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1、第六章 机械设备修理精度检验,第一节 机械设备修理精度检验概述,一、修理精度标准,精度标准包括：几何精度和工件精度,几何精度：是指最终影响机床工作精度的那些零部件的精度。它包括基础件的单项精度、各部件间的位置精度、部件的运动精度、定位精度、分度精度和传动链精度等，是衡量机床设备精度的主要内容之一。,工作精度：是指机床设备在正常、稳定的工作状态下，按规定的材料和切削规范，加工一定形状工件所测量的工件精度。,机床修理中按几何精度和工作精度标准进行验收。,兰州职业技术学院 胡羽,二、检验方法和检验工具的应用,选择量具和量仪要考虑以下几点：,1)分度值、示值范围、测量范围、测量力等应符合被测对象的需要
2、。,2)示值误差、示值稳定性、灵敏度等应符合测量精度要求。量具和量仪因设计、制造、使用中磨损和测量方法所带来的误差的总称为测量极限误差。允许的测量极限误差lim与被测量对象公差按下式关系选择：lim=(13110)，测量精度高时，取较小值。,3)量具和量仪应适应被测对象的结构特点和环境条件，不应片面追求高精度。,正确地运用测量方法要注意以下几点：,1)要按各种量具和量仪说明书的要求和具体测量对象实行正确地操作。,兰州职业技术学院 胡羽,2)采取措施减小测量误差，主要是减小系统误差和剔除粗大误差。,主要措施如下：,设法减少和消除测量装置由于加工、装配和使用中安装不当造成的轴线倾斜。注意使其符合阿
3、贝原则。,阿贝原则：被测轴线与标准轴线重合或在其延长线上。,测量前校正量具和量仪的零位，或测量后的数据将零位误差剔除。,注意安装量具和量仪表面由于尺寸、位置的限制和表面不清洁造成的安置误差。,精密测量时，按量具和量仪检定的修正表或修正曲线将数据加以修正。,测量前使量具和量仪与被测机床等温，检验时防止光线、辐射热的影响。检验时间较长时，注意环境温度的变化。,兰州职业技术学院 胡羽,采用重复测量的方法，相应读数出现异常，应找出原因并消除，重新检验。有些移动的测量，记录数据后，移回初始位置，量仪应回零位(或相差在允许范围内)，否则重新测量。有时还用两次读数法，将往返测量中相应两次读数取平均值，可减小
4、测量误差。,3)在选择测量方法时，根据测量特点选择测量方法，减少其它误差对本项误差的影响。减少测量基准的转换。选择辅助基准时，应选精度高的配合面、作用稳定的表面。,4)精度检验标准中已规定了精度检验方法、测量基准、量具和量仪、测量应取的数据及处理方法、误差折算方法、减小测量误差的方法等，则应按标准规定来进行。同样，修理工艺文件中有相应规定时，也应遵照执行。,兰州职业技术学院 胡羽,三、机床精度检验中误差的特点,机床精度检验公差一般分为下面几类：,(一)试件和机床上固定件的公差,1.尺寸公差：主要用于试件尺寸、机床上与刀具或检具安装连接部位的配合公差，尺寸公差用长度单位表示。,2.形状公差：是限
5、制被测几何形状对理论几何形状的允许偏差。形状公差用长度或角度单位表示。,3.部件间的位置公差：位置公差是限制一个部件对于一条直线、一个平面或另一个部件的位置所允许的极限偏差，用长度单位或角度单位表示。在确定相对于一个平面的位置公差时，平面的形状误差应包括在公差之内。,兰州职业技术学院 胡羽,(二)适用于部件位移和运动精度的公差,1.定位公差：是限制移动部件上的一个点在移动后偏离其应达到位置的允许偏差。例如车床横向溜板在行程终点位置时，偏离其在丝杆作用下应达到的位置偏差。,2.运动轨迹形状公差：是限制一个点的实际运动轨迹相对于理论运动轨迹的偏差。该公差用长度单位表示。,3.直线运动方向公差：是限
6、制运动部件上一个点的轨迹方向与规定轨迹方向之间的允许偏差。该公差用角度单位表示，或在规定的测量范围内用连续的线性比值表示,(三)综合公差,综合公差：是若干单项偏差的综合，可以一次测得而无需区分各个单向误差值。,(四)局部公差,兰州职业技术学院 胡羽,在机床精度中，有时还规定了局部公差要求。一般形位公差，尤其是形状公差多规定在整个测量范围内。为了避免误差集中在一个较小的范围内，造成局部误差过大，机床精度的某些项目，对总公差附加一个局部公差,如车床精度标准中，导轨在垂直平面内的直线度，既规定了全长上的直线度公差，又规定了局部公差(如500mm长上的直线度公差)。,四、机床精度检验前的准备工作,1.
7、安装和调平工作-按机床使用说明书的要求，将机床安装在符合要求的基础上并调平，调平按使用说明书规定的项目和要求进行。,2.机床精度检验前应使其处于正常工作状态-按规定条件进行空运转，使机床的零部件(如主轴)达到适当的温度。,兰州职业技术学院 胡羽,3.有加规规定时，应按规定加载后进行检验。,第二节 机械设备几何精度的检验方法,一、主轴旋转精度检验,旋转精度包括径向跳动、周期性轴向窜动和端面跳动。,(一)径向跳动-表读数的最大差值为径向跳动误差,径向跳动公差:旋转表面某截面上各点轨迹的允许偏差,径向跳动公差包括：旋转表面的圆度(形状误差)，该表面的几何轴线相对于旋转轴线的徧摆(位置误差)，以及由于
8、轴颈表面或孔不圆而引起的旋转轴线的偏移(轴承误差)。,检验前要求：主轴充分旋转，达到机床正常运转的温度,1.外表面的检验,a.直轴-将表头垂直地触及被检验的旋转表面上，使主轴缓慢地旋转，测取读数。,兰州职业技术学院 胡羽,注意：要测两次，每次相对垂直90，取两次读数的平均值,b.锥轴-加一轴向恒定力，将表头垂直地触及被检验的旋转表面上，使主轴缓慢地旋转，测取读数。注意事项同直轴。,若锥度较大，要考虑轴向窜动量的影响,公式：,-锥度,兰州职业技术学院 胡羽,2.内表面的检验-当主轴内孔不能直接用表检验时，可在该孔内装入检验棒，将表头垂直地触及检验棒的圆柱面而进行检验。,注意：要测四次，第一次测A
9、点，第二次测B点，AB相距300mm，将检验棒旋转90度装入，第三次测A点，第四次测B点，取四次读数的算术平均值。,测A点第一次：相互垂直90度测，取两次平均值。,测B点第一次：相互垂直90度测，取两次平均值。,测A点第二次：相互垂直90度测，取两次平均值。,测B点第二次：相互垂直90度测，取两次平均值。,兰州职业技术学院 胡羽,(二)周期性轴向窜动,周期性轴向窜动:是在消除了最小轴向游隙的轴向压力作用下，旋转件旋转时，沿其轴线所作往复运动的范围。当轴向窜动保持在公差之内时，则认为该旋转件的轴向位置是不变的。,兰州职业技术学院 胡羽,方法：1.在测量方向上按规定加载一轴向恒力。2.表头垂直触及
10、前端面的中心，并对准旋转轴线。3.主轴慢速旋转，测取读数。,a.空心轴,装一根带有垂直于轴线平面的短检验棒，将球形测头触及该平面进行检验(图a),装入带球面的检验棒，平测头垂直于球面中心(图b),b.主铀带中心孔：孔中装入钢球，平测头垂直于球面中心(图c),兰州职业技术学院 胡羽,主轴检验时用一沿轴线方向加力和安放指示器的装置来检验(图6-5)。该装置也适用于丝杠和花盘的检验。对丝杠，可将开合螺母闭合，以溜板运动的阻力作为轴向力；对水平旋转的花盘以其自重作为轴向力。,注意：当表头无法触及轴线上时（图6-6），采用将表头放置在距轴线很小的距离处来测近似值轴向窜动量时，要测两次，两次的位置相隔18
11、0度，取两次平均值。,兰州职业技术学院 胡羽,(三)端面跳动,垂直于旋转轴线的平面的端面跳动公差：是指在被检平面规定的圆周上各点轨迹在轴向上的最大允许偏差。它包含了端面的形状误差，端面相对于旋转轴线的垂直度，径向偏摆和主轴的周期性轴向窜动，但不包括旋转件的最小轴向游隙。,方法：1.对主轴加载一轴向恒力2.轴轴旋转。3.表头垂直于被测表面（不可在中心）并读数。,注意：要测8个点，每个点相隔45度，取最大值。,兰州职业技术学院 胡羽,二、导轨直线度检验,导轨的直线度误差,水平面内的直线度,垂直平面内的直线度,通则规定：当一条规定长度线上各点到平行于该线总方向的两个相互垂直平面的距离变化均分别小于规
12、定值时，则该线段被认为是直的。导轨直线度分解如图68所示。,导轨直线度公差：是相对于连接被检线两端点的基准直线的最大允差。,兰州职业技术学院 胡羽,检验方法规定：长度小于或等于1600mm时，用平尺、水平仪或光学仪器检验；长度大于1600mm时，用水平仪或光学仪器(自准直仪、钢丝和显微镜)检验。,(一)水平仪检验法,1.检验方法a.调整整体导轨水平-将水平仪置于导轨中间和两端位置上，调整到导轨水平状态，使水平仪气泡在各处都能保持在刻度范围内。b.将导轨分成若干整段测量-头尾平稳的衔接，逐段检查并读数，并确定水平仪气泡的运动方向和水平仪实际刻度及格数。c.记录，填写“+”“-”号，按公式计算导轨
13、直线度误差。,兰州职业技术学院 胡羽,2.水平仪的读数,a.绝对读数法：气泡与水准管上的基准长刻度线相切时，读作“0” 偏向起端时读为“-”，偏离起端时读为“+”，或用箭头表示气泡移动的方向。,b.相对读数法：按照起点任一格读做“0”气泡运动一格计为1，再运动一格计为2。其正负读法同上。,注意：由于水平仪气泡长度受温度变化影响较大，在使用中应尽量避免温度变化，要远离热源，包括照明灯、手、呼吸等，因这些热源均有影响。在温度变化不可避免时，可采用平均读数法，即从气泡两端边缘分别读数，然后取其平均值。,兰州职业技术学院 胡羽,二、其它检验法,1.研点法-使用0级精度平尺拖研检验，常用于导轨加工后的检
14、验。,注意：该方法无法测出直线度误差值，故只用于检验。,要求：研点分布均匀，每刮方达25个点，判定为合格。,2.平尺拉表法,调整块应尽可能放在平尺最佳支撑处，使浮动刀架沿平尺移动进行测量，浮动架下端靠在被检表面上，另一端装一百分表，其表头触及平尺。调整平尺使两端读数相等，则可直接求出直线度误差。,兰州职业技术学院 胡羽,a)测量导轨在垂直平面内的直线度,b)测量导轨在水平面内的直线度,兰州职业技术学院 胡羽,3.钢丝和显微镜检查法,用钢丝和显微镜检查导轨在水平面内的直线度。张紧一根钢丝(0.10.3mm)，使其平行于被检线的总方向，将带有水平调整测微装置的显微镜垂直安装在可移动的垫铁(与导轨相
15、适应)上，调整钢丝使两端读数相符，移动垫铁在全程上检验，显微镜读数的最大代数差值就是直线度误差。但当必须考虑钢丝挠度时，忘避免使用这种方法。,兰州职业技术学院 胡羽,三、平面度检验方法,1.平板研点法-使用平板拖研检验，用于刮研或磨削后平板的检验。,注意：该方法无法测出平面度误差值，故只用于检验。,要求：研点分布均匀，每刮方1级精度达16-25个点，0级精度25个以上，判定为合格。,2.用移动平尺所得的一组直线来检验,方法：1.在被检平面上选择a、b、c三点作为基准点，将三块等厚的量块放在这三点上，这些量块上表面就是用作与被检平面相比较的基准平面。,兰州职业技术学院 胡羽,4.将平尺放在a和d
16、、b和c、a和b、d和c上，即可测得被检面上各点的偏差。,2.将平尺放在a和c点上，在被检平面上的e点放一可调量块，使其与平尺的下表面接触，这时a、b，c和e量块的上表面部在基准面内。,3.将平尺放任b和e点上，在d点处放一可调量块并做同样调整。,也可采用前面讲到的检验直线度用的量具检验，如图615所示。,兰州职业技术学院 胡羽,3.用水平仪检验,注意：1.平面等分，按水平仪下方使用的垫铁跨距等分。2.平面较大时使用十字交叉检验，沿对角线测取读数。,4.用光学方法测量,构成测量基准面的Ox和Oy与方法3相同，只是由望远镜的光轴确定，其它与检验直线度的方法相同,平面度公差的表示方法：,在两端之间
17、允许凸和凹时，表示为：每米m或mm；只许凹时，为：凹m或mm；只许凸时，为：凸m或mm。,兰州职业技术学院 胡羽,一般在纵横向进行检验，在各个方向应给出适当公差,四、平行度、等距度、重合度的检验方法,(一)线和面的平行度,1.两平面的平行度检验,原理：测量一平面上若干点(至少要在两个方向上，即相互垂直的方向)测至另一平面的距离，至少要有4个点。,方法：如图6-21所示。指示器装在带有水平基面的支架上，并在其中一个平面上，按所规定的范围移动，测头沿第二个平面滑动。检验应在两个尽可能相互垂直的方向上进行。,兰州职业技术学院 胡羽,2.两轴线平行度的检验,由于轴线看不见摸不着，所以检验时用检验棒的外
18、圆柱面表示。,原理：应在两个平面内进行，该两平面为相互垂直的平面。,方法：第一步：在第一平面内检验如图6-22所示。指示器装在具有相应形状基面的支架上，以便支架沿代表其中一轴线的圆柱面滑动。测头沿代表第二根轴线的圆柱面滑动，滑动测量时，指示器应在垂直轴线方向上慢慢摆动以记取最小距离。,兰州职业技术学院 胡羽,第二步：在第二平面内检验如图6-23所示。将可调零的水平仪放在如图所示的专用桥板上，按规定范围沿轴线移动测量，测量结果按两轴线间的距离来表示。,3.轴线对平面的平行度检验-也要使用检验棒,原理：测量检验棒外圆母线若干点到指定平面的距离，每个点要在相互垂直的两个方向上测量。,方法：如图6-2
19、4所示。指示器装在带有水平基面的支架上，支架沿该平面规定范围移动。在每一测点上，通过在垂直于该轴线的方向上，慢慢移动检具使测头在圆柱面上找到最小距离。,兰州职业技术学院 胡羽,注意：安装检验棒代表旋转轴线时，应消除检验轴线与旋转轴线不重合的影响(见图6-20)。在此条件下，平行度的检验可以在主轴处于任何位置处进行。但应将主轴旋转180度后再重复检验一次，以两次读数的代数平均值做为在规定平面内的平行度误差。,4.轴线对两平面交线的平行度检验,原理：一条直线平行于两相交平面，则该直线平行于两相交平面的交线。,兰州职业技术学院 胡羽,方法：如图6-25所示。打表时要在两个相互垂直的两个平面内测量。,
20、5.两平面交线对第三平面的平行度检验,方法：如图6-26所示。,兰州职业技术学院 胡羽,6.分别由两平面的交线形成的两直线间的平行度的检验,方法：如图6-27所示。,图6-27a为用指示器检查，适于两直线较近，指示器支架应具有足够的刚性，应在两相互垂直的平面内检查。图6-27b为用水平仪检验在垂直平面内的平行度。,兰州职业技术学院 胡羽,(二)运动的平行度,运动的平行度：是指运动部件上一点的轨迹相对于：一个平面(支承面或导轨)；一直线(轴线、平面的交线)；机床另一个运动部件上一点轨迹的平行度。公差为其规定长度内最小距离的允许变化量，其规定与线和面的平行度相同，如300mm上为0.02mm，如有
21、方向要求时应表示出来，如主轴自由端只许向上。,方法：与检验线和面的平行度的方法相同。需要检具移动时，应将检查工具固定在运动部件上，运动部件应尽可能按通常方法驱动。如果测头不能直接触及被检验面上时(如狭槽的边)，可以用一个适应形状的检验工具代替(见图6-28)。,兰州职业技术学院 胡羽,(三)等距度-工程意义如机床中光杠和丝杠的安装,原理：当包含几根轴线的平面平行于基准平面，则这几根轴线与基准等距。,首先应检验该两轴线对平面的平行度，然后，再用同一指示器在代表该两轴线的圆柱体上，检验它们与该平面的距离是否相等(见图6-29)。两圆柱体半径不相等时，则必须把半径计算进去。,方法：用轴对平面平行度检
22、验,兰州职业技术学院 胡羽,(四)重合度,原理：两条线或两轴线规定长度上的几个点上，测量该两条线或两轴线距离的数值及其位置，当这个距离不超过规定值时，则认为这条线或两轴线是重合的。距离的测量可位于实际线上，亦可位于它们的延长线上。,方法：如图6-30所示，指示器装在一个支架上，并围绕着一轴线回转360，使指示器的测头触及第二根轴线圆柱体的规定截面A上。指示器读数的差为重合度误差的2倍。由于所取截面可能位于两轴线的相交处，所以还应在第二截面B处进行检验。,兰州职业技术学院 胡羽,注意：支架应有较高的刚度，当要求高精度检验时，应同时采用两个相对180配置的检具。检验用的指示器应采用重量较轻的。,导轨平行度的有关检验方法,1.拉表检查法,兰州职业技术学院 胡羽,2.千分尺测量法,在导轨前、中、后三点用千分尺检查。燕尾导轨借助于圆棒。,3.桥板水平仪检查法-检查导轨在垂直平面内的平行度,方法：如图6-33所示,兰州职业技术学院 胡羽,常见检验桥板式样,兰州职业技术学院 胡羽,运动的平行度检验方法如图6-35所示。,有关单导轨的扭曲度的检验，如图6-36所示。移动垫铁检查，水平仪读数的最大代数差值为扭曲度误差。,兰州职业技术学院 胡羽,
