精密數控機床工作臺多點熱誤差的測定PAGEPAGE1PAGEPAGE2精密數控機床工作臺多點熱誤差的測定范圍本標準適用于測定行程小于2000mm立式三軸精密數控機床（以下簡稱機床）在空運轉條件下工作臺上的多點熱誤差。GB/T17421.1-1998機床檢驗通則第1部分：在無負荷或精加工條件下機床的幾何精度GB/T17421.3機床檢驗通則第3部分：熱效應的確定下列的術語和定義適用于本文件。3.1機床熱誤差machinetoolthermalerror注：多種熱源包括環境溫度變化、電機轉動產生熱量、導軌之間的摩擦生熱等。3.2接觸式探測系統contactingprobingsystem需與待測表面發生實體接觸的探測系統。注：探測系統是由測頭以及可附加配置的測頭加長桿、測頭交換系統、探針、探針交換系統和探針加長桿組成的系統。3.3實物標準器materialstandard置于機床的測量空間區內，復現一要素可溯源尺寸量值的實物量具。符號下列符號適用于本文件。Ii：實物標準器的編號，i取值為1,2,3，…，N，N為實物標準器總個數。Zi,0：機床運行前第i個實物標準器上Z點的初始Z向坐標。X1i,0：機床運行前第i個實物標準器上X1點的初始X向坐標。X2i,0：機床運行前第i個實物標準器上X2點的初始X向坐標。Y1i,0iY1Y2i,0iY2Zi,n：機床運行后第n次測量第i個實物標準器上Z點的Z向坐標，其中n為機床運行后的測量總次數。X1i,n：機床運行后第n次測量第i個實物標準器上X1點的X向坐標。X2i,n：機床運行后第n次測量第i個實物標準器上X2點的X向坐標。Y1i,n：機床運行后第n次測量第i個實物標準器上Y1點的Y向坐標。Y2i,n：機床運行后第n次測量第i個實物標準器上Y2點的Y向坐標。Zi,k：機床運行后第k次測量第i個實物標準器上Z點的Z向坐標，其中k取值為1,2,3，…，n。X1i,kkiX1點的X2i,kkiX2點的Y1i,k：機床運行后第k次測量第i個實物標準器上Y1點的Y向坐標。Y2i,k：機床運行后第k次測量第i個實物標準器上Y2點的Y向坐標。Zi：第i個實物標準器上Z點處的Z向熱誤差，其中，ZiZi,nZi,0。X1i：第i個實物標準器上X1點處的X向熱誤差，其中，X1iX1i,nX1i,0。X2i：第i個實物標準器上X2點處的X向熱誤差，其中，X2iX2i,nX2i,0。Y1i：第i個實物標準器上Y1點處的Y向熱誤差，其中，Y1iY1i,nY1i,0。Y2i：第i個實物標準器上Y2點處的Y向熱誤差，其中，Y2iY2i,nY2i,0。Xi

：第i個實物標準器饒X軸傾斜角度熱誤差，其中Xi

tan1Y2iY2id9

，d9為實物標準器上測點Y1和Y2的間距。Y：第i個實物標準器饒Y軸傾斜角度熱誤差，其中Y

tan1X2iX2i。i i9dd精密數控機床測定前的安裝遵守GB/T17421.1-1998第3章的準備工作。1μmZ+X+Z+X+Y+1234圖中：1——接觸式探測系統；2——實物標準器；3——定位板；4——磁片；5——螺栓和螺母。圖1機床工作臺多點熱誤差測定裝置圖452/X2Y1Y2ZGB/T17421.3的規定，圖中：d5——30mm；d6——30mm；d7——150mm；d8——40mm；d9——70mm；d10——35mm。圖2實物標準器圖機床工作臺多點熱誤差的測定至少需用9個實物標準器，并應滿足工作臺長度及行程的要求，實物標準器個數的選擇如表1所示。表1實物標準器個數的選擇表工作臺X向行程<800mm800mm～1200mm>1200mm實物標準器個數9121593I1、I2…I9ZZXXYXd2，Yd3+d4圖中：d1——550mm；d2——200mm；d3——60mm；d4——50mm。圖3實物標準器及定位板的安裝圖定位板3452表2定位板尺寸及實物標準器放置間距表單位：mm實物標準器個數d1d2d3d495502006050127502006050159502006050機床工作臺多點熱誤差測定前測定裝置的安裝如圖1所示，實物標準器的固定和定位應保證在機床行程范圍內，且不影響機床的空運轉過程。夾具45GB/T17421.1-1998/8.3.1主軸轉速宜為4000rpm～6000rpm。8.3.2進給速度宜為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/表3測定參數序號測定參數測定工具測定目的1所有實物標準器上X1點的X向坐標值接觸式探測系統測定各實物標準器的X向熱誤差2所有實物標準器上X1點的X向坐標值接觸式探測系統測定各實物標準器的X向熱誤差3所有實物標準器上Y1點的Y向坐標值接觸式探測系統測定各實物標準器的Y向熱誤差4所有實物標準器上Y2點的Y向坐標值接觸式探測系統測定各實物標準器的Y向熱誤差5所有實物標準器上Z點的Z向坐標值接觸式探測系統測定各實物標準器的Z向熱誤差6Y1Y2Y接觸式探測系統測定各實物標準器的饒X軸傾斜角度熱誤差7X1X2X接觸式探測系統測定各實物標準器的饒Y軸傾斜角度熱誤差根據記錄的實驗數據，宜參照附錄A的形式，表達各實物標準器測點的熱誤差變化過程?！獪y定日期；——機床的型號、編號及X、Y、Z三向行程；——定位板的尺寸；B附錄A（資料性附錄）精密數控機床工作臺多點熱誤差測定結果表達示例測定期尺： 機床號編號 主軸次轉間X、、Z方行： 測定具號工具度主軸速速度 實物準個： 準尺： 結果測定結果由各實物標準器測點的熱誤差變化曲線圖組成。以Z測點為例，具體樣圖見圖A.1。12341234567894035熱誤差/um30熱誤差/um2520151050 5 10 15 20 25 29測量次數圖A.1各實物標準器Z測點的熱誤差變化曲線附錄B（資料性附錄）精密數控機床工作臺多點熱誤差測定結果表達示例測定期尺： 機床號編號 主軸次轉間、YZ向程： 測定具號工具度主軸速速度 實物準個： 準尺： 結果準器I1表B.1實物標準器I1熱誤差結果評估表測定參數計算值備注整個測定周期內實物標準器I1上X1點的坐標差值測定實物標準器I1的X向熱誤差整個測定周期內實物標準器I1上X2點的坐標差值測定實物標準器I1的X向熱誤差整個測定周期內實物標準器I1上Y1點的坐標差值測定實物標準器I1的Y向熱誤差整個測定周期內實物標準器I1上Y2點的坐標差值測定實物標準器I1的Y向熱誤差整個測定周期內實物標準器I1上Z點的坐標差值測定實物標準器I1的Z向熱誤差整個測定周期內實物標準器I1上Y1點和Y2點的坐標差值相減再除以h測定實物標準器I1繞X軸傾斜角度熱誤差整個測定周期內實物標準器I1上X1點和X2點的坐標差值相減再除以h測定實物標準器I1繞Y軸傾斜角度熱誤差1010表B.2機床工作臺多點熱誤差結果評估表機床X向最大熱誤差點及熱誤差值：機床X向最小熱誤差點及熱