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-(高清正版).pdf
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1、(1i/r 1 7 4 2 1 门 一 1 9 9 8前言 本标准等效采用 I S O 2 3 0-1:1 机床检验通则第 1 部分 在无负荷或精加 条1 I 11 I1 1 味的 匕 何精度从第 二 版)在技术内容 七 与该国际标准等效,编写规则 I.基本致 本标准 与工 S O 2 3 0-1:1 9 9 6 的主要技术差异:根据我国 使用经验,将A 9.3 中 钢钟白 径的仁 限位由。月m m改为认之 m n,工 别)2 3 6-1:9 9 6是对 I S()2 3 0-I:1 9 8 6(机床检验通则第 1 部分:在无负荷 戈 精加 _ 条付 下I!L-t:的几何精度(第版)的修汀版,
2、在 I S O 2 3 6-1:1 9 5 6 之前,还 有个 I S()/H!3 U 1 6 1(F I 1 沫检g,;ir则.两者在技术内容 I 是致的 I L 2 6,7 6 ft 2,;金属切削机床精度检验迪则方 是参照 I S O;R 2 3 0 9 6 制定的,它 与1 S()、f,:州:在技术内容 卜 基本致因此、在技术内容 L.】B2 6 7 0 P3 2可视为本标准的前版 本标准 与前版的重要技术内容改变情况:日 标准的适用范围打大 了;2)尽m.考虑与形位公差标准协调致:3)明确规定 了局部公差的评定方法;4)对南.线运动的检验作 了 明确表述:5,士 曾 加 了圆形轮廓平
3、面的测里方法;6、士 曾 加 了多种检验机床精度用的 具和装置 机床检验通则 是 一 个系列标准,包括以下了 L 个部分 第 1 部分:在无负荷或精加1条件下机床的)L 何精度;第 匕 部分:数控机床轴线的定位精度和玉复定位精度的确定:第 3 部分 热效应的评定;第,部分:数控机床的圆形检验:第,部分:噪声发射的测定目前我国有G B 1 2 1 S-8 4 1,金属切削机床噪声声功率级的hU l 定G L/.C 1 6 7 6 9 1 9 9 7(余属 t7 1 削机床噪声高压级的测定沙,待1 1 际标准 I S O ;0、Vol(p lC i-1 C,;作i l ,少 -本标准是机床精度检验
4、的通用标准。在制、修订各类机床的精度检验标准时 般应符含下伙、ff i I 勺原则、要求本标准实施之 u起,J I S 2 6 7 0-8 2(金属切削机床精度检验通则户 作废本标准的附录 A、附录 B都是提不的附录本标准由”华人民共和国机械工业部提出。本标准117 全国金属切削机床标准化技术委v,会归1 1 本标准起草单位:机械 工 业部北京机床研究pj 7本标准1要起草人:王明德、张维、李样文、陈明生、张明华、黎兴华、陈高、徐光武、陈光权(;i i r 1 7 4 7 1.1 1 9 9 8I S O前言 I S O 国际标准化组织)是世界范围内各国标准化组织(I S O成员)的联合组织。
5、1 标准的制定 作通常由I S O I均技术委员会完成。对技术委员会设立的某 一 令题感兴趣的1 4 个!5()成员都有仅有J 亥 技术委员会表达自己的意见与I S O有联系的国际纵织.言方或非官方机构也可参与 此项 一 作户 I S O白电 _ 标川的所有问题 土 J 国际电I委员会(住C)合作密切。经技术委员会接受的国际标准草案.在发往各成员征求意见后表决。国际标准的发布要求个少7 与 叮的成员投票通过 国际标川;I S O2 3 门 是山工 S O,I 3 9 机床技术委员会的S C 2 金属川削机床检验条件分委员会制门第版取代了 第版(I S O)2 3 0-1:1 9 8 G)、并作
6、 了 技术性的修改I S O?3(总标题为:机床检验通则 它包括如卜 儿个部分:一 第 上 部分:在无负荷或精加土条件 卜 机床的几何精度;,a;2部分:数控机床轴线的定位精度和重复定位精度的确定;第;邝分:热效应的评定;第 4 部分:数控机床的le i 形检验;第 5 部分:噪声发射的测定。I S O 2 3 0-1 的附录A和附录1 3 是提示的附录_中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准机床检验通则第 1 部分:在无负荷或精加工条件下 机床的几何精度 (B A 1 7 4 2 1.1e q v I s o 2 3 0-1:1 9 9 61 9 9 8T e s t c o d e f
7、o r ma c h i n e t o o l s P a r t 1G e o m e t r i c a c c u r a c v o f m a c h i n e s o p e r a t i n g u n d e r n o-l o a d o r f i n i s h i n g c o n d i t i o n s 木标准 牛:要规定 了 有关的检验方法,论述 厂 有 关的定 义、检验方法与测量 1 _ 具的使川、公方的般fF理一 以及检验前的准备 _ 作、几何精度检验、上作精度检验和些特殊检验本标准还列出 了附录、检验机床精度川的土具和装置)和附录 丁 认相关标准)
8、I l i 2 6 川 的条款编 号已尽可能保留下来,仪对 5.3中的条款编 号作 f更改.即才标741 的2.、5.2几 22.3、汤 2.3 2:,、:一2.3.25.2.3.2.12不 妇52和 53.2.2 1分别 为!t 9 2 i 7 U的艺.2和 5.3.全.2范围 本标准是对在无负荷或精加上条件下机床的儿何精度和 _ 作精度的检验方法 f 以标准化这此方法也适用 1-F 1;他需作J L 何精度和 作精度检验的工业机械 术标准适用 F 加一 L _ 时不用手提携的功力驱动的机床 它用切除切屑的方法或用塑fI 变形的方法加工金属、木材等 本标准只与儿何精度检验有关,已 既不涉及机
9、床的运转检验(如振动、运动部件的爬行等).t o 下涉及参数检介(如速度、进给量等)这些检查通常应在机床精度检验前进行 如果 一 种测量方法茧未在本标准中叙述,但其特 胜经过研究,能保证等效It及更为使 1 测 V.则这样的方法叮予采J 11,2 总则2-1 儿何精度检验的定义 儿何学的定义与本标准规定的计量学的定义有所不同 儿1 u 1 学的定 义是抽象的,仅与理想的线与面相关,往往未考虑实际结构和测量的实际情况 I I ill ,f 1时不能在实际测量中应用 计量学的定义是具体的,考虑了测量能使用的真实的线和面,井将所有微观的和宏观的I L 何偏Y都包括在同一测里结呆中。它允许 一 个测量
10、的结果巾包含所有的误差,而勿需将它们 一 区分开,卜分工作应留给制造厂-然血,在某,r e 情况下,为 了 避免混淆和使术语简便起见,本标准仍保留 了 若 卜 儿何学术语(例如:介向跳动、周期性轴向窜动的定义等)但在叙述检验方法、测量工具和公差时.仍以计带学的定义为基础2.2 检验力法和测h i T具的使用 上 r.-1 0 M l L fW A 7 卫f A h a际偏差只能 用耗费大9 时间的高精密测量来测定时,则 可采 用检验误 井脸否不国家质量技术监督局 1 9 9 8-0 7-D 2 批准1 9 9 9-0 5 山 实施C B 厂 T 1 7 4 2 11 9 9 8超过公X.的力1
11、 如用极限从规)来代竹实测误差的方法 应r 强调:丰 众 验时应r虑由于测觉 仁 具以及使用的方法所引起的测 t 4 1 1A定f,测从1 月 们关盆I应超id被检对象公差的 一 小部分 不同的检验场所采川才、同检典其精度会有所化.故 年 个;I子 J 效的检验羊 在检验和配 t 时 机床应防比 气流、光线和热辐射(如阳光、太近的电灯等,勺I 优 洲4计石们前叹等温 机床应防止受环境温度变化的影响 对规定应T.:复数次的测鳅 取测幼数值的平均值为测紧结k 但梅次测 1 的数据小I,fi.f fi 人、产则、应从检验方法、测 IP 工具或机床木身J:寻找原因。有关更详细的说明 见附录、提示的附
12、Sz 公和奋宋用长度,Y,位来表示。公 差1际 4 L 迹理 论轨 迹图 6f!.11.!秘越 I 的发热,将会引起位置和形状的变化 A精度机床和温度波动对其精度有显著影响的 一 此数控机床要求具备特殊环境 从环境i 6 d 度_ _ 开到 上作温度的一个正常周期内,机床的尺 寸多少发生 了变化 这足必须 考c 的t 9床受检时.其环境温度和进行升温的步骤应由制造1 一 和7 1 1 户作为 一 个议题达成 一 致意见 热变形可带来不利影响的主要区域是:、特别是在_ L 平面和轴向平面内的构件位移(包括王轴);卜)卞 要依靠丝杠保证定位精度的轴向驱动系统和定位反馈系统32.3 运转和负载 儿何
13、精度的检验可在机床静态下进行,或在机床空运转时进行 当制造厂有加载规定时 例如:对 4 1型机味)机床应装载一件或多件试件4 工作精度检验4 门检验 _ 作精度检验应在标准试件或由用户提供的试件上进行 与实际在机床 一 加 _ 零件小同 实行 L 下 乍精度检验不需要多种工序。工作精度检验应采r 11 该机床具有的精加了.1 序 I _ 件或试件的数目或在个规定试件上的切削次数,需视情况而定,应使其能得出加 1的平均精度必要时,应考虑刀具的磨损 除有关标难已有规定外。用于工作精度检验的试件的原始状态应予确定 试件材料1 试件尺f 和要达到的精度等级以及切削条件应在制造厂与用户之间达成一致42
14、_ 二 作精度检验中试件的检查 I 作精度检验中试件的检查应按测量类别选择所需精度等级的测量工具 在 2.3.2.1中,特别足在 1.3-2-1.1 和 2.3.2.1.-=中规定的公差,均适用于这些检验 在某些情况下.几 _ 作精度检验可以用相应标准中所规定的特殊检验来代替或补充(例如:在负载下的挠度检验、动态检验等)。5 几何精度检验5.1一般 说 明C B%T 1 7 4 2 1.1 一1 9 9 8 为1 对机床规定的线和面的形状特征、位置或位移进行儿何精度检验 规定 1 定义、则板刀从和”定公差的方法 包括:一直线度 见 5.:2;平面度(见 5.3);平行度、等g E 度和重合度(
15、见 几.住):垂直度(见 5.5):旋转(见 5.6)对每项检验至少提供 了一种检验方 一 法,并指出 r 使用的议器和原理 当用其他检验方法时,其精度应至少等于 本标准中所示检验方法的精度 为厂 简便起见 虽然测量力法已系统地选择 厂 最常用的测量 卜 井,如平尺、角尺、检验体、Pe lf 衬角 之精密水平仪和指l r 器的那些测量方法 但还应注意共他一些测ht方法 特别是那此实际卜 已1泛劝tJL床制造部门和检验部门中使用的光学仪器测量方法 为方便和fk 速起见。对大 7 机床部件的检脸fl-r P S ll i 要采川一些专用的工具52 直线度 直线度的几何精度检杳包括:一条线在一个平面
16、或空间内的直线度见52.1;一 一 部件的直线度见 5.2.2;运动的汽线度见 5.2.3。5.2-1一 条线在一个平面或空间内的自线度5.2.1.1 定义5.2.1 门门一 条线在一个平而内的直线度(见图 9)在平面内的 条给定长度的线 当其上所有的点均包含在平 行1 该线的e 方Ii,l 1 4,4 1:0 M离;C)-相等的两条ft线内时,则该线被认为是直线 ra.线的总方向(代表线)的确定,应确保该直线的直线度偏差为最小 按照惯例由 F 列二者中确定其 一:适当地连接靠近被检线两端的两个点(多数情况 卜 靠近两端部分可不考虑 因为这此部分i 存在无关紧要的局部缺陷)或 一 一 由若 1
17、 一 个测贫点日算出的自线(例如:最小二乘法)5.2.飞.1.2 在空间内的一条线的直线度(见图 1 0)在空间内一条给定长度的线,当其在给定的平行于该线总方向的两个相4.垂直平曲;_ 的投影满足x.2.1.1 1的育线度要求时,则认为该空间线为直线图 0门3 在饱个平向内的公差可能不同C s/1 卜 1 7 4 2 1 门 一1 9 9 85.21 2 直线度的测址方法 长1.4:测敏 或 角度测 狱 直线度的实际基准,f 为实体的攀雕(平尺.张紧的钢丝)或通过 与 精密水、I月义、夕 乙 束等给定的!;L 准八进丁)比较 _ 扣荐 具:.)长度小 或=i-于 1 ;。I M,:日 寸:精密
18、水平仪或实体基准(如平尺):l)长度人于 6 0 0 ll n l 时:峡准线(精密水平仪,光学仪器:.丈 钢t 1 和欣微镜、5.2.1.21 长度测橙法 仆为基准的实体(直线度?A准);4.置 r 有关被检线的合适位置土(见l a ).日的是使个介适的1 1(J髦土 _ 具得以应用 该测4 1:1 具提供被检线相对于直线度基准的偏左读数;这些读数.r 以在被检线全长的.勺 匀分V l 或任 营的)若 几 点 二 _ 获得 所选择的点的问隔与使用的_ 具无),I)建议直线度基准位置的两端点读数大致相1 司。然后用合适的比例将读数直接用图形表小出来 通过确定一条代表线(见5.3.1.1.1)来
19、处理测量结果一线段.b 1 ,所代表:、勺 数谊即为经处理后获科的直线r;t 偏左 r 1:线度偏差 冷少平行 于代 K线 i f 与偏龙的土端和下端相触的两条i%线问的距离 注 当1 C 表线的斜度值大时 币向倍率应 i=L伙考虑_1C 一一 f一一 B直线度基准直线度 偏r图 1 工5.2.1.2.1.152.12 门门平尺法 在垂直平面内测皇 平尺应尽可能放在使平尺具有最小秉力挠度的两个量块上(最仕支承,见 八 2)指刁器安装在具有三个接触点的支座1 _ 并沿导向平尺作直线移动进行测W.-_ 个接6点之于氓直触及平尺的指示器表杆的延伸线上t 见图 1 2)平尺的己知误Y应受到重视,需要时
20、.对结果加以处理G B i T 1 7 4 2 1.1-1 9 9 8图 I 25,2 门 2 门.1.2 在水平面内侧量 在这种情况下,采用一根水平放置的平尺作为基准面 指不器在与 被检面接触情况 卜 移动。并触及基准面(见图 1 1 1 放置平尺时.使其在线的两端读数相等.可直接读出该线相对丁连接两端点的直线的rti=;y最 块摧准 而 一第次 读数基 准第 二次 读数图 1 3 应指出 不论平尺在其两个支点上有任何挠度,基准面的直线度实Pl 7 都不会因亚I j 饶设队 在水平面内测赁育线度采取平尺法的另一个特点是能把作为基准面的平尺所4?,石I II,山 线片测6结果中排除 为此,采取
21、 J 一 所谓的翻转法_即按以上所述进行完第一次iA l 后.使 平尺绕其纵回轴线翻议并使翻转过来的同一个基准面和翻转过来的且始终贴靠 丁被检而 匕 的同一个指 l:7 n f ii I 1 挪劝GB/r 1 7 4 2 1.1 一1 9 9 8被测F u 的直线度偏差一次读 数 五曲 线.N次读 散 1;L 平 尺 的14 线度 偏 差叫 1 1 这样就获得T 图1 1中的可加以比照的19 1 条偏f曲线h.,和E共中条是,!人 尺偏丈翎被于 勿角偏差之和:少 i一 条是两者偏差之差。中间曲线M是平尺基准面的偏差。偏差1 l E 或相等的6 1 凡)为被脸而的戌线1 1 偏左5.2 1.2
22、门.2 钢z f fi 1 1 W,微镜法 张紧 一 根直径约 0.工 m n;的钢丝,使其尽可能地平行于被检线 见图 1 S),例如一 对位 卜水平曲内的MA 线而言 用 一 个垂直安放并装有水平测微移动装置的显微镜 即可读出被检线对代表1 4 1 量基准的张紧钢丝在水平面X S 内的偏差(同样见 八 9)张紧的钢丝 F和被检线 MN 应位于同一水平面内。显微镜座应位于包含被检线的表面上的两个支点 _。其中点 尹位 于与包含 了 显微镜光学轴线的假想而相垂直的平面内(见图 1 0)当钢丝的下乖量不容忽视时,应避免使用钢丝显微镜法。因而 在图 1 5的场合下.如果钢丝每个叔的下垂量己知时,用
23、一 个水平安置的显微镜来测量 K S线在垂直平面内的直线度是有可能的。担是,要以足够的精度确定出这个下乖量是非常困难的 与x-r平面相i 扣 叙约截曲 图 1 55.2 门.2.1.3 准直望远镜法 当用准直望远镜检验时(见图1 6),所要测量的高度差:等于望远镜光学轴线与标靶 卜 显/r 的f n i r_之间的距离,它可以在 十 字线 上肖接读出,或用光学测微计(见:1 1 0)读出 望远镜的光学轴线构成了ia l8 量基准 通过回转整个望远镜和标靶,可检查一条线在任一个平面内的直线度 标靶座要IN 1-包含被检线队表面 L:.其接触点数要足以保证稳定和导向。标靶座接触点之 一 P应位于被
24、检线上,并 一 按5.21.2.1.2 所规定的力 一 法进行处理 标靶应在 尸 点与包含 了被检线的表IEu 柑垂 ft.G B/T 1 7 4 2 1.1一 1 9 9 8应采取 一)措施使运动件较好地进行直线或平行于显微镜光学轴线移动在长度大的情况下,空气折射率的变化会使光束产生偏移 从而影响到测量精度十字 线望 远 镜 7观测 装 置光源d图 1 65.2.1.2 门.4 准有激光法(见 l 1 7)激光束用作为测量基准。光束对准沿光束轴线移动的四象限光电 二 极管传感N。传感k*中心与光束的水平和垂直偏差被测定并传送到记录仪器。测量仪器的使用说明 1 i 将会作出详细的叙述帅 科羊
25、见A1 3)传感器支点1 之应按 5.2,.12.1.3 所规定的要求处理5.21.2.1.5 激光干涉法(4Z 1 1 8)测量基准由双镜反射器确定 用激光干涉仪和专用光学组件来测定标靶对双镜反射器对称轴线的位置变化由十 本方法的仪器测量方法尚不定型,所以具体检测方法参照使用说明书的叙述(同样见AI D 传感器支点 尸之一应按 5.2.1.2.3 所规定的要求处理双镜反射器。撬 四 象 限 光 电 二 极 管 7二V 二 习 ,/一一一 泪一二 主涅拉斯顿棱镜干涉仪篡撬_一,二 二 二 二 二 一 二_少 二 夕 7 次Il图 1 7乙 尸2 图 1 85,2.1.2.2 角度测量法 在这种
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