JB/T 10793.1-2007 高精度加工中心 第1部分：卧式机床 精度检验

ICS 25.040.10J 54备案号: 21866- -2007中华人民共和国机械行业标准JB/T 10793.1- -2007高精度加工中心第1部分:卧式机床精度 检验High precision machining centres一Part 1: Accuracy tests for machines with horizontal spindle2007-10-08发布2008-03-01实施中华，人民共和国国家发展和改革委员会发布JB/T 10793.1- -2007目次前言.3一般要求.4.1 线性运动的直线度........4.2 线性运动的角度偏差.....74.3 线性运动间的垂直度, 10134.5 工作台或托板....4.6 平行于 Z轴的附加轴线............定位精度和重复定位精度检验305.1 线性轴线的定位5.2回转轴线的定位326工作精度检验336.1 试件的型式.336.2试件的定位6.3试件的固定.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.40A.1 概述10A.3 机床上各个托板的重复定位精度A.4 与机床关联的一组托板的定位精度........图!机床结 构型式图.....3图A.1检验工具安装位置图....,......表1高精度卧式加工中 的结构型式分类..表A.1各个托板的重复定位 精度........表A.2一组托板的定位精度42JB/T 10793.1- -2007言JB/T 10793《高精度加工中心》分为如下三个部分:第I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JB/T 10793的第I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(SACTC22) 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。IJB/T 10793.1- -2007高精度加工中心第1部分:卧式机床精度检验1范围JB/T 10793的本部分规定了高精度卧式加工中心的几何精度、定位精度和重复定位精度(包括工件夹持托板)、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' )的高精度卧式加工中心。线性轴线行程大于2000mm的高精度卧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JB/T 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。GB/T 5342.1- -2006可转位面铣刀第I部分:套式面铣刀(ISO 6462: 1983， MOD)GB/T 5342.2- 2006 可转位面铣刀 第2 部分:莫氏锥柄面铣刀GB/T 5342.3- 2006 可转位面铣刀 第3 部分:技术条件GBT 17421.1- -1998 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 230-1: 1996)GB/T 17421.2- 2000 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 ISO230-2: 1997)ISO 8525-1: 1990机床通用部件名 义尺寸至800mm的工件随行托板ISO 8525-2: 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.3.1 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:角度偏差和相应的允差- 般用比值表示，但在有些情况下为了清晰，可用微弧度或角秒表示，表达式的等效关系如下:0.010/1000= 10X 10%= 10μrad≈2"3.2 使用本部分时应参 照GB/T 17421.1， 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GB/T 17421.1-1998中3.1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20'C士2C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。3.3本部分所给出的检验项目的顺序并不表示实际检验顺序。为了装拆检验工具和检验方便起见，可按任意次序进行检验。3.4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-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。3.5 本部分所规定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其他检验工具。指示器应具有0.001mm或更高的分辨率。3.6工作精度的检验应仅在精加 工时进行。粗加工时不应进行工作精度检验，以避免粗加工时产生较JB/T 10793.1- -2007大切削力的影响。3.7为简明起见， 本部分的几何精度检验项目仅附一种结构形式的机床简图。3.8对于带有几个托板工作的机床，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GI5~G22)， 如果在机床订货协议中没有明确规定，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。3.9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。3.10 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01至12标明。其结构型式分类见表1,结构型式见图1。.表1高精度卧式加工 中的结构型式分类序号2z01|滑鞍上的工作台主轴箱工作台滑鞍)2立工作台)3滑鞍上的工作台升降台)4)5滑鞍上的立柱立柱滑鞍)6升降台滑鞍07立柱)8)90滑板滑板上的主轴箱11主轴箱滑板3.11本部分 推荐用- -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“H"代表“卧式”;d)图1中相应框图和表1序号栏内标明的数字。示例:立柱沿x轴线运动，主轴箱沿y轴线运动，工作台沿z轴线运动的高精度卧式加工中心的标志为:高精度加工中心JB/T 10793.1型式H023.12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GB/T 17421.1- -1998 中2.3.1.1的规定按能够测量的长度折算。折算结果小于0.002mm时，按0.002mm计。JB/T 10793.1- -2007002034四)5r0908112|1图1机床结构型式图3JB/T 10793.1- -20074几何精度检验4.1 线性运动的直线度G1检验项目X轴线运动的直线度:a)在XY垂直平面内:b)在ZX水平面内。简图￥↑r'↑20000000101000)b)允差a)和b)x≤500 0.004500 500~ 800>800~1250> 1250~ 2000双向定位精度A0.0050.0060.0080.010单向定位精度A↑ 和A↓0.004双向重复定位精度R0.003单向重复定位精度R↑ 和R↓0.002轴线反向差值B平均反向差值B0.002 .双向定位系统偏差E0.005 .0.007单向定位系统偏差E↑和E↓轴线的平均双向位置偏差范围M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GB/T 17421.1-1998、GB/T 174212--2000的有关条文和备注GB/T 17421.1--1996中A.13、GB/T 17421.2- 2000 中4.3.2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 17421.2- 2000中第4章、 第5章和第7章的有关规定。30JB/T 10793.1- -2007M2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)允差邛目> 2000轴线反向差值B0.003+ (测量长度每增加1000，允差增加0.002)双向定位系统偏差E0.007+ (测量长度每增加1000，允差增加0.003)轴线的平均双向位置偏差范围M0.005+ (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 17421.1- -1998、 GB/T 17421.2- -2000 的有关条文和备注GB/T 17421.1- -1996 中A.I3、GB/T 17421.2 - 200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、滑枕等辅助轴线时，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。2000mm正常工作范围内的检验，按|GBT 17421.2- -2000中4.3.2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 17421.2- 2000 中第4章、第5章和第7章的有关规定。3JB/T 10793.1- -20075.2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° )差项目双向定位精度A7”单向定位精度A↑ 和A↓5”双向重复定位精度R4”单向重复定位精度R!和R↓2”轴线反向差值B3”平均反向差值B双向定位系统偏差E单向定位系统偏差E! 和E↓轴线的平均双向位置偏差范围M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GB/T 17421.1- -1998、GB/T 17421.2- 2000 的有关条文和备注GBT 17421.1- -1996中A.13、GB/T 17421.2- 2000 中4.3.4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GB/T 17421.2- -2000 中第4章、第5章和第7章的有关规定。32JB/T 10793.1- -20076工作精度检验6.1试件的型式在本部分中提供了四种试件型式，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A160试件JBT 10793.1- -A160轮廓加工试件320试件JBT 10793.1 -A320B8(试件JB/T 10793.1- -B80端铣试件试件JB/T 10793.1--B160试件JIB/T 10793.1- C调头镗孔试件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，例如机床的性能统计评定，可按制造厂和用户的协议确定加工试件的数量。6.2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X轴线行程的中间位置，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。6.3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。33JB/T 10793.1- -2007P1(续)简图.z-ZD$4Ss2中26兰280处图十=谐00C0.00.zi480a)大规格轮廓加工试件{@回05- -中29.014501- -四60Q1860 -4处园明、造国R21089国瓷C固上b)小规格轮廓加工试件35JB/T 10793.1- -2007P1 (续)检验项目单位: mm允差页目公称规格检验工具1=3201=160A基准孔a) 0.006a) 0.004a)坐标测量机a)圆柱度b) 0.006b) p0.004b)坐标测量机b)孔轴线对基准A的垂直度B正四方形c) 0.006c) 0.004c)坐标测量机或平尺和指示器c)边的直线度d) 0.008d) 0.004d)坐标测量机或角尺和指示器d)相邻边对基准B的垂直度e) 0.008 .e) 0.004 .e)坐标测量机或高度规或指示器e)相对边对基准B的平行度C菱形f) 0.006f) 0.004f)坐标测量机或平尺和指示器f)边的直线度g) 0.008g) 0.004g)坐标测量机或正弦规和指示器g)四边对基准B的倾斜度D圆h) 0.010h) 0.008h)坐标测量机或指示器或圆度测量仪h)圆度i) φ0.010i) 0.010i)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E斜面j) 0.006j) 0.004j)坐标测量机或平尺和指示器j)面的直线度k) 0.008 .k) 0.004k)坐标测量机或正弦规和指示器k)斜面对基准B的倾斜度F镗孔n) 0.020n) φ0.020n)坐标测量机n)孔相对于基准孔C的位置度o) 00.008o) 0.008o)坐标测量机或圆度测量仪o)内孔与外孔D的同轴度1如果可能， 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10个点处触及被测表面。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:e)切削深度:f)斜面3°和arcan0.05间的选择。36JB/T 10793.1- -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X轴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1.6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- -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- -边约lmm (见简图)。试件长度应为宽度的1.25倍~ 1.6倍。单位: mm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mmim80100~ 13040504200~ 25030简图端铣加工走刀图37JB/T 10793.1- -2007P2 (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GB/T 5342.1~ 5342.3)。刀具安装时应符合下列公差:径向跳动≤0.02mm;端面跳动≤0.03mm。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300mn/min时，每齿进给量约为0.12mm, 切削深度不应超过0.5mm。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允差项目检验工具公称规格!=320公称规格!=160精加工表面的平面度允差0.0120.008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、入刀的影响。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。38JB/T 10793.1- -2007P检验性质调头镗孔沿X、Y坐标方向进行定位，使主轴的旋转轴线与回转工作台的旋转轴线相交。先精镗B端上II处的孔，然后转动回转工作台180°，再精镗A端面上I处的三段孔。简图和试件尺寸300:是2020，30203020777224242/X\L试件材料HT200切削条件刀具:硬质合金镗刀。切削参数:切削深度: 1≤0.2mm。检验项目单位: mm项目允差检验工具参照GB/T 17421.1 -1998有关条文和备注4.1、4.2 试件装在工作台的中间位置。指示器固定在机床的主轴上,使其测头触及被检验孔的内表面。同轴度在300测量长|指示器或坐标测量机沿 Z坐标方向移动工作台(或立柱)，分别在XZ和YZ两个平面度0.012等上，测出1、II两处半径的最大差值f和J%=2、后+店39JB/T 10793.1- -2007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A.1 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。A.2 轴线命名本附录中使用了-些通用字母，这些字母的含义表示如下: .-M和N表示机床的水平轴线。在托板的趋近方向功能中，对卧式加工中心，M和N是指X轴和Z轴(或Z轴和X轴)轴线;P表示机床的垂直轴线。对卧式加工中心，P是指Y轴轴线;-R表示托板的回转轴线。对卧式加工中心，R是指B轴轴线;一i为 与托板有关的顺序号:-j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。A.3机床上各个托板的重复定位精度A.3.1检验工具的安装检验工具的安装如图A.1I所示。在托板基准槽中放置量块，在托板台面上紧贴量块放- -角尺。 如果托板用于固定工件或夹具的基准不同( 如ISO 8525-1: 1990和ISO 8525-2: 1990中 所示的定位孔或侧面定位块)，则检验I具- -定要 放在相同的基准位置上。检验I具I、2和4应尽可能置于托板的中心线上。04lseJN3M图A.1检验工具 安装位置图A.3.2检验方法4(JB/T 10793.1- -2007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-传用夹具或角尺(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-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a按A.4.3从各个读数求出。注: aR偏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。A.3.3从各个读数计算偏差 的公式a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。aN= a2Qp= asag= (a2-a3) Id .Wk= (ajmax) ir (ajmi) i汝式中:i一-托板顺序号;定位趋近顺序号:M、N、P和R (即X、Y、Z和B)。.A.3.4允差L≤500Wx. y. z=0.003500