第六章机械设备修理精度检验.ppt
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1、第六章第六章 机械设备修理精度检验机械设备修理精度检验 第一节第一节 机械设备修理精度检验概述机械设备修理精度检验概述 一、修理精度标准一、修理精度标准 精度标准包括:精度标准包括:几何精度几何精度和和工件精度工件精度 几何精度几何精度:是指最终影响机床工作精度的那些零部件的: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、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,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。是衡量机床设备精度的主要内容之一。工作精度工作精度
2、:是指机床设备在正常、稳定的工作状态下,: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。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。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:选择量具和量仪要考虑以下几点:1)1)分度值、示值范围、测量范围、测量力等应符合被测分度值、示值范围、测量范围、测量力等应符合被测对象的需要。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
3、要示值误差、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误差limlim与被测量对象公差与被测量对象公差按下式关系选择:按下式关系选择:limlim=(1=(13 31 110)10),测量精度高时,取较小值。,测量精度高时,取较小值。3)3)量具和量仪应适应被测对象的结构特点和环境条件,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。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:正
4、确地运用测量方法要注意以下几点:1)1)要按各种量具和量仪说明书的要求和具体测量对象实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。行正确地操作。兰州职业技术学院 胡羽2)2)采取措施减小测量误差,主要是减小系统误差和剔除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。粗大误差。主要措施如下: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。注意使其符合阿贝原则。装不当造成的轴线倾斜。注意使其符合阿贝原则。阿贝原则:被测轴线与标准轴线重合或在其延长线上。阿贝原则:被测轴线与标准轴线重合或在其延长
5、线上。测量前校正量具和量仪的零位,或测量后的数据将零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。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。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。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,注意环境温度的线、辐射热的影响。检验时间较长时,注意环境温度的变化。变化。兰州职业技术学
6、院 胡羽采用重复测量的方法,相应读数出现异常,应找出原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,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,量仪应回零位移回初始位置,量仪应回零位(或相差在允许范围内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,可减小测量误差。应两次读数取平均值,可减小测量误差。3)3)在选择测量方法时,根据测量特点选择测量方法,减在选择测量方法时,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
7、转换。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、作用稳定的表选择辅助基准时,应选精度高的配合面、作用稳定的表面。面。4)4)精度检验标准中已规定了精度检验方法、测量基准、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。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。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三、
8、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:机床精度检验公差一般分为下面几类:(一一)试件和机床上固定件的公差试件和机床上固定件的公差 1.1.尺寸公差:尺寸公差:主要用于试件尺寸、机床上与刀具或检具主要用于试件尺寸、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。安装连接部位的配合公差,尺寸公差用长度单位表示。2.2.形状公差:形状公差:是限制被测几何形状对理论几何形状的允是限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。许偏差。形状公差用长度或角度单位表示。3.3.部件间的位置公差:部件间的位置公差:位置公差是限制一个部件对于一位置
9、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。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(二二)适用于部件位移和运动精度的公差适用于部件位移和运动精度的公差 1.1.定位公差:定位公差:是限制移动部件上的一个点在移动后偏离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其应达到位置的允许偏差。例如车床横向溜板在行程终
10、点位置时,偏离其在丝杆作用下应达到的位置偏差点位置时,偏离其在丝杆作用下应达到的位置偏差。2.2.运动轨迹形状公差:运动轨迹形状公差:是限制一个点的实际运动轨迹相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。对于理论运动轨迹的偏差。该公差用长度单位表示。3.3.直线运动方向公差:直线运动方向公差:是限制运动部件上一个点的轨迹是限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位表示,或在规定的测量范围内用连续的线性比值表示(三三)综合公差综合公差
11、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。需区分各个单向误差值。(四四)局部公差局部公差 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,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
12、内的直线度,既规如车床精度标准中,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,又规定了局部公差定了全长上的直线度公差,又规定了局部公差(如如500mm500mm长上的直线度公差长上的直线度公差)。四、机床精度检验前的准备工作四、机床精度检验前的准备工作 1.1.安装和调平工作安装和调平工作-按机床使用说明书的要求,将机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。规定的项目和要求进行。2.2.机床精度检验前应使其处于正常工作状态机床精度检验前应使其处于正常工作状态-按规定按规定条件进行
13、空运转,使机床的零部件条件进行空运转,使机床的零部件(如主轴如主轴)达到适当的达到适当的温度。温度。兰州职业技术学院 胡羽3.3.有加规规定时,应按规定加载后进行检验。有加规规定时,应按规定加载后进行检验。第二节第二节 机械设备几何精度的检验方法机械设备几何精度的检验方法 一、主轴旋转精度检验一、主轴旋转精度检验 旋转精度包括旋转精度包括径向跳动径向跳动、周期性轴向窜动周期性轴向窜动和和端面跳动端面跳动。(一一)径向跳动径向跳动-表读数的最大差值为径向跳动误差表读数的最大差值为径向跳动误差 径向跳动公差径向跳动公差:旋转表面某截面上各点轨迹的允许偏差旋转表面某截面上各点轨迹的允许偏差 径向跳动
14、公差径向跳动公差包括:包括:旋转表面的圆度旋转表面的圆度(形状误差形状误差),该表,该表面的几何轴线相对于旋转轴线的徧摆面的几何轴线相对于旋转轴线的徧摆(位置误差位置误差),以及,以及由于轴颈表面或孔不圆而引起的旋转轴线的偏移由于轴颈表面或孔不圆而引起的旋转轴线的偏移(轴承误轴承误差差)。检验前要求:检验前要求:主轴充分旋转,达到机床正常运转的温度主轴充分旋转,达到机床正常运转的温度 1.1.外表面的检验外表面的检验 a.a.直轴直轴-将表头垂直地触及被检验的旋转表面上,使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。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
15、两次,每次相对垂直注意:要测两次,每次相对垂直9090,取两次读数的平均值,取两次读数的平均值b.b.锥轴锥轴-加一轴向恒定力,加一轴向恒定力,将表头垂直地触及被检验的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。注意事项旋转表面上,使主轴缓慢地旋转,测取读数。注意事项同直轴。同直轴。若锥度较大,要考虑轴向窜动量的影响若锥度较大,要考虑轴向窜动量的影响公式:公式:-锥锥度度兰州职业技术学院 胡羽2.2.内表面的检验内表面的检验-当当主轴内孔不能直接用表主轴内孔不能直接用表检验时,可在该检验时,可在该孔内装孔内装入检验棒,将表头垂直入检验棒,将表头垂直地触及检验棒的圆柱面地触及
16、检验棒的圆柱面而进行检验。而进行检验。注意:要测四次,第一次测注意:要测四次,第一次测A A点,第二次测点,第二次测B B点,点,ABAB相距相距300mm300mm,将检验棒旋转,将检验棒旋转9090度装入,第三次测度装入,第三次测A A点,第四次点,第四次测测B B点,取四次读数的算术平均值。点,取四次读数的算术平均值。测测A A点第一次:相互垂直点第一次:相互垂直9090度测,取两次平均值。度测,取两次平均值。测测B B点第一次:相互垂直点第一次:相互垂直9090度测,取两次平均值。度测,取两次平均值。测测A A点第二次:相互垂直点第二次:相互垂直9090度测,取两次平均值。度测,取两次
17、平均值。测测B B点第二次:相互垂直点第二次:相互垂直9090度测,取两次平均值。度测,取两次平均值。兰州职业技术学院 胡羽(二二)周期性轴向窜动周期性轴向窜动 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。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。位置是不变的。兰州职业技术学院 胡羽方法:方法:1.1.在测量方向上按规定加载一轴向恒力。在测量方向上按规定加载一轴向恒力。2.2.表
18、头垂直触及前端面的中心,并对准旋转轴线。表头垂直触及前端面的中心,并对准旋转轴线。3.3.主轴慢速旋转,测取读数。主轴慢速旋转,测取读数。a.a.空心轴空心轴 装一根带有垂直于轴线平面的短检验棒,将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球形测头触及该平面进行检验(图图a)装入带球面的检验棒,平测头垂直于球面中装入带球面的检验棒,平测头垂直于球面中心心(图图b)b.b.主铀带中心孔:孔中装入钢球,平测头垂直于球面中主铀带中心孔:孔中装入钢球,平测头垂直于球面中心心(图图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
19、验力和安放指示器的装置来检验(图图6-5)6-5)。该装置也适用于丝。该装置也适用于丝杠和花盘的检验。对丝杠,可杠和花盘的检验。对丝杠,可将开合螺母闭合,以溜板运动将开合螺母闭合,以溜板运动的阻力作为轴向力;对水平旋的阻力作为轴向力;对水平旋转的花盘以其自重作为轴向力。转的花盘以其自重作为轴向力。注意:注意:当表头无法触及轴线当表头无法触及轴线上时(图上时(图6-66-6),采用将表头),采用将表头放置在距轴线很小的距离处放置在距轴线很小的距离处来测近似值轴向窜动量时,来测近似值轴向窜动量时,要测两次,两次的位置相隔要测两次,两次的位置相隔180180度,取两次平均值。度,取两次平均值。兰州职
20、业技术学院 胡羽(三三)端面跳动端面跳动 垂直于旋转轴线的平面的端面跳动公差:垂直于旋转轴线的平面的端面跳动公差:是指在被检平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。它包含了包含了端面的形状误差端面的形状误差,端面相对于旋转轴线的垂直度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径向偏摆和主轴的周期性轴向窜动,但,但不包括旋转件的不包括旋转件的最小轴向游隙。最小轴向游隙。方法:方法:1.1.对主轴加载一轴向恒力对主轴加载一轴向恒力2.2.轴轴旋转。轴轴旋转。3.3.表头垂直于被测表面表头垂直于被测表面(不可在中心)
21、(不可在中心)并读数。并读数。注意:要测注意:要测8 8个点,每个点相隔个点,每个点相隔4545度,取最大值。度,取最大值。兰州职业技术学院 胡羽二、导轨直线度检验二、导轨直线度检验 导轨的直线度误差导轨的直线度误差 水平面内的直线度水平面内的直线度垂直平面内的直线度垂直平面内的直线度通则规定:当一条规定长通则规定:当一条规定长度线上各点到平行于该线度线上各点到平行于该线总方向的两个相互垂直平总方向的两个相互垂直平面的距离变化均分别小于面的距离变化均分别小于规定值时,则该线段被认规定值时,则该线段被认为是直的。导轨直线度分为是直的。导轨直线度分解如图解如图6 68 8所示。所示。导轨直线度公差
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