精密數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差的測(cè)定PAGEPAGE1PAGEPAGE2精密數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差的測(cè)定范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定行程小于2000mm立式三軸精密數(shù)控機(jī)床（以下簡(jiǎn)稱機(jī)床）在空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作臺(tái)上的多點(diǎn)熱誤差。GB/T17421.1-1998機(jī)床檢驗(yàn)通則第1部分：在無(wú)負(fù)荷或精加工條件下機(jī)床的幾何精度GB/T17421.3機(jī)床檢驗(yàn)通則第3部分：熱效應(yīng)的確定下列的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1機(jī)床熱誤差machinetoolthermalerror注：多種熱源包括環(huán)境溫度變化、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生熱量、導(dǎo)軌之間的摩擦生熱等。3.2接觸式探測(cè)系統(tǒng)contactingprobingsystem需與待測(cè)表面發(fā)生實(shí)體接觸的探測(cè)系統(tǒng)。注：探測(cè)系統(tǒng)是由測(cè)頭以及可附加配置的測(cè)頭加長(zhǎng)桿、測(cè)頭交換系統(tǒng)、探針、探針交換系統(tǒng)和探針加長(zhǎng)桿組成的系統(tǒng)。3.3實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器materialstandard置于機(jī)床的測(cè)量空間區(qū)內(nèi)，復(fù)現(xiàn)一要素可溯源尺寸量值的實(shí)物量具。符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。Ii：實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的編號(hào)，i取值為1,2,3，…，N，N為實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器總個(gè)數(shù)。Zi,0：機(jī)床運(yùn)行前第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Z點(diǎn)的初始Z向坐標(biāo)。X1i,0：機(jī)床運(yùn)行前第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X1點(diǎn)的初始X向坐標(biāo)。X2i,0：機(jī)床運(yùn)行前第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X2點(diǎn)的初始X向坐標(biāo)。Y1i,0iY1Y2i,0iY2Zi,n：機(jī)床運(yùn)行后第n次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Z點(diǎn)的Z向坐標(biāo)，其中n為機(jī)床運(yùn)行后的測(cè)量總次數(shù)。X1i,n：機(jī)床運(yùn)行后第n次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X1點(diǎn)的X向坐標(biāo)。X2i,n：機(jī)床運(yùn)行后第n次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X2點(diǎn)的X向坐標(biāo)。Y1i,n：機(jī)床運(yùn)行后第n次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y1點(diǎn)的Y向坐標(biāo)。Y2i,n：機(jī)床運(yùn)行后第n次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y2點(diǎn)的Y向坐標(biāo)。Zi,k：機(jī)床運(yùn)行后第k次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Z點(diǎn)的Z向坐標(biāo)，其中k取值為1,2,3，…，n。X1i,kkiX1點(diǎn)的X2i,kkiX2點(diǎn)的Y1i,k：機(jī)床運(yùn)行后第k次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y1點(diǎn)的Y向坐標(biāo)。Y2i,k：機(jī)床運(yùn)行后第k次測(cè)量第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y2點(diǎn)的Y向坐標(biāo)。Zi：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Z點(diǎn)處的Z向熱誤差，其中，ZiZi,nZi,0。X1i：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X1點(diǎn)處的X向熱誤差，其中，X1iX1i,nX1i,0。X2i：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X2點(diǎn)處的X向熱誤差，其中，X2iX2i,nX2i,0。Y1i：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y1點(diǎn)處的Y向熱誤差，其中，Y1iY1i,nY1i,0。Y2i：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y2點(diǎn)處的Y向熱誤差，其中，Y2iY2i,nY2i,0。Xi

：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器饒X軸傾斜角度熱誤差，其中Xi

tan1Y2iY2id9

，d9為實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上測(cè)點(diǎn)Y1和Y2的間距。Y：第i個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器饒Y軸傾斜角度熱誤差，其中Y

tan1X2iX2i。i i9dd精密數(shù)控機(jī)床測(cè)定前的安裝遵守GB/T17421.1-1998第3章的準(zhǔn)備工作。1μmZ+X+Z+X+Y+1234圖中：1——接觸式探測(cè)系統(tǒng)；2——實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器；3——定位板；4——磁片；5——螺栓和螺母。圖1機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差測(cè)定裝置圖452/X2Y1Y2ZGB/T17421.3的規(guī)定，圖中：d5——30mm；d6——30mm；d7——150mm；d8——40mm；d9——70mm；d10——35mm。圖2實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器圖機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差的測(cè)定至少需用9個(gè)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器，并應(yīng)滿足工作臺(tái)長(zhǎng)度及行程的要求，實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器個(gè)數(shù)的選擇如表1所示。表1實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器個(gè)數(shù)的選擇表工作臺(tái)X向行程<800mm800mm～1200mm>1200mm實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器個(gè)數(shù)9121593I1、I2…I9ZZXXYXd2，Yd3+d4圖中：d1——550mm；d2——200mm；d3——60mm；d4——50mm。圖3實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器及定位板的安裝圖定位板3452表2定位板尺寸及實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器放置間距表單位：mm實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器個(gè)數(shù)d1d2d3d495502006050127502006050159502006050機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差測(cè)定前測(cè)定裝置的安裝如圖1所示，實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的固定和定位應(yīng)保證在機(jī)床行程范圍內(nèi)，且不影響機(jī)床的空運(yùn)轉(zhuǎn)過程。夾具45GB/T17421.1-1998/8.3.1主軸轉(zhuǎn)速宜為4000rpm～6000rpm。8.3.2進(jìn)給速度宜為400mm/min～600mm/min。、33Zi,0、

X1i,0

X2i,0

Y1i,0 Y2i,0、、 和 3minXY、、 和 Zi,kX1i,kX2i,k、Y1i,k和Y2i,k8.4.28.4.31051μm，結(jié)/表3測(cè)定參數(shù)序號(hào)測(cè)定參數(shù)測(cè)定工具測(cè)定目的1所有實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X1點(diǎn)的X向坐標(biāo)值接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的X向熱誤差2所有實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上X1點(diǎn)的X向坐標(biāo)值接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的X向熱誤差3所有實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y1點(diǎn)的Y向坐標(biāo)值接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的Y向熱誤差4所有實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Y2點(diǎn)的Y向坐標(biāo)值接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的Y向熱誤差5所有實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上Z點(diǎn)的Z向坐標(biāo)值接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的Z向熱誤差6Y1Y2Y接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的饒X軸傾斜角度熱誤差7X1X2X接觸式探測(cè)系統(tǒng)測(cè)定各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的饒Y軸傾斜角度熱誤差根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，宜參照附錄A的形式，表達(dá)各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)點(diǎn)的熱誤差變化過程。——測(cè)定日期；——機(jī)床的型號(hào)、編號(hào)及X、Y、Z三向行程；——定位板的尺寸；B附錄A（資料性附錄）精密數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差測(cè)定結(jié)果表達(dá)示例測(cè)定期尺： 機(jī)床號(hào)編號(hào) 主軸次轉(zhuǎn)間X、、Z方行： 測(cè)定具號(hào)工具度主軸速速度 實(shí)物準(zhǔn)個(gè)： 準(zhǔn)尺： 結(jié)果測(cè)定結(jié)果由各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)點(diǎn)的熱誤差變化曲線圖組成。以Z測(cè)點(diǎn)為例，具體樣圖見圖A.1。12341234567894035熱誤差/um30熱誤差/um2520151050 5 10 15 20 25 29測(cè)量次數(shù)圖A.1各實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器Z測(cè)點(diǎn)的熱誤差變化曲線附錄B（資料性附錄）精密數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差測(cè)定結(jié)果表達(dá)示例測(cè)定期尺： 機(jī)床號(hào)編號(hào) 主軸次轉(zhuǎn)間、YZ向程： 測(cè)定具號(hào)工具度主軸速速度 實(shí)物準(zhǔn)個(gè)： 準(zhǔn)尺： 結(jié)果準(zhǔn)器I1表B.1實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1熱誤差結(jié)果評(píng)估表測(cè)定參數(shù)計(jì)算值備注整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上X1點(diǎn)的坐標(biāo)差值測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1的X向熱誤差整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上X2點(diǎn)的坐標(biāo)差值測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1的X向熱誤差整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上Y1點(diǎn)的坐標(biāo)差值測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1的Y向熱誤差整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上Y2點(diǎn)的坐標(biāo)差值測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1的Y向熱誤差整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上Z點(diǎn)的坐標(biāo)差值測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1的Z向熱誤差整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上Y1點(diǎn)和Y2點(diǎn)的坐標(biāo)差值相減再除以h測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1繞X軸傾斜角度熱誤差整個(gè)測(cè)定周期內(nèi)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1上X1點(diǎn)和X2點(diǎn)的坐標(biāo)差值相減再除以h測(cè)定實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器I1繞Y軸傾斜角度熱誤差1010表B.2機(jī)床工作臺(tái)多點(diǎn)熱誤差結(jié)果評(píng)估表機(jī)床X向最大熱誤差點(diǎn)及熱誤差值：機(jī)床X向最小熱誤差點(diǎn)及熱