JB T 10793.2-2007 高精度加工中心.第2部分 立式机床.精度检验.pdf

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1、ICS 2504010J54备案号：21 867-2007 J B中华人民共和国机械行业标准JB，T 1 079322007同 精度加工中心第2部分：立式机床精度检验High precision machining centersPart 2：Accuracy tests for machines with vertical spindle20071 008发布 20080301实施中华人民共和国国家发展和改革委 员会发布目 次JB，r 107932_2007前言llI1范围12规范性引用文件13一般要求14几何精度检验441线性运动的直线度442线性运动的角度偏差743线性运动间的垂直度10

2、44主轴。1345工作台或托板1846平行于z轴线的附加轴线225定位精度和重复定位精度检验2451线性轴线的定位2452回转轴线的定位266工作精度检验一2761试件的型式2762试件的定位2763试件的固定2764工作精度的检验28附录A(规范性附录)工件夹持托板的定位精度和重复定位精度检验33A1概i苤33A2轴线命名33A3机床上各个托板的重复定位精度33A4与机床关联的一组托板的定位精度34图1机床结构型式图3图A1检验工具安装位置图。33表1高精度立式加工中的结构型式分类2表2试件的型式、规格和标志27表A1各个托板的重复定位精度35表A2一组托板的定位精度36刖 罱JB，r 1

3、07932-2007JBT 10793高精度加工中心分为如下三个部分：第1部分：卧式机床精度检验；第2部分：立式机床精度检验：第3部分：技术条件。本部分为JBT 10793的第2部分。本部分的附录A为规范性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国金属切削机床标准化技术委员会(SACTC 22)归口。本部分起草单位：北京机床研究所、交大昆机科技股份有限公司、北京铣床研究所，中捷机床有限公司、宁江机床集团公司。本部分主要起草人：张维、唐其寿、胡瑞琳、许立亭、钱文明、周斌成。本部分为首次发布。高精度Jj叱-r中心第2部分：立式机床精度检验1范围JB，r 10793的本部分规定了高精度立式加

4、工中心的几何精度、位置精度、工作精度检验的要求及方法。本部分适用于基本上具有四个数控轴线，其中三个线性轴线(x、y、z)行程至2000mm和一个回转轴线(B)的高精度立式加工中心。线性轴线行程大于2000mm的高精度立式加工中心也可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过JBT 10793的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBI534212006可转位面铣刀第l部分：套式面铣刀(ISO 646

5、2：1983，MOD)GBT 534222006可转位面铣刀第2部分：奠氏锥柄面铣刀GBT 534232006可转位面铣刀第3部分：技术条件GBT 1742111998机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度(eqvISO 2301：1996)GBT 1742122000机床检验通则第2部分：数控轴线定位精度和重复定位精度检验(eqv ISO2302：1997)ISO 85251：1990机床通用部件名义尺寸至800mm的工件随行托板ISO 85252：1990机床通用部件名义尺寸大于800mm的工件随行托板3一般要求31本部分中的所有线性尺寸，偏差和相应的允差的单位为毫米，

6、角度偏差和相应的允差一般用比值表示，但在有些情况下为了清晰也用微弧度或角秒表示，表达式的等效关系如下：00101000=10lO_6=1 0lId2732使用本部分时应参照GBfr 174211，尤其是机床检验前的安装、主轴和其他运动部件的升温、检验方法和检验工具的推荐精度。机床的安装水平和环境温度宜符合下列要求：参照GBT 174211一1998中31调整机床安装水平，水平仪在纵向和横向的读数均不超过制造厂的规定；检验时，环境温度应保持在20C2内，机床和检具在测量环境中放置足够长时间(不宜少于12h)，以确保检验前达到稳定状态。33本部分所给出的检验项目的顺序并不表示实际检验顺序。为了装拆

7、检验工具和检验方便起见，可按任意次序进行检验。34检验机床时，根据结构特点并不是必须检验本部分中的所有项目。为了验收目的而要求检验时，可由用户取得制造厂同意选择一些感兴趣的检验项目，但这些项目应在机床订货时明确提出。35本部分在检验项目中指出的检验工具仅为举例。可以使用相同指示量和具有至少相同精度的检验工具。指示器应具有0001mm或更高的分辨率。36为简明起见，本部分的几何精度检验项目仅附一种结构型式的机床简图。JBT 1 07932-200737对于带有几个托板工作的的机床，涉及到托板的固有几何特性或与机床轴线有关的运行状态的检验(检验项目G15G18)，如果在机床订货协议中没有明确规定，

8、仅对锁紧在工作位置上的任意一个代表性托板进行。托板的定位精度和重复定位精度的检验见附录A。38当软件设备可用来补偿某些检验项目偏差时，按用户和制造厂的协议，可在使用或不使用这些补偿的情况下进行相关项目的检验。当使用软件补偿时，宜在检验项目中标明。39本部分中的机床按照它们的结构和沿线性轴线运动的部件，划分为12种基本结构型式。这些结构型式分别用数字Ol至12标明。其结构型式分类见表1”，结构型式见图1。310本部分推荐用一种短代码的标志来表示机床的结构型式，这种标志由下列部分给定的顺序组成：a)“高精度加工中心”；b)本部分标准编号；c)字母“v”代表“立式”；d)图1中相应框图和表1序号栏内

9、标明的数字。示例：工作台沿聃自线运动、立柱沿蚺线运动、主轴箱沿z轴线运动的高精度立式加工中心的标志为：高精度加工中心JB，r 107932型式V07311 当实测长度与本部分规定的长度不同时，则规定的允差值应根据GBI174211一1998中2311的规定按能够测量的长度折算。折算结果小于0002nlln时，按0002mmSt。表1 高精度立式m-r中的结构型式分类序号 X X y y Z Z01 滑鞍上的工作台 工作台滑鞍 主轴箱02 立柱 工作台 主轴箱03 滑鞍上的工作台 工作台滑鞍 升降台04 工作台滑鞍 滑鞍上的工作台 主轴箱05 滑鞍上的立柱 立柱滑鞍 主轴箱06 升降台 主轴箱

10、升降台滑鞍07 工作台 立柱 主轴箱08 立柱滑鞍 滑鞍上的立柱 主轴箱09 升降台滑鞍 主轴箱 升降台10 工作台 横梁上的主轴箱滑板 滑板上的主轴箱11 龙门 横梁上的主轴箱滑板 滑板上的主轴箱12 主轴箱滑板 横梁上的主轴箱 升降台21)一些立式加工中心的结构型式与型式V10(龙门式)和型式Vll(门架式)类似，但只有一个立柱。JB厂r 1079322007也适用于它们。在这种情况下，必要时应修改条文，用术语“立柱”代替“龙门”或“门架”，术语“摇臂”代替“横粱”。,IBT 1 07932-20070l 02 03腋人一 恳 鼹介婚05葡人一 酚 谴渤偷岁2 黔 懑渤10痧岁 影 醪图1

11、机床结构型式图34几何精度检验4。1线性运动的壹线度检验项目列街线运动的直线度a)在乃，垂直平面内b)在，水平面内。G1简图Z辩a)和b)X500 0004500500800 800t1250 12502000双向定位精度A 0005 O侧 0008 Q010单向定位精度Af和A1 0004 0005 O，006 O008双向重复定位精度R O003 0004 O005 0006单向重复定位精度Rf和Rl O002 0002 0003 0004轴线反向差值B 0，002 0002 0003 0003平均反向差值百 O002 0002 0002 0002双向定位系统偏差E 0004 0005 0

12、006 0007单向定位系统偏差Ef和El 0002 O002 0004 0005轴线的平均双向位置偏差范围f 0002 0003 0004 0005注：当机床的辅助轴线(如：滑动主轴、滑枕等)为数控轴线时，其允差由用户和制造厂协商确定。检验工具激光干涉仪或具有类似精度的其他测量系统检验方法参照GBT 1742111998、GBT 1742122000的有关条文和备注GBT 1742111996中A13、GBT 174212_2000中432在检验过程中，三个基本线性轴线中的非检验轴线的运动部件，应尽可能置于其工作行程的中间位置，否则应置于影响测量偏差最小的位置处。当机床具有滑动主轴、滑枕等辅

13、助轴线时，应保持在缩回位置。检验程序和结果的表达应符合GB,T 1742122000中第4章、第5章和第7章的有关规定。M2检验项目线性轴线的定位精度和重复定位精度(行程大于2000mm)允差项 目 2000轴线反向差值口 0003+(测量长度每增加1000，允差增加0002)双向定位系统偏差E 0007+(测量长度每增自fll000，允差增加0 003)轴线的平均双向位置偏差范围M 0005+(测量长度每增加1000，允差增加0 002)注：当机床的辅助轴线(如：滑动主轴、滑枕等)为数控轴线时，其允差由用户和制造厂协商确定。检验工具激光干涉仪或具有类似精度的其他测量系统检验方法参照GBT 1

14、74211一1998、GBT 1742122000的有关条文和备注GB,rr 1742111996中A，13、GB,-r 1742122000中4，3，3在检验过程中，三个基本线性轴线中的非检验轴线的运动部件，应尽可能置于其工作行程的中间位置，否则应置于影响测量偏差最小的位置处。当机床具有滑动主轴、措扰等辅助轴线时，应保持在缩回位置。对测量轴线的每个方向的目标位置进行一次单向趋近在全行程上进行检验。2000mmjE常工作范围内的检验，按GBT 1742122000中4 32的规定进行，其允差按M1项的规定。2000mm正常工作范围由用户和制造厂协商确定。检验程序和结果的表达应符合GBT 174

15、2122000中第4章、第5章和第7章的有关规定。52回转轴线的定位M3检验项目回转轴线的定位精度和重复定位精度(行程至360。)允差项 目双向定位精度A 7”单向定位精度Af和Al 6”双向重复定位精度R 4”单向重复定位精度Rf和Rl 2”轴线反向差值B 3”平均反向差值百 2”双向定位系统偏差E 5”单向定位系统偏差Ef和EI 3”轴线的平均双向位置偏差范围M 3”检验工具带分度工作台的激光角度干涉仪、带多角棱镜的自准直仪或具有类似精度的其他测量系统检验方法参照GBT 1742111998、GBT 1742122000的有关条文和备注GB，r 1742111996中A13、GBfr 17

16、42122000中434当使用分度工作台时，使其回转轴线平行并靠近被检回转轴线。检验程序和结果的表达应符合GBT 1742122000中第4章、第5章和第7章的有关规定。6工作精度检验61试件的型式在本部分中提供了三种试件型式，其中两种试件型式各具有两种规格。试件的型式、规格和标志见表2。表2试件的型式、规格和标志型 式 公称规格 标 志160 试件JB，r 10793 2-A160A轮廓加工试件320 试件JB，r 107932A32080 试#mT 107932B80B端铣试件160 试件JBT 107932-B160原则上在验收时每种试件应仅加工一件。在特殊要求的情况下，例如机床的性能统

17、计评定，可按制造厂和用户的协议确定加工试件的数量。62试件的定位试件的定位位置应根据制造厂和用户的协议规定。当无特殊要求时，试件应近似定位于蹴线行程的中间位置，并沿y轴线和z轴线在适合于试件和，或夹具定位及刀具长度的位置处放置。63试件的固定试件应适当安装在专用的夹具上，以达到刀具和夹具的最大稳定性。夹具和试件的安装面应平直。应检查试件安装表面与夹具夹持面的平行度。对于轮廓加工试件，应使用适合的夹持方法以便能贯穿和加工中心孔的全长。建议使用埋头螺钉固定试件，以避免刀具与螺钉发生干涉。也可选用其他等效的方法。试件的总高度取决于所选用的固定方法。64工作精度的检验P1检验性质轮廓加工检验包括在五个

18、孔的点位加工和镗削，以及不同轮廓上的一系列精加工。用来检查不同运动条件下的机床性能，即仅一个轴线进给、具有不同进给率的两轴线线性插补、一轴线进给率非常低的两轴线线性插补和圆插补。检验通常在矗砰面内进行。试件尺寸单位：mm公称尺寸f p 口320 280 50 220 100160 1柏 30 1lO 52试件的最终形状(如简图所示)应由下列加工形成：a)通镗位于试件中心直径为p的孔；b)加工边长为瑚外正四方形和边长为m的正四方形底座；c)加工正四方形上面边长为q的菱形(倾斜印。的正四方形)；d)加工菱形上面直径为g减去2mmf1深为6ram的圆；e)加工正四方形上面角度为3。或正切值为0 05

19、且深为6mm的倾斜面；f)镗削直径为26mm(或较大试件上的43ram)的四个孔和直径为28mm(或较大试件上的45ram)的四个孔；加工时，直径为26ram的孔沿轴线的正向趋近，直径为28ram的孔沿轴线的负向趋近。这些孔定位于距试件中心为r。因为是在不同的轴向高度加工不同的轮廓表面，因此应保持刀具与下表面平面离开零点几毫米的距离以避免面接触。如果轮廓加工试件被加工多次，使外形尺寸相应减小，孔径相应增大，当试件用于验收目的时，建议选用最终的轮廓加工试件应符合本部分中规定的尺寸，以便如实反映机床的切削精度。如果轮廓加工试件被重复使用时，其特征尺寸应保持在本部分所给出的特征尺寸的10以内。当试件

20、再次使用时，在进行新的精切试验前，应进行一次薄层切削，以清理所有的表面。切削条件试件的材料和切削刀具及切削参数应按照制造厂与用户的协议选取，并应记录下来。试件材料(推荐)：铸铁，HT200；硬铝，LYl2。毛坯：毛坯的低部为正方形底座，该底座边长为m，高度由安装方法确定。刀具(推荐)：可选用直径为32mm的同一把立铣刀加工轮廓加工试件的所有外表面。切削参数(推荐)：切削速度：对于铸铁件约为50mmira对于铝件约为300mrain。进给量：约为o05mm齿0Imm齿。切削深度：所有铣削工序在径向切深应为02mm，对于平面铣削工序b)、c)和d)在轴向深度约为6mm。JB/f 10793.2,2

21、007 Pl （续）简自自a）火规格轮廓加工试件b）小规格轮廓加工试件29 P1(续)检验项目单位：mm允 差项 目 公称规格 公称规格 检验工具f=320 f=160A基准孔a)0004a)圆柱度 a)0006 a)坐标测量机b)004b)孔轴线对基准A的垂直度 b)006 b)坐标测量机B正四方形c)边的直线度 c)0006 c)0004 c)坐标测量机或平尺和指示器d)相邻边对基准口的垂直度 d)0008 d)0004 d)坐标测量机或角尺和指示器e)相对边对基准口的平行度 e)0008 e)0004 e)坐标测量机或高度规或指示器C菱形f)边的直线度 f)0006 f)0004 f)坐

22、标测量机或平尺和指示器g)四边对基准口的倾斜度 g)0008 g)0004 g)坐标测量机或正弦规和指示器D圆h)圆度 h)0010 h)0008 h)坐标测量机或指示器或圆度测量仪i)外圆和基准孔c的同心度 i)西0010 i)加010 i)坐标测量机或指示器或圆度测量仪E斜面j)面的直线度 j)0006 j)0004 j)坐标测量机或平尺和指示器k)斜面对基准口的倾斜度 k)0008 k)0004 k)坐标测量机或正弦规和指示器F镗孔n)孔相对于基准孔c的位置度 n)dO020 n)020 n)坐标测量机o)内孔与外孔D的同轴度 o)008 o)008 o)坐标测量机或圆度测量仪1如果可能

23、，应将试件放在坐标测量机上进行测量。2对于直边(正四方形、菱形和斜面)的检验，为得到直线度、垂直度和平行度的偏差，测头至少在1卟点处触及被测表面。3对于圆度(或圆柱度)检验，当测量为非连续性时，则至少检查15个点(圆柱度在每个测量平面内)。建议圆度检验最好采用连续测量。检验记录应记录下列信息：a)试件的材料和标志：b)刀具的材料和尺寸；c)切削速度；d)进给量：c)切削深度；f)斜面3。和acrt问的选择。JBr 1 07932_2007P2检验性质端铣加工检验通过两次走刀精铣端面时的平面度，两次走刀重叠约为直径的20。通常该试验是通过沿商由轴线的纵向运动和沿y轴轴线的横向运动来完成的，但也可

24、按制造厂和用户间的协议用其他的方法来完成。试件尺寸两种试件尺寸和有关刀具的选择由制造厂规定或按制造厂与用户的协议。在表中，试件表面宽度是刀具直径的16倍，用80刀具直径两次走刀来完成试件表面宽度的切削。为了使两次走刀的切削宽度近似相同，第一次走刀时刀具伸出试件表面约20刀具直径，第二次走刀时刀具应伸出试件另一边约lmm(见简图)。试件长度应为宽度的125倍16倍。试件表面宽度w 试件表面长度L 切削宽度W 刀具直径刀具齿数nm80 100130 40 50 41印 200250 80 100 8简图崩美量舄， 、。 R釜 J蠊f 一 R姑 ? 垛一端铣加工走刀图31舢1 07932_2007P

25、2(续)切削条件试件材料：检验本项目时，对试件材料未做具体规定。刀具：采用可转位面铣刀(见GBff 5342153423)。刀具安装时应符合下列公差：径向跳动0 02ram；端面跳动O03mm。切削参数：当使用铸铁件时，可参见上述切削参数。当进给速度为300ramrain时，每齿进给量约为012mm，切削深度不应超过O5mm。如果可能，在切削时，垂直于被加工表面的轴线(通常为z轴轴线)应锁紧。毛坯：毛坯底座应具有足够的刚性，并适合于夹紧到工作台或托板或夹具上。为了使切削深度尽可能恒定，精切前应进行预切削加工。检验项目单位：mm允 差项 目 公称规格 公称规格 检验工具f=320 f=160精加

26、工表面的平面度o012 08允差垂直于铣削方向的直线度检验反映出两次走刀重叠的影响，而平行于铣削方向的直线度检验反映出刀具出、人刀的影响。检验记录按本部分的要求进行的检验，应尽可能完整地将下列信息记录到检验报告中：a)试件的材料和尺寸；b)刀具的材料和尺寸：c)切削速度；d)进给量；e)切削深度。附录A(规范性附录)工件夹持托板的定位精度和重复定位精度检验A1概述本附录规定了单台高精度加工中心上一组工件夹持托板(以下简称托板)的定位精度和各个托板的重复定位精度的要求及检验方法。注：本附录不适用于高精度加工中心制造系统的托板。A2轴线命名本附录中使用了一些通用字母，这些字母的含义表示如下：M和朦

27、示机床的水平轴线。在托板的趋近方向功能中，对立式加工中心，M和则是指列曲和y轴(或y轴和硝由)轴线；P表示机床的垂直轴线。对立式加工中心，P则是指z轴轴线；尺表示托板的回转轴线。对立式加工中心，R则是指c轴轴线；沩与托板有关的顺序号；_为与趋近有关的顺序号；k为在公式中用来表示各个轴线M、N、P和R的通用字母。A3机床上各个托板的重复定位精度A31 检验工具的安装检验工具的安装如图A1所示。在托板基准槽中放置量块，在托板台面上紧贴量块放一角尺。如果托板用于固定工件或夹具的基准不同(女NSO 85251：1990和ISO 85252：1990中所示的定位孔或侧面定位块)，则检验工具一定要放在相同

28、的基准位置上。检验工具1、2和4应尽可能置于托板的中心线上。尸图A1 检验工具安装位置图南A32检验方法除托板的运动轴线外，其余轴线均应锁紧。在托板夹具用的定位基准上，固定一专用夹具或角尺(或其他检验工具)，每个托板的检验工具应固定在相同的位置处。指示器应固定在不影响装卸托板的位置。为防止测头与检验工具直接接触，则可用每次放置在检验工具和测头之间的量块来测取读数。仅在第一个托板第一次定位趋近时将指示器调零。每个托板装卸(自动交换)五次而不重调指示器，并记录指示器的五个读数。不同方向上的偏差8按A43从各个读数求出。注：口幽l差也可借助自准直仪来测量，只要反射镜放置在不同托板相对于夹具用定位基准

29、的相同位置处。各个托板的重复定位精度误差分别计算。误差以指示器读数的最大差值计。A33从各个读数计算偏差的公式日为指示器的读数，w为托板沿(或绕)每个轴线的重复定位精度，偏差值按下式从各个读数求出。dM=1aN：a24P=口4aR=(42一a3)ld啄2(锄一)ik一(嘶)ik式中：卜_托板顺序号；卜一定位趋近顺序号；卜一M、P和R(即x、Y、z和C)。A34允差L500 Wx、Y、z=0003500L800 Wx、Y、z=0004800L1250 Wx、Y、z=00051250L2000 Wx，Y，z=0006在任意长度L上 WR=000511000注：为托板短边长度。A35检验工具指示器、

30、量块、角尺或专用夹具，或具有相同测量效果的其他检验工具。A36误差评定在本附录中重复定位精度不采用GBT 1742122000中4s(四倍标准不确定度的估算值)的范围表示，而是用最大读数和最小读数间的范围w表示。A37实测偏差记录各个托板的重复定位精度实测偏差及误差计算的记录表格示例见表A1。表中和表头应按A2和图A1标记出通用字母与机床实际轴线相对应的关系。A4与机床关联的一组托板的定位精度A41检验工具的安装因为此项检验的结果是利用上述检验时所测取的读数来确定，因此检验工具的安装同A 31。A42计算偏差的公式n为指示器的读数，A为一组托板沿(或绕)每个轴线的定位精度，偏差值按下式从各个读

31、数求出：也=(珥妇x)r(o“珊i11)k表A1 各个托板的重复定位精度jBtr 1 07932_2007托板f- d； 托板净 d=定位顺序 dl 口2 m d2一啦 定位顺序 口1 a2 口d日2一毋d da3 a3(M) (N) (P) (R) ， (M) (N) (P) (R)l 12 23 34 45 5() ()I() ()t Wk注：对于立式加工中心，M、N、P、明0对应的是x、Y、Z、c轴线。通常情况下，两个i值和两们值不同。特别是如果上述公式中4的最大值和最小值是属于同一个i托板，那么对于具体的K个轴线来说就意味着：Ak=帆oA43允差L500 Ax、Y、z=0006500L

32、800 Ax Y、z=0008800L1250 Ax Y、z=O0101250L一2000 Ax Y、z=O013在任意长度L上 AR=O01011000L为托板短边长度。A44检验工具指示器、量块、角尺或专用夹具，或具有相同测量结果的其他检验工具。A45检验方法检验方法同A32。一组托板的定位精度误差利用上述检验时所测取的读数按42分别计算。误差以该组托板指示器读数的最大差值计。A46实测偏差记录一组托板的定位精度实测偏差及误差计算的记录表格示例见表A2。表中和表头应按A2和图A1标记出通用字母与机床实际轴线相对应的关系。表A2中o“。和8hm的单个数值应取自表A1中第i个托板相应的M、N、P和R栏。表A2一组托板的定位精度M= N= D= R=d aO?Vimln d州艇 口iyNmm abmwax 口m dbm (11Tn12345678910dhhm dMmln 口Nfn缸 口Nm dPT dPmln dR一 口RmbAM= AN= A-= “=