机床精度检测表

数控机床精度检验数控机床精度检测数控机床的⾼精度最终是要靠机床本⾝的精度来保证，数控机床精度包括⼏何精度和切削精度。

另⼀⽅⾯，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使⽤。

因此，数控机床精度检验对初始使⽤的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。

1、检验所⽤的⼯具1.1、⽔平仪⽔平：0.04mm/1000mm扭曲：0.02mm/1000mm⽔平仪的使⽤和读数⽔平仪是⽤于检查各种机床及其它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。

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⼀⽶为基长的倾斜值，如需测量长度为L的实际倾斜值可以通过下式进⾏计算：实际倾斜值=分度值×L×偏差格数1.2、千分表1.3、莫⽒检验棒2、检验内容2.1、相关标准（例）加⼯中⼼检验条件第2部分：⽴式加⼯中⼼⼏何精度检验JB/T8771.2-1998加⼯中⼼检验条件第7部分：精加⼯试件精度检验JB/T8771.7-1998加⼯中⼼检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验JB/T8771.4-1998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JB/T17421.2-2000加⼯中⼼技术条件JB/T8801-19982.2、检验内容精度检验内容主要包括数控机床的⼏何精度、定位精度和切削精度。

2.2.1、数控机床⼏何精度的检测机床的⼏何精度是指机床某些基础零件本⾝的⼏何形状精度、相互位置的⼏何精度及其相对运动的⼏何精度。

机床的⼏何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后⼏何形状误差。

数控机床的基本性能检验与普通机床的检验⽅法差不多，使⽤的检测⼯具和⽅法也相似，每⼀项要独⽴检验，但要求更⾼。

所使⽤的检测⼯具精度必须⽐所检测的精度⾼⼀级。

其检测项⽬主要有：直线度⼀条线在⼀个平⾯或空间内的直线度，如数控卧式车床床⾝导轨的直线度。

精度与精度是不一样的！在一份数控机床的促销文章上，机床A的“定位精度”标为0.004mm，而在另一生产商的样本上，同类机床B的“定位精度”标为0.006mm。

从这些数据，你会很自然地认为机床A比机床B 的精度要高。

然而，事实上很有可能机床B比机床A的精度要高，问题就在于机床A和B的精度分别是如何定义的。

所以，当我们谈到数控机床的“精度”时，务必要弄清标准、指标的定义及计算方法。

1 精度定义一般说来，精度是指机床将刀尖点定位至程序目标点的能力。

然而，测量这种定位能力的办法很多，更为重要的是，不同的国家有不同的规定。

日本机床生产商标定“精度”时，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338标准。

JISB6201一般用于通用机床和普通数控机床，JISB6336一般用于加工中心，JISB6338则一般用于立式加工中心。

上述三种标准在定义位置精度时基本相同，文中仅以JIS B6336作为例子，因为一方面该标准较新，另一方面相对于其它两种标准来说，它要稍稍精确一些。

欧洲机床生产商，特别是德国厂家，一般采用VDI/DGQ3441标准。

美国机床生产商通常采用NMTBA(National Machine Tool Builder's Assn)标准(该标准源于美国机床制造协会的一项研究，颁布于1968年，后经修改)。

上面所提到的这些标准，都与ISO标准相关联。

当标定一台数控机床的精度时，非常有必要将其采用的标准一同标注出来。

同样一台机床，因采用不同标准会显示出不同的数据(采用JIS标准，其数据比用美国的NMTBA标准或德国VDI标准明显偏小)。

2 同样的指标，不同的含义经常容易混淆的是：同样的指标名在不同的精度标准中代表不同的意义，不同的指标名却具有相同的含义。

上述4种标准，除JIS标准之外，皆是在机床数控轴上对多目标点进行多回合测量之后，通过数学统计计算出来的，其关键不同点在于:(1)目标点的数量;(2)测量回合数;(3)从单向还是双向接近目标点(此点尤为重要);(4)精度指标及其它指标的计算方法。

加工中心几何精度检验检验项目主要有：各直线轴轴线运动直线度、各直线轴轴线运动的角度偏差、各直线轴相会垂直度检验、主轴的轴向窜动、主轴的径向跳动、主轴轴线与Z轴轴线运动间的平行度、工作台面的平面度等;1X轴轴线运动直线度检测a在Z-X垂直平面内 b在X-Y水平面内图8-1-7 X轴轴线运动直线度检测安装示意图根据国家标准可知,X轴轴线运动直线度检测允差为：X≤500mm时,允差为；500mm＜X≤800mm时,允差为；800mm＜X≤1250mm时,允差为；1250mm＜X≤2000mm 时,允差为;局部公差要求为：在任意300mm测量长度上为;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;2Y轴轴线运动直线度检测Y轴轴线运动直线度检测实施步骤可参照X轴轴线运动直线度检测步骤,检测允差与X轴相同,安装示意图如图8-1-8所示;a在Y-Z垂直平面内 b在X-Y水平面内图8-1-8 Y轴轴线运动直线度检测安装示意图3Z轴轴线运动直线度检测Z轴轴线运动直线度检测实施步骤可参照X轴轴线运动直线度检测步骤,检测允差与X轴相同,安装示意图如图8-1-9所示;.a在Z-X垂直平面内 b在Y-Z垂直平面内图8-1-9 Z轴轴线运动直线度检测安装示意图注意：对所有结构型式的机床,平尺、钢丝、直线度反射器都应置于工作台上,如果主轴能锁紧,则指示器、显微镜、干涉仪可装在主轴上,否则检验工具应装在机床的主轴箱上;测量位置应尽可能靠近工作台的中央;4X轴轴线运动的角度偏差检测根据国家标准可知,X轴轴线运动的角度偏差检测允差为：1000mm;局部公差要求为：在任意500mm测量长度上为1000mm;具体检测方法如下：①将水平仪和机床工作台表面擦拭干净,将水平仪放置在机床工作台中间位置;②找正水平仪,使水平仪与X轴平行,安装示意图如图8-1-10所示;a在Z-X垂直平面内 b在X-Y水平面内 c在Y-Z垂直平面内图8-1-10 X轴轴线运动的角度偏差检测安装示意图③移动机床X轴,读取水平仪的变化值,其读数最大差值则为机床X轴轴线运动的角度偏差;5Y轴轴线运动的角度偏差检测Y轴轴线运动的角度偏差检测实施步骤可参照X轴角度偏差检测步骤,检测允差与X轴相同,安装示意图如图8-1-l1所示;a在Y-Z垂直平面内 b在X-Y平面内 c在Z-X垂直平面内图8-1-11 Y轴轴线运动的角度偏差检测安装示意图6Z轴轴线运动的角度偏差检测Z轴轴线运动的角度偏差检测实施步骤可参照X轴角度偏差检测步骤,检测允差与X轴相同,安装示意图如图8-1-12所示;a在Y-Z垂直平面内 b在Z-X垂直平面内图8-1-12 Z轴轴线运动的角度偏差检测安装示意图在检测时,应注意：①检验工具应置于运动部件上;②沿行程在等距离的5个位置上检验;③应在每个位置的两个运动方向测取;最大与最小读数的差值应不超过允许公差;④当坐标轴轴线运动引起主轴箱和夹持工件的工作台同时产生角运动时,这两种角运动应测量并用数学方法处理;7Z轴轴线运动与X轴轴线运动间的垂直度检测根据国家标准可知,Z轴轴线运动与X轴轴线运动间的垂直度检测允差为：500mm;具体检测方法如下：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8-1-13a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设备Z轴轴线运动和X轴轴线运动间的垂直度;Z轴轴线运动和Y轴轴线运动间的垂直度检测实施步骤可参照“Z轴轴线运动与X轴轴线运动间的垂直度检测”步骤,安装示意图如图8-1-l3b所示;Y轴轴线运动和X轴轴线运动间的垂直度检测实施步骤可参照“Z轴轴线运动与X轴轴线运动间的垂直度检测”步骤,安装示意图如图8-1-13c所示;aZ轴和X轴垂直度 bZ轴和Y轴垂直度 cY轴和X轴垂直度图8-1-13 线性运动间的垂直度检测安装示意图在检测时,应注意：①矩形角尺或平尺应平行于对应坐标轴轴线放置;②如主轴能锁紧,千分表可安装在机床主轴上,否则千分表应安装在机床主轴箱上;③为参考和修正方便,应记录α值是小于、等于还是大于90°;④测量前应将机床工作台移动到坐标轴中间位置,并把角尺放在工作台的中间位置;8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,在沿规定方向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;主轴的轴向窜动量过大会导致铣削工件时产生振动,影响加工零件的平面度和表面粗糙度,在攻丝时会产生单个螺纹的周期性螺距误差,严重时甚至会损坏刀具;所以机床出厂前和设备验收时都要对主轴的周期性轴向窜动进行检测;根据国家标准可知,主轴的轴向窜动检测允差为：;具体检测方法如下：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;应在机床的所有工作主轴上进行检验;图8-1-14主轴轴向窜动检测安装示意图9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；同时可导致加工会引起加工孔的尺寸、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;所以机床出厂前和设备验收时都要对主轴锥孔的径向跳动进行检测;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,距主轴端部300mm处为;具体检测方法如下：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;图8-1-15 主轴径向跳动检测安装示意图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处侧面图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;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;应在机床的所有工作主轴上进行检验,检验时主轴应至少旋转两整圈;10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;所以机床出厂前和设备验收时都要对主轴轴线和Z轴轴线运动间的平行度进行检测;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,在平行于X轴轴线的Z-X垂直平面内300mm测量长度上为;具体检测方法如下：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;aY-Z垂直平面内 bZ-X垂直平面内图8-1-16 主轴轴线和Z轴轴线平行度检测安装示意图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设备主轴轴线和Z轴轴线运动间的平行度;注意：X轴轴线应置于行程的中间位置;11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;所以机床出厂前和设备验收时都要对主轴轴线与X 轴、Y轴轴线运动间的垂直度进行检测;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：300mm;具体检测方法如下：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;a主轴轴线与X轴轴线垂直度 b主轴轴线与Y轴轴线垂直度图8-1-17 主轴轴线垂直度检测安装示意图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;注意：如果可能,Y轴轴线和Z轴轴线锁紧;平尺应平行于X轴或Y轴轴线放置;为了参考和修正方便,应记录α值是小于、等于还是大于90°;12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;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；500mm＜L≤800mm时,为；800mm＜L≤1250mm时,为；1250mm＜L≤2000mm时,为；在任意300mm测量长度上为其中L为工作台托板的较短边的长度;具体检测方法如下：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;③记录所测得的数据并进行数据处理,最终得出平面度数值;图8-1-18 工作台平面度检测注意：X轴轴线和Z轴轴线应置于其行程中间位置;回转工作台面的平面度应检验两次,一次回转工作台锁紧,一次不锁紧如适用的话,两次测定的偏差均应符合允差要求;13工作台面与X轴轴线运动间的平行度检测根据国家标准可知,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；500mm＜X≤800mm时,为；800mm＜X≤1250mm时,为；1250mm＜X≤2000mm时,为;具体检测方法如下：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8-1-19a所示;a工作台面与X轴轴线平行度检测 b工作台面与Y轴轴线平行度检测图8-1-19 工作台面与坐标轴轴线运动间的平行度检测安装示意图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;14工作台面与Y轴轴线运动间的平行度检测根据国家标准可知,工作台面与Y轴轴线运动间的平行度检测允差为：Y≤500mm时,为；500mm＜Y≤800mm时,为；800mm＜Y≤1250mm时,为；1250mm＜Y≤2000mm时,为;检测实施步骤可参照l3“工作台面与X轴轴线运动间的平行度检测”步骤,安装示意图如图8-1-19b所示;15工作台面与Z轴轴线运动间的垂直度检测根据国家标准可知,工作台面与Z轴轴线运动间的垂直度检测允差为：在500mm测量长度上为;检测实施步骤可参照l3工作台面与X轴轴线运动间的平行度检测”步骤,安装示意图如图8-1-20所示;aZ-X垂直平面内 bY-Z垂直平面内图8-1-20 工作台面与Z轴轴线运动间的垂直度检测安装示意图注意：①矩形角尺、角尺或圆柱角尺应置于工作台的中央位置;②如主轴能锁紧,则指示器、显微镜或干涉仪可装在主轴上,否则检验工具应装在机床的主轴箱上;③指示器测头近似地置于刀具的工作位置,可在平行于工作台面放置的矩形角尺上进行测量;④回转工作台应在互成90°的4个回转位置处测量;16工作台基准T形槽与X轴轴线运动间的平行度检测方法工作台基准T形槽与X轴轴线运动间的平行度检测实施步骤如下：①将机床工作台移动到各坐标轴中间位置;②将标准销、矩形角尺和机床工作台表面及T形槽擦拭干净;③将标准销插入到机床T形槽内;④将矩形角尺沿X方向侧面紧靠标准销放置在机床工作台中间位置;⑤将磁性表座组装好并吸附在机床主轴或主轴箱上;⑥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,安装示意图如图8-1-21所示;图8-1-21 工作台基准T形槽与X轴轴线运动间的平行度检测安装示意图⑦移动机床坐标轴X轴,并读取千分表的变化值,其读数最大差值则为设备基准T形槽和X轴轴线运动间的平行度;注意：①如果可能,Y轴轴线锁紧;②如主轴能锁紧,则千分表可安装在机床主轴上,否则千分表应安装在机床主轴箱上;③测量前应将机床工作台移动到坐标轴中间位置,并把矩形角尺放在工作台的中间位置;④定位销应与T形槽紧密接触;⑤矩形角尺应与定位销紧密接触;。

数控铣床精度检验表
G2
允差
a b
普通级精密级普通级精密级
0.016/30
0 0.010/30
0.016/30
0.010/30
工作台面对
主轴箱垂向
移动的垂直
度：
a 在机床的
横向垂直平
面内：
b 在机床的
纵向垂直平
面内：
角尺：工作台位于行
程中间位置。

角尺放在工作台面
上：a 横向垂直平面内
b 纵向垂直平面内。

固
定指示器，使其侧头触
及角尺的检验面。

移动
主轴箱进行检验。

a、b 的误差分别计
算。

误差以指示器读数
的最大差值计简图检验项目检验方法
检验工具
参照GB/T
17421.1—1998的
有关条文：5.3.2.2
5.3.2.3
G3
d~d
‵----每次测量移动距离
局部公差：在任意300测量长度上
工作台面
的平面度
水平仪
或工作台位于行程中
间位置。

平尺量：用水平仪
检验：如图，在工
作台面上选择由
六、小结
本堂课主要针对了数控铣床在新机装配时并且在无负荷或精加工条件下对机床进行精度检验的检验项目做了介绍并对有些项目进行实操；通过各个项目的检验得出的数据进行对比可以体现出机床的精度有没有达到精度要求，如果没达到精度要求的就要对机械进行调整，所以说检验出来的数据就是整台机床的机械装配的体现。

我们要重点要掌握的就是机床的检验的前所要准备工工具检验时仪器和量具的正确摆放方法，数据的读取；及误差的计算方法。

下面以CA6140型卧式车床为例,介绍其总装配方法及其工艺要点:(1)床身导轨床身导轨是床鞍移动的导向面,是保证刀具移动直线性的关键,图7-53所示为卧式车床床身导轨的截面图,其中2、6、7为床鞍用导轨，3、4、5为尾座用导轨，1、8为压板用导轨。

床身与床脚用螺钉连接，床身是车床的基础，也是车床总装配的基准部件。

床身导轨精加工往往也是在床身与床脚结合后再进行，以消除连接时变形造成的误差，床身最终应达到的要求如下：1）床身导轨的几何精度①床鞍导轨的直线度在竖直平面内，全长上为0．03mm，在任意500mm 测量长度上为0．015mm，只许凸；在水平面内，全长上为0．025mm。

②床鞍导轨的平行度（床身导轨的扭曲度）全长上为0．04mm。

③床鞍导轨与尾座导轨的平行度在竖直平面与水平面均为全长上0．04mm，任意500mm测量长度上为0．03mm。

④床鞍导轨对床身齿条安装面的平行度全长上为0．03mm,在任意500mm测量长度上为0．02mm,只许床头处厚。

2）接触精度刮削导轨每25mm×25mm范围内接触点应大于10点，磨削导轨则以接触面积大小来评定接触精度的高低。

3）表面粗糙度刮削导轨表面粗糙度一般在Ra1．6µm以下；磨削导轨表面粗糙度值在Ra0．8µm以下。

4）硬度一般导轨表面硬度应在170HB以上，并且在全长范围内硬度一致；与之相配合件的硬度应比导轨硬度稍低。

5）导轨几何形状的稳定性导轨在使用中应不变形。

除采用刚度大的结构外，还应进行良好的时效处理，以消除内应力，减少装配和使用中的变形。

（2）床身与床脚结合的装配工艺1）床身装到床脚上，先将各结合面的毛刺清除并倒角。

在床身、床脚连接螺钉上垫等高垫圈，以保证结合面平整贴合，防止床身紧固时产生变形。

同时在结合面间加入1～2mm 厚纸垫，以防止漏油。

2）当床身导轨精度由磨削来达到时，可将已磨好的床身部件直接置于可调的机床调整垫铁上，用水平仪指示读数来调整各垫铁使床身平导轨面处于自然水平位置，用桥板和水平仪指示读数将床鞍用导轨的扭曲误差调整至最小值。