CNS 15077-7-2007 Test conditions for machining centers - Part 7 Accuracy of finished test piece《切削中心机之检验条件－第7部：精加工之试件精度》.pdf

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1、1 印月968月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 25.040.10 B7300-715077-7經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 968月21日 月日 (共10頁)切削中心機之檢驗條件第 7 部： 精加工之試件精度 Test conditions for machining centers Part 7： Accuracy of finished test piece 1. 適用範圍：本標準適用於 CNS 14635無負載或精加工情況下工具機運轉之幾何精度 ，規定精加工情況下標準試件之一系列切削檢驗，以及試件本身之特性與尺度。本標準提供評估機器

2、切削精度之最低要求，不同或更嚴謹、費用更高之檢驗可在供應商或製造商與使用者協議下進行。 2. 引用標準：下列標準經由本文之引用而構成本標準之規定。在本標準出版時此等版本皆為有效。建議參考本標準時應隨時探討引用下列標準應為最新版本之可能性。 CNS 14635無負載或精加工情況下工具機運轉之幾何精度 ISO 6462： 1983 Face milling cutters with indexable inserts Dimensions 3. 預備事項 3.1 量測單位 本標準所有之線性尺度、偏差與相對許可差皆以 mm 表示，角度大小以度表示，角度偏差與相對之許可差則以百分比表示，但在該情況 下

3、可採用微弳度 (rad)或弧秒 (arc-seconds)予以清楚表示。 應隨時記住下列表示式之對等關係： 0.010/1000 = 1010-6= 10 rad 2 3.2 CNS 14635 之引用 應用本標準時應依 CNS 14635 之規定，特別是檢驗前機器之安裝、主軸和其他移動組件之暖機、量測方法之敘述及檢驗設備之建議精度。 3.3 檢驗程序 本標準內所規範之檢驗並未規定實 際之檢驗順序。為使儀器之安裝或檢測易於進行，所有檢驗可依任何順序為之。 3.4 檢驗之進行 在檢驗機器時，不需進行本標準內 敘述之所有檢驗。例如進行驗收目的之檢驗時，即依使用者與供應商或製造商 間之協議而選擇有關

4、組件或欲了解機器性能之相關檢驗。以此等檢驗為樣本， 提供精度檢驗之批量大小，皆應在訂購機器時清楚陳述。僅參考本標準為驗收 檢驗，未指定所欲進行之檢驗以及相關費用之協議，對簽約之任一方不具約束力。 2 CNS 15077-7, B 7300-7 3.5 量測儀器 在本標準中所敘述之檢驗其所使用之量測儀器僅為範例，可量測同樣數量且具有同等級精度以上之其他儀器皆可採用。但針盤指示錶須具有 0.001 mm 之解析度。 4. 試件之型式 本標準中可採用下列兩種型式試件，每一種型式皆有兩種尺度。其特定試件之型式、尺度與稱呼如表 1 所示。 表 1 試件之型式、尺度與稱呼 單位： mm 型式 標稱尺度 稱

5、呼 A 定位與輪廓用試件 160 320 試件 CNS 15077 7 A160 試件 CNS 15077 7 A320 B 面銑試件 80 160 試件 CNS 15077 7 B80 試件 CNS 15077 7 B160 原則上進行驗收目的之檢驗時，每種型式應只加工一件工件。若有特殊需求時，例如進行機器性能之統計評估，供應商或製造商與使用者間可協議進行更多試件之加工。 5. 試件之位置 試件應置於在趨近 X 軸之行程中點處，試件置於遠端位置時，僅在供應商或製造商與使用者同意下方可採用。且 Y 與 Z 軸之位置應選在試件、夾具及刀具長度合適之位置處。 6. 試件之固定 試件應易於固定在適當

6、夾具上，達最大刀具與夾具之穩定度。夾具與試件之安置表面應平坦，輪廓平面與試件之夾持表面之平行度須檢驗。應採用適當之夾持方式以允許刀具之穿透 (breakthrogh)及中心孔之全長切削加工。建議將試件以錐孔或埋頭孔 (counter sink/counterbore)螺栓固定在夾具上，以確保後續之加工不會與螺栓產生干涉，其他可行之方法也是可以採用之。試件之總高度依其所選用之固定方法而異。 7. 試件之材料、刀具修整 (tooling)與切削參數 試件之材料與切削刀具及切削參數依供應商或製造商與使用者間之協議而定，並應予以記錄下。建議之切削參數詳述於第 9 節與第 10 節。 8. 試件之尺度

7、如果輪廓試件以連續減少外部尺度及增加直徑方式經過多次加工後，進行驗收目的之檢驗時，最終輪廓試件應符合本標準所規定之尺度，以呈現該機器之切削精度。 如果輪廓試件是先前之切削檢驗成品之再使用時，其特性尺度應保持在本標準所規定數值之 10%以內。當試件再使用時，應在另一精加工 (finishing)檢驗切削進行前先進行淺切削清理其表面。 建議將機器之型式與序號，檢驗日期，軸之名稱與其方向標示在輪廓試件上，並與機器一併運送提供參考用。 3 CNS 15077-7, B 7300-7 9. 定位與輪廓之加工用試件 (型式 A) 9.1 通則 此項檢驗包含 5 個孔洞之定位與搪孔以及對不同輪廓之一系列精加

8、工，以檢驗該機器在不同運動條件下之性能， 例如只有單一軸進給，兩軸之線性插值與圓弧插值。 本項檢驗通常是在 XY 平面上進行，以下之標示情況是參照此方式為之。當能使用萬向頭 (universal head)時，此項檢驗也可在其他平面以類似之方式進行。 9.2 尺度 在本標準內之輪廓試件有兩種尺度可選用，其尺度如表 2 所示。 表 2 試件尺度 單位： mm 標稱尺度 l m p q r 320 280 50 220 100 160 140 30 110 52 試件之最後形狀如圖 1 和圖 2 所示，應由下列加工方式產生： (a) 在試件之中心搪一個直徑 p 之穿透孔。 (b) 一個邊長 l 之

9、外部正方形與一個邊長 m 之正方形基座。 (c) 在正方形之上端面上有一個邊長 q 之菱形 (傾斜 75之正方形 )。 (d) 在菱形上端面上銑切直徑 q 2 mm 且高 6 mm 之圓柱。 (e) 在外部正方形之頂面兩邊之全長加工兩個高 6 mm 且與兩邊成 3或提供 0.05正切值之斜面。 (f) 4 個直徑 26 mm 之搪孔 (較大試件則為 43 mm)以及 4 個直徑 28 mm 之搪孔 (較大試件則為 45 mm)，直 徑 26 mm 之孔洞應以各軸之正方向接近，直徑 28 mm之孔洞則以負方向接近。此等孔洞之位置離試件之中心 r mm。 因為不同輪廓表面是在不同軸向高度處加工，應

10、將刀具保持接近在較低平面之表面並避免接觸。試件之整體高度依所選用之固定方法而異。 4 CNS 15077-7, B 7300-7 圖 1 較大之輪廓試件 單位： mm 備考：相對於 M 16 螺帽之固定尺度 5 CNS 15077-7, B 7300-7 圖 2 較小之輪廓試件 單位： mm 備考：相對於 M 10 螺帽之固定尺度 9.3 刀具 同一刀具可加工所有輪廓檢驗表面，其可使有刀刃 (cutting edge)為 35 mm 長且直徑 30 mm 之端銑刀。 9.4 切削參數 依第 9.3 節之刀具，建議採用下列切削參數。 9.4.1 切削速率 鑄鐵應為 50 m/min，鋁應為 30

11、0 m/min。 9.4.2 進給率 6 CNS 15077-7, B 7300-7 每刃為 0.05 mm 至 0.1 mm。 9.4.3 切削深度 對所有徑向銑切操作，應為 0.2 mm，而第 9.2 節之 (b)、 (c)和 (d)之軸向側面銑切操作應為 6 mm。 9.5 工件 (Blank)與前置作業 工件之下端面具有正方形基準面，其邊長為 m，且具有適當之高度，依其所選用之固定方法而異。固定螺栓之埋 頭塘孔應位於菱形邊與正方形基座之角落間之區域內，如圖 1 和圖 2 所示。工件應預先切削以達成切削深度應為固定值。 9.6 檢驗與許可差 適用於依本標準予以加工試件之檢驗與許可差，如表

12、 3 所示。 表 3 輪廓試件之幾何檢驗 單位： mm 許可差 標稱尺度 目標 320 160 量測儀器 中心孔 (a)圓柱度 (b)孔軸線與基準面 A之正方度 0.015 0.015 0.010 0.010 CMM CMM 正方形 (c)各側邊之真直度 (d)與基準面 B相鄰邊之直角度 (e)與基準面 B相對邊之平行度 0.015 0.020 0.020 0.010 0.010 0.010 CMM或直規與針盤指示錶 CMM或直角規與針盤指示錶 CMM或高度規與針盤指示錶 菱形 (f)邊之真直度 (g)與基準面 B間之 75角精度 0.015 0.020 0.010 0.010 CMM或直規與

13、針盤指示錶 CMM或正弦規與針盤指示錶 圓形 (h)真圓度 (i)外圓與內搪孔 (軸 )C之同心度 0.020 0.025 0.015 0.025 CMM或針盤指示錶或是真圓度量測儀器 CMM或針盤指示錶或是真圓度量測儀器 斜面 (j)面之真直度 (k)與基準面 B之角度精度 0.015 0.020 0.010 0.010 CMM或直規與針盤指示錶 CMM或正弦規與針盤指示錶 搪孔 (n)孔洞相對於內搪孔 C之位置 (o)內孔與外孔 D之同心度 0.05 0.02 0.05 0.02 CMM CMM或針盤指示錶或真圓度量測儀器 備考 1. 應將試件放置於 CMM 上做所需之量測 2. 量側面

14、(或正方形、菱形與斜面 )時，應在量 測表面以探針至少接觸量測 10點，以量取其真直度、直角度和平行度之偏差。 7 CNS 15077-7, B 7300-7 3. 做真圓度 (或圓柱度 )檢驗時，如無全周連續量測，則應在週邊量取 15 點值 (檢驗圓柱度時，每一量測平面要量 15 點 )，檢驗真圓度時，建議採用無濾波器之連續量測。 4. CMM 為三次元量測儀 (座標量測儀 )。 9.7 所須記錄之資料 依據本標準之要求進行檢驗時，應完整地收集下列資料並編寫於試驗報告中。 (a) 試件之材料與稱呼。 (b) 刀具之材料與尺度。 (c) 切削速率。 (d) 進給率。 (e) 切削深度。 (f)

15、 斜面之 3和 0.05 正切值間之選擇。 10. 面銑切試件 10.1 通則 此項檢驗之目的在檢查由兩次切削時，銑刀直徑重疊 20%之面銑精加工後之工件表面真平度 (flatness)。此項檢驗一般是在沿著 X 軸線做縱向移動，沿 Y 軸線做橫向移動情況下進行，若供應商或製造商與使用者同意，也可採用其他移動方式進行。 10.2 尺度 試件與相對應刀具尺度之選擇，由供應商或製造商與使用者協議之。表 4 中試件之面寬與銑刀直徑有關，以保持 1： 1.6 之比例，如此可提供銑刀直徑之 80%之兩次切削寬度。為了達成兩次銑切皆有相近之切削寬度，第一次切削時銑刀應突出試件面約 20直徑寬，第二次切削時

16、，銑刀應突出工件之另一邊約 1 mm，如圖 3 所示。試件之長度應為面寬之 1.25 倍至 1.6 倍間。 表 4 切削參數 面寬 W mm 面長 L mm 切削寬度 w mm 銑刀直徑 mm 刀刃數 80 100 130 40 50 4 160 200 250 80 100 8 8 CNS 15077-7, B 7300-7 圖 3 面銑檢驗之圖示 10.3 刀具 具有可分度嵌入 (indexable insert)之面銑刀，參考 ISO 6462。 10.4 切削參數 雖無指定試件之材料，採用鑄鐵時表 4 可提供尺度與切削參數之選用參考。 採用 300 mm/min 之進給率時，每刃之進給

17、應接近 0.12 mm 之常數值。切削深度不可超過 0.5 mm，垂直於加工表面之軸 (一般是 Z 軸 )在切削時應鎖住。 10.5 胚件 (Blank)與前置作業 胚件應有一個基準面以易固定於工件固定平台、托板式或夾具上，並提供足夠之剛性供臥式或立式之機器使用。胚件應經過切削以確保切削深度應為固定值。 安裝時，銑刀應符合下列許可差： (a) 偏轉 (run-out) 0.02 mm (b) 軸向偏轉 (camming) 0.03 mm 10.6 精加工表面之真平度許可差 對較小尺度之試件，加工表面之真平度偏差不大於 0.02 mm，較大尺度之試件則不大於 0.03 mm。垂直於銑切方向之真直

18、度之檢測，可顯示兩次切削之重疊影響性，平行於銑切方向之真直度之檢測，可顯示銑刀進入或離開工件之影響性。 10.7 應記錄之資料 依本標準之要求進行檢驗時，應完整收集下列資料並編寫於試驗報告中： (a) 試件之材料與尺度 (b) 刀具之材料與尺度 (c) 切削速率 (d) 進給率 (e) 切削深度 9 CNS 15077-7, B 7300-7 引用標準： CNS 14635 無負載或精加工情況下工具機運轉之幾何精度 ISO 6462： 1983 Face milling cutters with indexable inserts Dimensions 相關對應國際標準： ISO 107917

19、： 1998, Test conditions for machining centres Part 7： Accuracy of finished test piece 相關標準： ISO 1101： 1983, Geometrical Product Specifications(GPS) Geometrical tolerancing Generalities, definitions, symbols, indication on drawings ISO 230-1： 1996, Test code for machine tools Part 1： Geometric accura

20、cy of machine operating under no-loud or finishing condition ISO 6462： 1983, Face milling cutters with indexable inserts Dimensions 10 CNS 15077-7, B 7300-7 參考 中英名詞對照表 切削中心機 machining center 精度 accuracy試件 test piece 微弳度 micro radian 驗收 acceptance 夾具 fixture平行度 parallelism切削參數 cutting parameter 搪孔 bo

21、ring線性插值 linear interpolation圓弧插值 circular interpolation萬向頭 universal head面銑 face milling 偏轉 run-out真平度 flatness 精加工試驗 finishing test正弦規 sine bar菱形 diamond 許可差 tolerance 直角度 squareness 真直度 straightne針盤指示錶 dial gauge圓度 roundness 直規 straightedge同心度 concentricity真圓度 circularity圓柱度 cylindricity 重疊 overlapping錐孔 countersink 埋頭孔 counterbored 運動條件 kinematic condition 托板 pallet 固定平台 holding table