大型數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收

對(duì)集機(jī)、電、液、氣于一體的進(jìn)口大型數(shù)控機(jī)床(含加工中心)的驗(yàn)收，無(wú)論是預(yù)驗(yàn)收、還是最終驗(yàn)收，都是十分重要的。它是對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試的質(zhì)量，特別是對(duì)機(jī)床精度的總體檢驗(yàn)。它直接關(guān)系到機(jī)床的功能、可靠性、加工精度和綜合加工能力。

然而在實(shí)際驗(yàn)收中，常常會(huì)出現(xiàn)一些帶有技術(shù)性或管理性的問(wèn)題。如果不能得到及時(shí)的正確處理，將會(huì)影響到機(jī)床的驗(yàn)收質(zhì)量。
1、床身導(dǎo)軌縱向直線度的調(diào)整
大型數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控龍門銑床、落地式鏜銑床，重型數(shù)控轉(zhuǎn)子車床等，其床身較長(zhǎng)，多由數(shù)段組成。其床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線度的調(diào)整，一般都按機(jī)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定調(diào)成中凸曲線。把導(dǎo)軌人為地調(diào)成中凸形狀，其實(shí)質(zhì)是一種預(yù)載。用預(yù)載產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，抵抗工作臺(tái)、工件的重力及切削加工產(chǎn)生的垂直切削分力，使工作臺(tái)或刀架拖板在切削過(guò)程中處于水平狀態(tài)，進(jìn)而保證工件加工面的平直度。
大型數(shù)控機(jī)床安裝在恒溫環(huán)境中，如上述調(diào)成中凸形狀，使用中是沒(méi)有問(wèn)題的。但安裝在常溫環(huán)境中，如環(huán)境溫度為0～5℃或5～10℃時(shí)，其導(dǎo)軌該如何調(diào)整由于環(huán)境溫度變化，床身上、下有溫度差存在，形成自上而下的溫度梯度。夏季導(dǎo)軌上表面溫度高，下表面溫度低。溫度差t1-t2使上表面伸長(zhǎng)大于下表面，呈上拱形狀。而到冬季，剛好相反。由于t2-t1的溫度差存在，下表面的收縮大于上表面，導(dǎo)軌呈下?lián)闲螤?。機(jī)床維修實(shí)踐也證實(shí)了這一點(diǎn)：溫度較高時(shí)(夏天)導(dǎo)軌上拱；溫度較低時(shí)(冬天)，導(dǎo)軌凹心。
2、關(guān)于幾何精度的檢驗(yàn)器具
數(shù)控機(jī)床幾何精度基本上都要比普通機(jī)床高，普通機(jī)床用的檢具、量具，往往因自身精度低，滿足不了檢測(cè)要求。如龍門銑，檢測(cè)附件銑頭HS350C主軸在0°、90°、180°、270°相對(duì)于滑枕的垂直度時(shí)，允差0.02mm/500mm。用科堡機(jī)床公司帶的長(zhǎng)1050mm、?105mm的檢驗(yàn)棒，其各向母線直線度誤差均小于0.005mm。從羅馬尼亞阿莫斯(ARMUS)機(jī)床公司進(jìn)口的數(shù)控5m立車，銑刀架滑枕需檢測(cè)同樣精度。自制一檢驗(yàn)棒，母線直線度誤差大于0.03mm，超出檢測(cè)精度值，無(wú)法使用。
3、關(guān)于負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)
負(fù)荷試驗(yàn)是檢驗(yàn)機(jī)床是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的承載能力，及其在負(fù)荷狀態(tài)下各機(jī)構(gòu)工作是否正常，其工作的平穩(wěn)性、準(zhǔn)確性、可靠性是否達(dá)到規(guī)定要求的重要手段。有人擔(dān)心負(fù)荷試驗(yàn)會(huì)損壞機(jī)床，降低甚至破壞機(jī)床精度。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，負(fù)荷試驗(yàn)前后均應(yīng)檢驗(yàn)機(jī)床的幾何精度。工作精度試驗(yàn)亦放在負(fù)荷試驗(yàn)后進(jìn)行。其目的均是對(duì)機(jī)床的進(jìn)一步檢驗(yàn)。
如前述龍門銑、負(fù)荷試驗(yàn)是在極限狀態(tài)下進(jìn)行的。滑枕伸出1m(技術(shù)規(guī)范規(guī)定，滑枕伸出1m可傳遞額定功率)，功率達(dá)120kW(額定功率95kW)。試驗(yàn)后測(cè)試滑枕兩個(gè)方向的垂直度，其誤差值比靜態(tài)時(shí)還小了。從美國(guó)莫林(MOLINE)公司進(jìn)口的MF195型數(shù)控多頭鉆床，按規(guī)定裝上10只?38mm鉆頭做加工100只孔的負(fù)荷試驗(yàn)。完成后用10只?25mm鉆頭，做連續(xù)鉆削500只孔的鉆削精度試驗(yàn)。精度要求(?25+0.125-0.05)mm，實(shí)測(cè)為(?25+0.020)mm。實(shí)踐證明，負(fù)荷試驗(yàn)不會(huì)損壞機(jī)床，不會(huì)降低機(jī)床精度。
對(duì)于預(yù)驗(yàn)收時(shí)已做過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)，對(duì)整體發(fā)運(yùn)到用戶的小型機(jī)床或加工中心，最終驗(yàn)收時(shí)可考慮免做。而對(duì)于解體發(fā)運(yùn)到用戶的大型機(jī)床，最終驗(yàn)收時(shí)負(fù)荷試驗(yàn)不可免做。因?yàn)橹匦掳惭b、調(diào)試、試車和預(yù)驗(yàn)收時(shí)的環(huán)境等條件已不相同。預(yù)驗(yàn)收合格，不能等同于最終驗(yàn)收合格。
在檢測(cè)龍門銑銑頭相對(duì)工作臺(tái)的垂直度，如檢測(cè)意大利貝拉爾蒂鏜床立柱移動(dòng)相對(duì)于工作臺(tái)的垂直度時(shí)，需用1.5m×2m、直線度誤差≤0.01mm、角度誤差為2″的直角尺。 
針對(duì)這一普遍存在的問(wèn)題，解決辦法有兩個(gè)：

①在機(jī)床訂貨時(shí)提出哪些量檢具由制造廠提供，列入合同條款。 

②用切削加工替代精度檢驗(yàn)。對(duì)于那些必須檢而又無(wú)替代量檢具的精度項(xiàng)目 
由于被測(cè)坐標(biāo)軸長(zhǎng)度不盡相同，因而其定位精度的線性允差的給定方式不應(yīng)是單一的，而應(yīng)有所區(qū)別。國(guó)標(biāo)GB10931-89數(shù)字控制機(jī)床位置精度的評(píng)定方法中規(guī)定，軸線定位精度線性允差的給定方式主要有以下幾種：
①在全行程上規(guī)定允差； 
②根據(jù)被測(cè)對(duì)象長(zhǎng)度分段規(guī)定允差； 
③用局部公差方式規(guī)定允差；
既規(guī)定局部公差，同時(shí)也規(guī)定全行程允差。
4、定位精度的檢測(cè)
檢測(cè)機(jī)床的定位精度，常用標(biāo)準(zhǔn)有兩種：
①德國(guó)VDI/DGQ3441標(biāo)準(zhǔn)(機(jī)床運(yùn)行精度和定位精度的統(tǒng)計(jì)方法)。 
②美國(guó)AMT標(biāo)準(zhǔn)(美國(guó)機(jī)械制造技術(shù)協(xié)會(huì)制定)。
用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量數(shù)據(jù)的整理均采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。即沿平行于坐標(biāo)軸的某一測(cè)量軸線選取任意幾個(gè)定位點(diǎn)(一般為5～15個(gè))，然后對(duì)每個(gè)定位點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行多次定位(一般為5～13次)?？蓡蜗蜈吔ㄎ稽c(diǎn)，也可以從兩個(gè)方向分別趨近，然后對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，求出算術(shù)平均值。進(jìn)而求出平均值偏差、標(biāo)準(zhǔn)差、分散度。分散度代表重復(fù)定位精度，它和平均值偏差一起構(gòu)成定位精度，兩者之和是在任意兩點(diǎn)間定位時(shí)可能達(dá)到的最大定位偏差。