线度误差。

为了提高测量读数的稳定性，在被检导轨上移动的垫铁长度一般不超过200mm，且垫铁与导轨的接触面应与被检导轨进行配刮，使其接触良好，否则就会影响测量的准确性。

（1）垂直平面内直线度误差的检测方法将平尺工作面放成水平，置于被检导轨的旁边，距离愈近愈好，以减小导轨扭曲对测量精度的影响。

在导轨上放一个与导轨配刮好的垫铁，将千分表座固定于垫铁上，使千分表测头先后顶在乎尺两端表面，调整平尺，使千分表在乎尺两端表面的读数相等，然后移动垫铁，每隔200mm读千分表数值一次，千分表各读数的最大差值即为导轨全长内直线度的误差。

在测量时，为了避免刮点的影响，使读数准确，最好在千分表测头下面垫一块量块。

（2）水平面内直线度误差的检测方法如图3—4所示，将平尺的工作面侧放在被检导轨旁边，调整平尺，使干分表在乎尺两端表面的读数相等，其测量方法和计算误差方法同上。

6、垫塞法适用于哪些导轨的直线度误差检测?

答：

垫塞法适用于检查经过研磨的和表面粗糙度较低的平面导

轨，在被检平面导轨上，安放一标准平尺，在离平尺两端各为2/9?

L距离处，用两个等高垫块支承在平尺下面，用量块和塞尺检查平尺工作面和被测导轨面间的间隙。

如卧式车床导轨直线度的公差为（1000∶0.02）mm，即用等于等高垫块厚度加0.02mm的量块或塞尺，在导轨上距离为1000mm长度内的任何地方均不能塞进去为合格。

测量精密机床导轨时，宜采用精度较高的量块，以便能较正确地测量出导轨直线度误差值。

此法也可以用千分表代替塞尺，但要增加等高垫块的厚度，使千分表能进入测量。

7、用拉钢丝检测法测导轨的直线度误差有何特点？

操作时应注意哪些问题?

答：

利用拉紧后的钢丝作为理想的直线，直接测量导轨上各段组成面的直线度误差线值。

象用平尺拉表比较法一样，是一种线值测量法。

这种方法只可检测导轨在水平面内的直线度误差。

在床身导轨上放一个长度为500mm的垫铁，垫铁上安装一个带有刻度的读数显微镜，显微镜的镜头应对准钢丝并必须垂直放置。

在导轨两端，各固定一个小滑轮，用一根直径小于0.3mm的钢丝，一端固定在小滑轮上，另一端用重锤吊着。

重锤的重量应为钢丝拉断力的30％~80％。

然后调整钢丝两端，使显微镜在导轨两端时，钢丝与镜头上的刻线相重合。

记下显微镜上可动分划板手轮上的读数。

移动垫铁，每隔500mm观察一次显微镜，检查钢丝是否与刻线重合，不重合时，调整读数显微镜上手轮使其重合，并记下读数。

在导轨全长上测量，依顺序记录读数。

把读数排列在坐标纸上，画出垫铁的运动曲线图。

在每1000mm长度上的运动曲线和两端点连线间的最大坐标差值，就是1000mm长度上的直线度误差。

如果形成的曲线是中凸或中凹线，最凸或最凹点至两端占连接的坐标差值即为导轨全长上的直线度误差。

如果形成的是波折线（即在横坐标轴两侧分别有点），则采用包容线法，取距离最小的两根平行线间的坐标差值，为导轨全长上的直线度误差。

8、导轨直线度误差曲线绘制应注意什么问题?

答：

导轨直线度误差曲线绘制时，曲线图表的尺寸应选用适中，尺寸过大，绘制与修改不方便；尺寸太小，在计算导轨直线度误差时可能不准。

推荐在测量中、小机床时。

0一x轴长度取200mm，较长的床身取200~400mm，特长的机床也不要超过500mm。

0一x轴的长度定下来后，x轴的比例尺也可定下来。

实际上，0一x轴是代表水平仪垫铁的间距，可按1∶5至1∶10绘制，即200mm的测量间距用40或20mm表示。

z轴和y轴是代表导轨的精度误差，可用1000∶1至2500∶1，即精度误差lμm用l~2.5mm的坐标表示。

特别精密的机床导轨（一般较短），可取5000∶1，即1μm的误差用5mm来表示。

例如测量某一机床导轨，长1000mm，所用的水平仪规格为0.02/1000，水平仪垫铁长度为200mm。

把水平仪放在导轨面0~200mm段时的读数为零，当水平仪依次向前移动至导轨面上200~400mm段时，水准器中气泡向前移动了一格，为正值，表示此段导轨面是向上倾斜了0.004mm；当水平仪移至导轨面400~600mm段时，如水平仪气泡向后移动并回复到零位，这表示此段导轨面与0~200mm段导轨面平行。

由于200~400mm段导轨面向上倾斜，故0~200mm段导轨面与400~600mm段导轨面虽平行，但并不在同一平面内；当水平仪移至导轨面上600~800mm段时，水平仪的水准器中气泡向后移动一格，即为负值，表示此段导轨平面是向下倾斜的。

最后一段800~1000mm水平仪又回到零位，这样继续测

量下去，直到全导轨测量完为止，由各线段所组成的曲线就叫导轨直线度误差曲线（或检具运动曲线）。

9、采用光学仪器测量导轨直线度误差有何特点？

答：

利用准直仪和自动准直仪（光学平直仪）测量导轨直线度误差的原理是基于光束运动是一直线。

采用光学仪器测量的优点是：

（1）在测量过程中，仪器本身的精度受外界条件（温度、振动等）影响小，因此测量精度较高；

（2）既可像水平仪一样测量导轨在垂直平面内的直线度误差（不等于水平），又可代替钢丝和显微镜测量导轨在水平面内的直线度误差。

所以，在机床的制造和修理中，已经普遍使用。

但是对于测量10m以上的长导轨，由于光束通过的路程较长，光能损失较大，因而呈像不够清晰，不能直接进行测量，而必须分段接长测量。

10、单导轨表面扭曲误差应如何检测?

答：

对于每条导轨的表面形状，除了在水平面内和垂直面内有直线度要求外，为了保证导轨和运动部件相互配合良好，提高接触率，还要求控制导轨表面的扭曲误差，这一要求对于大型导轨特别重要。

在刮研时，为了测量导轨间的平行度误差，作为基准测量用的导轨，更要防止有严重扭曲。

单导轨表面扭曲误差的检测方法：

V型导轨用V型水平仪垫铁，平导轨用平垫铁，从导轨的任意一端开始，移动水平仪垫铁，每隔200～5001Am读数一次，水平仪读数的最大代数差值，就是导轨的扭曲误差。

该项误差要求在机床精度标准中来作规定，主要规定于刮研和配磨工艺中。

11、对机床工作台平面度误差测量有什么要求?

答：

机床工作台平面度误差的检测方法，以往沿用“两点法”，即利用平行平尺、千分表、等高垫块、框式水平仪等，将沿工作台面某些直线部位进行的测量，理解为任一截面上的最大直线度误差。

而它与形位公差国标中平面度定义规定不符，目前JB2670—82《金属切削机床检验通则》中指出，对平面度误差的检查测量均为按包容实际表面且距离为最小的两平行平面间的距离

由此定义可以看出，作为评定基准的包容平面，其位置也需要根据最小条件原则来确定。

所以必须首先全面掌握被测表面的误差情况，然后才能按一定准则确定评定基准。

这样就决定了测量必须要分两个步骤，即先测出实际表面上若干点相对于任意一个理想平面（测量基准）的高度，然后通过基准转换等方法，才能求出符合定义的误差值。

12、用指示器测量平面度误差时应如何操作和评定?

答：

用指示器测量平面度误差，将被测零件用支承置于平板上，平板的工作面为测量基准。

测量时，通常先调整被测实际表面上相距最远的三点与平板等高（调平），因此由指示器测得的最大读数与最小读数的代数差就是按三点法评定的平面度误差值。

也可以调整被测实际表面上一条对角线的两端点与平板等高，再调整另一条对角线的两端点与平板等高，于是由指示器测得的最大读数与最小读数的代数差就是按对角线法评定的误差值。

但这样调平比较困难，可按一定的布线测量被测表面，同时记录读数。

一般可用最大与最小读数的代数差作为误差值。

必要时，可按最小条件把各测点的读数进行数据的处理，求解误差值。

13、用水平仪测量平面度误差时应注意什么问题？

答：

用水平仪测量平面度误差是以自然水平面作为测量基准，测量时应先把被预测实际

表面调整到大致水平。

然后把水平仪安放在桥板上，再把桥板置于被测表面上，按一定的布线逐点测量被测表面，同时记录各测点的读数（格数），再将格数换算成线值。

根据测得的读数（线值），通过数据处理，即可获得平面度误差。

此方法可用来测量大平面的平面度。

14、用自准直仪测量平面度误差时应注意什么问题?

答：

用自准直仪测量平面度误差时，是将自准直仪置于被测零件之外的基座上，将反射镜安放在桥板上，并将桥板置于被测表面上。

测量时，应先把自准直仪与被测表面调整到大致平行。

然后用测量直线度误差的方法，按米字布线，先测出对角线上各测点的读数，再测出另一条对角线上各测点和其余截面上各测点的读数，并将这些读数换算成线值。

根据测得的读数（线值），利用两条对角线的交点来确定符合对角线法则的理想平面，再按此理想平面求解平面度误差值。

必要时再进一步按最小条件求解误差值。

此方法可用不测量大平面的平面度。

15、用平晶测量平面度误差时应如何评定？

答：

应用光学平晶测量小平面，测量时将平晶贴于被测表面上，若被测表面内凹或外凸，就会出现环形干涉带，根据环形干涉带数与光波的半波长的乘积来表示平面度误差。

如果干涉条纹不封闭，可使光学平晶与被测表面间略微倾斜一个角度，使两者之间形成一空气楔。

这种按干涉带的弯曲度与相邻两干涉带之间的比值，再乘以半波长即得误差值。

不过，按此法评定的误差实际上是以直线度误差代替了平面度误差。

过去用平晶只能测小平面。

近年来有了平晶干涉仪，应用这种仪器也可以利用平晶干涉法来测量较大的平面。

16、龙门铣床工作台移动对水平铣头主轴轴线的垂直度误差应如何检测？

答：

龙门铣床检测工作台移动对水平铣头主轴轴线的垂直度误差的方法。

检测时，将水平铣头固定在靠近工作台面的位置，夹紧主轴套筒，可旋转角度的铣头应调整到零位。

工作台移至导轨中间，即离主轴轴线L/2的地方，并在工作台T形槽中放一专用滑块，使滑块凸缘紧靠在中央T形槽的侧面上。

在主轴上固定一个角形表杆，使千分表测头顶在滑块的侧面上，记下