车床精度的概述.doc

1、 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 1 页 共 31 页 目 录 摘要 .(3) 1 车床 精度 的 概述 .(4) 1.1 车床 精度 的基本内容 .(4) 1.2 车床精度对加工质量的影响 .(4) 1.3 保持车床高 精度的方法 .(5) 2 数控车床 的 功能测试 与 与精度调整 .(5) 2.1 数控车床 功能的 测 试 .(5) 2.1.1 数控车床性能检测 内容 .(5) 2.1.2 数控车床精度检测 .(6) 2.1.3 数控系统 的检测 .(7) 2.1.4 数控车 床检测 的 意义 .(7) 2.2 数控车床 的 误差及 调整 .(8) 2.2.1 机械系统的

2、调整 .(8) 2.2.2 数控车床位置精度 的调整 .(10) 2.2.3 机床的几何误差 .(13) 2.2.4 基准不重合误差 .(16) 3 数控车床的保养与与维修 .(17) 3.1 正确操作和使用数控系统的步骤 .(17) 3.2 维护 、 设备管 理 .(22) 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 2 页 共 31 页 3.3 数控设备使用中应注意的问题 .(24) 3.4数控机床的 保养 .(24) 3.5液压 .气压系统的维 护 .(26) 3.6机床精度的维护 .(26) 结 术语 .(29) 致 谢 .(30) 参考文献 .(31) 西安工业大学继续教育学院毕业

3、（设计）论文 第 3 页 共 31 页 摘 要 先进的制造业装备技术水平的高低，直接影响一个国家在世界制造业的地位。我们的国产车床及数控车 床大多属于中低档产品，即使早年进口的数控机床也因为年代久远、技术落后而面临淘汰，机床精度达不到加工高档产品的要求。如何对我国现有的车床及数控车床保证加工质量、挖掘加工潜力是机械加工中迫在眉睫的课题。 车床作为应用广泛的机械加工设备，能否保证加工质量，在很大程度上取决于日常的保养及规范操作及使用。为了保证车床安全平稳的运行，本文就车床的保养及精度的保证通过加工所出现的问题提出一些方法及维护建议。 关键词 ： 数控车床 ；维护；保养；维修 西安工业大学继续教育

4、学院毕业（设计）论文 第 4 页 共 31 页 1. 车床精度的概述 1.1、车 床 精度 的基本内容 车床精度包括几何精度、传动精度、定位精度以及工作精度等。 不同类型的车床对这些方面的要求是不一样的。车床的几何精度，是指车床在不工作的情况下，对车床工作精度有直接影响的零部件本身及其相互位置的几何精度。 属于这类精度的有：车床溜板移动的直线性及其与它表面间相互的不平行度；车床主轴的径向跳动和轴向窜动，及其中心线与溜板移动方向的不平行度；主轴锥孔中心线对车床导轨的不等距离等等。 1 2、 车床精度对加工质量的影响 在车床上加工工件时，影响加工质量的因素很多，如车床本身的精度、工件装夹方法、车

5、道的几何参数、切削用量等。其中车床的精度是影响工件加工质量的关键因素。 卧式车床精度对加工质量的影响见表 1-1.2 序号 工件产生的缺陷 与车床有关的因素 1 车削工件时圆度超差 1 主轴前后轴承间隙过大 2 主轴轴颈的圆度超差 2 车圆柱形工件时产生锥度 1 主轴轴线对床鞍移动的平行度超差 2 床身导轨面严重磨损 3 两顶尖装夹工件时是由于尾座轴线与主轴轴线不重合 4 地脚螺栓松动、车床水平变动 3 精车后工件端面平面度超差，圆跳动超差 1 中滑板移动对主轴轴线的垂直度超差 2 主轴轴向窜动 量超差 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 5 页 共 31 页 4 车削外圆时，工件素

6、线的直线度超差 1 两顶尖装夹工件时，床头和尾座两顶尖等高度超差 2 床鞍移动的直线度超差 3 利用小滑板车削时，小滑板移动对主轴轴线的平行度超差 5 钻、扩、铰孔时，工件孔径扩大或孔变为喇叭形 1 尾座套筒锥孔轴线对床鞍移动的平行度超差 2 尾座套筒轴线对床鞍移动的平行度超差 3 前后顶尖的等高度超差 6 车削螺纹时螺距精度超差 1 丝杠的轴向窜动量超差 2 从主轴至丝杠间的传动链传动误差过大 3 开合螺母磨损造成啮合不良或间隙过大 7 车外圆时表 面上有混乱的波纹 1 主轴滚动轴承滚道磨损，间隙过大 2 株洲的轴向窜动量超差 3 床鞍及中、小滑板滑动表面间隙过大 8 精车外圆时表面上轴向出

7、现有规律的波纹 1 溜板箱纵向进给小齿轮与齿条啮合不良 2 光杠弯曲，或光、丝杠的三孔轴线不同轴，并与车床导轨不平行 3 溜板箱内某一传动齿轮（或蜗轮）损坏 4 主轴箱、进给箱中的轴弯曲或齿轮损坏 9 精车外圆时圆周表面上出现有规律的波纹 1 主轴的传动齿轮的齿形不良，齿部损坏或啮合不良 2 电动机旋转不平衡而引起振动 3 带轮等旋转零件振幅过 大而引起振动 4 主轴轴承间隙过大或过小 表 1-1.2 1.3、 保持车床高精度的方法 精度保持是指在正常使用条件下，机床能够较长时间保持其精度特性的能力，主要取决于设计制造的各环节，而且和日常使用及维护有着密不可分的关系。 在日常使用过程中应规范操

8、作，避免引起车床各部位间隙增大及磨损。 经常对机床进行润滑，尽量不在机床上加工铸铁件、锻件。加工时，吃刀量不要太大。车床在加工偏心件时，尽量做到使工件保持平衡状态，减少对车床主轴的损害。经常调 整机床拖板的间隙，使机床保持最佳状态 。 实际生产的普通 车床上，多少都能看到撞车的痕迹。撞车会降低主轴的精度，同时会发生安全方面的事故，应避免此类事故的发生。车床的精度不准主要还是主轴，日常使用要注意加机油给予车床足够的润滑并及时清理切削，特别是中滑板内部的丝杆。 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 6 页 共 31 页 2. 数控车 床 的 功能测试与精度调整 2.1、 数控车床功能的测试

9、 2.1.1、 数控车床性能检测内容 根据 GB/T 17421机床检验通则，规定检验标准和性能评价部分： 1、在无负荷或精加工条件下的几何精度； 2、数 控轴线的定位精度和重复定位精度的确定； 3、热效应的评定； 4、数控机床的圆检验； 5、噪声辐射的评定； 6、对角线位移检验。 检测部位分为： 1、主轴系统（在不同转速下，手动方式连续 5次正、反转的启动停止检验主轴动作的灵活性和可靠性） 2、进给系统（在不同进给速度下，手动方式主轴正、反转的启动、点动和停止动作的平稳可靠性） 3、自动换刀系统（再到酷曼在条件下，通过手动方式、自动方式检测刀具交换动作的灵活、稳定性） 4、数控装置（检查各指

10、示灯、操作面板的各功能及动作的可靠性。数控装置于伺服驱动单元的连接电缆的可靠性） 5、电气装置（在车床试运转时前后进行绝缘测试测定各单元的绝缘性、可靠性） 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 7 页 共 31 页 6、气、液装置（检测各项系统地密封性，油、气路的可靠性） 7、润滑装置（检测润滑油路的可靠性，定期检测各润滑点油量的均匀性） 8、安全装置（各种安全护罩的可靠性，坐标行程限位的保护功能的可靠性） 9、附属装置（各附属装置的工作情况的可靠性。） 10、机床噪声（试运行噪声不得超过 80dB） 2.1.2 、 数控车床精度检测 精度检测主要分为几何精度检测，定位精度检测，切削精

11、度检测 几何精度检测 内容 ：（ 1）工作台的平面度。（ 2）各坐标方向移动时工作台的平行度。（ 3） X、 Y坐标方向移动时工作台面的平行度。（ 4） X坐标方向移动时工作台面 T型槽侧面的平行度。（ 5）主轴的轴向窜动。（ 6）主轴孔的径向跳动。（ 7）主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度 。（ 8）主轴回转轴线对工作台面的垂直度。（ 9）主轴箱在 Z坐标方向移动的直线度。 定位精度 检测 内容 ： （ 1）各直线运动轴的定位精度和重复定位精度；（ 2）直线运动各轴的反向误差；（ 3）直线运动各轴机械原点的复归精度；（ 4）回转运动的定位精度和重复数控车床定位精度；（ 5）回转运动的

12、反向误差；（ 6）回转轴原点的复归精度。 切削精度检测内容：车削棒料试件测试切削精度。棒料试件要求包含多种开头，如：圆柱面、锥面、球面等。 2.1.3 、 数控系统的检测 数控系统的检测是对于其指令与实际加工情况是否吻合的 一项重要检测内容。数控系统的检验主要是由厂家调试时使用的考机程序来进行，由此程序来体现出系统性能。数控系统功能决定着车床各性能指标，影响着机床的运行 。 2.1.4、数控车床检测的意义 数控机床加工的零件质量在很大程度上取决于机床自身的性能，但机床本身西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 8 页 共 31 页 的各种问题都可能导致加工零件的质量不合格。一般都是在零件

13、加工后进行质量检查，但发现问题，想对由零件加工质量造成的废品进行修复已为时过晚，而且会导致长时间的停机，使得制造成本大大增加。领翔的解决办法是对机床定期进行检测，使其保持应有的精度。 影响加工中心位置 精度的有关因素是： 1、 CNC 装置采用算法的精度， 2、伺服系统检测装置的分辨率， 3、伺服电机的不灵敏区， 4、机械传动元件的间隙和弹性变形， 5、滚珠丝杠螺距误差的变化， 6、滚珠丝杠支承系统的净、动柔度， 7、导轨副的摩擦力 8、温度的变化等。在上述因素中 1， 2， 3 项是基本不变的，而 4， 5， 6， 7， 8项是变化的。 目前，加工中心采用的数控系统均有误差补偿功能，在有限的

14、范围内可以对伺服进给系统的间隙和螺距的误差进行一定的补偿来提高加工中心的位置精度。因此，对于一台刚出厂的加工中心而言，出厂前制造厂对其位置精度已经用双频 激光干涉仪进行了必要的检测与补偿，使其达到精度要求。然而，对于一台使用了多年的加工中心由于磨损的客观存在，机械传动元件的间隙、导轨副的间隙必然加大，滚珠丝杠螺距误差的补偿值不可避免的也已经发生了变化。毋庸讳言，所有这些变化导致加工中心原有的位置精度已经不在产品刚出厂时的状态或者说已经丧失，使得加工中心的加工精度大打折扣。这一点必须引起加工中心用户的高度重视。 2.2、 数控车床 的调整 2.2.1 机械系统的调整 机械系统的要达到的要求： 1

15、、高静、动刚度 2、良好的抗振性 3、高灵敏度 4、热变形小 5、 高精度保持性和高可靠性 调整内容：主轴部件的结构与调整、进给运动部件的调整、自动换刀装置的调整、位置检测装置的调整、床身导轨的调整。 回转运动部件： 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 9 页 共 31 页 分度工作台：按最小角度的整数倍分度 回转工作台；回转进给运动，实现任意角度分度及控制 多齿盘分度工作台的调整 加工中心回转工 通过 作台的调整 主轴跳动 或圆度不合格 可 通过 主轴卡头重新装配或车 卡头来实现精度调整。 滚珠丝杠螺母副的调整： 重复定位精度可通过调整丝杠间距获得精度 ，下面介绍了一种调整方法。

16、垫片调整法（ 如图 ） 垫片调隙是调整垫片厚度使左右 两螺母产生轴向位移，即可消除间隙和产生的预紧力。这种方法简单，刚性好，但调整不便，滚道有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧。 放大左螺母右螺母丝杠垫片图 2-2.1 滚珠丝杠螺母副的预紧 预紧力计算公式： max3/1 FFv 进给传动系统部件的调整 数控机床进给传动系统的布置形式： 水平布置和垂直布置 水平布置和普通车床布置形式相同，大多采用滚珠丝杠代替滑动丝杠，其形式有：一端装推力轴承、两 端装推力轴承、一端推力轴承，另一端深沟球轴承、西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文 第 10 页 共 31 页 两端推力轴承及深沟球轴承。 数控车

17、床与普通车床进给系统结构布置的不同之处； 1） 数控机床进给传动链首端件是伺服电动机 2） 垂直布置的进给传动系统结构中，设置有制动装置 3） 齿轮副采用了消除齿轮啮合间隙结构 自动换刀装置的调整 自动换刀装置的形式； 刀库式和机械手式自动换刀装置 刀库类型有：转塔式，圆盘式，链式，格子盒式。机械手类型有单臂式和回转式单臂双手。 根据自动换刀装置的类型做相应的调整。 刀塔精度根据后方电机和刀塔装配位置调整。 床身导轨的调整 床身需要稳定的机床基础， 否则精度调整无法进行。在机床安装时要做好机床地基，并经过一段时间的保养使其稳定。 导轨需要保持润滑，防止磨损锈蚀。调整床身的水平度和机床主要几何精

18、度，主要运动部件与主机的相对位置。 2.2.2、 数控车床位置精度 的调整 目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准 ISO230-2或国家标准 GB10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高 加工精度的必要途径。 一、反向偏差 在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件（如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等）的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反