数控机床主轴旋转精度及测量方法
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数控机床主轴旋转精度及测量方法
来源:对钩网
主轴是数控机床中的核心设备之一,担负着从机床电动机接受动力并将之传递给其他机床部件的重要责任。
工作中,要求主轴必须在承担着一定的荷载量,以及保持适当的旋转速度的前提条件下,带动在其控制范围之内的工件或者刀具,绕主轴旋转中心线进行精确、可靠而又稳定的旋转。
主轴的旋转精度直接决定了机床的加工精度。
主轴旋转精度的定义
机床主轴精度大小是以其瞬时旋转中心线与理想旋转中心线的相对位置来决定的。
在正常工作旋转时,由于主轴、轴承等的制造精度和装配、调整精度,主轴的转速、轴承的设计和性能以及主轴部件的动态特征等机械原因,造成了主轴的瞬时旋转中心线往往会与理想旋转中心线在位置上产生一定的偏离,由此产生的误差就是主轴在旋转时的瞬时误差,也称为旋转误差。
而瞬时误差的范围大小,就代表主轴的旋转精度。
加工过程中,主轴可能会延与轴垂直的方向发生径向跳动,延轴方向发生轴向窜动或以轴上某点为中心,发生角度摆动,这些运动都会降低主轴的旋转精度。
实际生产中,人们常常用安装于主轴前端的刀具或工件部位的定位面发生的三种运动的运动幅度来衡量和描述主轴精度,这三种运动分别是径向跳动、端面跳动和轴向窜动。
主轴在工作转速时的旋转精度,也称为运动精度。
目前,我国已经制订并推行了国内统一的通用机床旋转精度检验标准,根据加工对象的精度要求确定不同的主轴精度标准。
主轴精度的测量和评定
静态测量和评定法:这是一种在低速旋转环境下测定主轴旋转精度的方法,又称为打表法。
具体操作流程是,在无载荷条件下手动缓慢转动主轴,或控制主轴进行低速转动,利用千分表进行测量,测出最大度数和最小读数,计算出二者之差,即为主轴的旋转精度。
由于静态测量是在低速旋转环境下,而不是在主轴实际工作速度下进行的测量,因此并不能够反映出真正的主轴旋转精度。
动态测量和评定法:这是一种在主轴实际的工作转速之下,采用非接触式测量装置,测出主轴旋转运动精度误差的方法,包括主轴振动及高速旋转时的运动精度误差。
这种测量方法能够比较真实、全面地反映主轴的旋转精度情况。
目前已普遍采用的测量方法是:将一个标准圆球安装在主轴上,再将两个位移传感器以互成直角的方式,安装在主轴运动的两个敏感方向上。
主轴旋转时,两个位移
传感器同时测量回旋轴在不同敏感方向上的误差信息。
测量信号经放大后,由信号分析仪器或电子计算机进行处理,将结果输出到示波器上,或绘制出相应的误差图形曲线。