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数控机床的精度检测包括哪些方面?如何进行检测?

数控机床的精度检测主要涵盖以下几个重要方面:


  1. 几何精度检测
    • 检测内容:几何精度反映了机床在静止状态下的原始精度,包括各坐标轴的直线度、垂直度、平面度、平行度等。例如,机床工作台的平面度直接影响工件装夹后的水平度,进而影响加工平面的精度;X、Y 坐标轴之间的垂直度误差会导致加工直角时出现偏差。主轴的径向跳动和轴向窜动也是几何精度检测的重要指标,其大小会影响加工孔的圆度、圆柱度以及螺纹的加工精度等。

    • 检测方法:通常采用高精度的检测工具,如大理石平板、直角尺、千分表、激光干涉仪等。对于直线度检测,可以将千分表固定在主轴或工作台上,使工作台沿某一坐标轴移动,通过读取千分表的数值变化来确定直线度误差。垂直度检测则可利用直角尺与千分表配合,分别测量两个坐标轴方向上的垂直度偏差。激光干涉仪是一种更为先进和精确的检测设备,它通过发射激光束并测量反射光的干涉条纹变化,能够精确地测量出机床各坐标轴的定位精度、重复定位精度以及直线度等几何精度参数,其测量精度可达到微米甚至纳米级别。

  2. 定位精度检测
    • 检测内容:定位精度是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动到指定位置的精确程度。它包括定位误差、重复定位误差等指标。定位误差反映了机床实际到达位置与目标位置之间的偏差,而重复定位误差则体现了机床在多次重复定位到同一目标位置时的分散程度。例如,在加工一系列孔系零件时,定位精度直接决定了各孔之间的位置精度,如果定位精度不高,可能导致孔系的位置偏差超出允许范围,使零件报废。

    • 检测方法:常用的检测方法有标准块规测量法和激光干涉仪测量法。标准块规测量法是将块规放置在工作台上,通过数控系统控制坐标轴移动到指定位置,然后使用千分表或电感测微仪测量机床实际位置与块规尺寸之间的差值,以此确定定位精度。激光干涉仪测量定位精度时,通过在机床坐标轴上安装反射镜,激光干涉仪发射激光束并测量反射光的干涉信号,根据激光波长和干涉条纹的变化计算出坐标轴的实际位置,从而得出定位精度和重复定位精度的数值。

  3. 切削精度检测
    • 检测内容:切削精度是在机床实际切削加工条件下对机床综合加工精度的检验,它反映了机床在动态切削力作用下的精度表现。包括加工零件的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度等。例如,加工一个圆柱零件,检测其直径尺寸精度、圆柱度以及表面的粗糙度是否符合设计要求;对于平面加工,检查平面的平整度和表面质量等。

    • 检测方法:根据机床的类型和加工范围,选择合适的典型零件进行切削加工测试。如对于车床,可以加工一个轴类零件,通过测量加工后的轴径、长度、圆柱度等参数来评估切削精度;对于铣床,可以加工一个平面、台阶面或带有孔系的箱体类零件,使用量具(如卡尺、千分尺、粗糙度仪等)对加工后的零件进行全面检测,将检测结果与零件的设计图纸要求进行对比,判断机床的切削精度是否合格。


通过对数控机床上述几个方面精度的全面检测,可以及时发现机床存在的精度问题,并采取相应的调整、维修或补偿措施,确保机床始终保持良好的加工精度,满足生产加工的需求。


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