1、ICS 2504020J 53 圆目中华人民共和国国家标准GBT 1646212007部分代替GBT 16462-1996数控车床和车削中心检验条件第1部分：卧式机床几何精度检验Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centrI嚣一Part 1：Geometric test for machines with a horizontal workhoiding spindle2007-07-17发布(IS0 13041-1：2004，MOD)200712-0 1实施宰瞀徽鬻瓣警矬瞥星发布中国
2、国家标准化管理委员会况11前言1范围2规范性引用文件3术语和定义31数控车床32车削中心33机床的操作模式4简要说明41测量单位42参照GBT 174211一199843机床的调平44检验顺序45检验项目一46简图47刀架与刀具主轴-48机床的分类49软件补偿410最小允差-411机床的尺寸范围5几何精度51主轴箱主轴52主轴箱主轴与线性运动轴的关系53线性轴运动的角度偏差54尾座55刀架和刀具主轴56 回转主轴箱或回转刀架参考文献目 次GBT 1646212007lll11133333333477788mH龃n弛前 言GBT 1646212007GBT 16462数控车床和车削中心检验条件分
3、为8个部分：第1部分：卧式机床几何精度检验；第2部分：立式机床几何精度检验；第3部分：倒置立式机床几何精度检验#第4部分：线性和回转轴线的定位精度及重复定位精度检验；第5部分：进给、速度和插补精度检验第6部分；精加工试件精度检验第7部分：在坐标平面内轮廓特性的评定；第8部分：热变形的评定。本部分为GBT 16462的第1部分。本部分修改采用ISO 130411：2004数控车床和车削中心检验条件第l部分：卧式机床几何精度检验(英文版)。本部分与ISO 130411：2004相比，主要技术差异为：将47的b)、c)二项合并为一项I将G4检验方法中“产生的平面只许凹”改为“a)项检验产生的平面只许
4、凹”；在G7、G8、G9检验方法中。为了使检验方法更加明确，增加了相同的“注释”为了使G12检验项目适用更加明确，在检验方法中增加了“注释”；将G24改为G20，G20、G21、G22、G23分别改为G2l、G22、G23、G24增加了“z轴行程大于2 000 mm的该类机床也可参照使用”条款。为了方便使用，本标准作了如下编辑性修改：“本标准”改为“本部分”第4章标题“备注”改为简要说明i用小数点代替作为小数点的逗号，；对ISO 130411：2004中引用的其他国际标准标准，用已被采用为我国的国家标准代替相应的国际标准；删除了国际标准IsO 130411：2004的前言和引言。本部分代替GB
5、T 16462-1996数控卧式车床精度检验标准中几何精度检验项Ill。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国金属切削机床标准化技术委员会(SACTC 22)归口。本部分起草单位：沈阳车床研究所、沈阳数控机床有限公司、宁夏长城数控机床有限公司、南京数控机床有限公司、北京机床研究所。本部分主要起草人：王兴海、张连娣、滕立波、朱佥竞、李祥文、凌泽润、谷光慈、徐光武等。本部分所代替标准的历次版本发布情况为；GBT 16462-1996“几何精度检验”部分。数控车床和车削中心检验条件第1部分：卧式机床几何精度检验GBT 16462120071范围GBT 16462的本部分规定了床身上最大回转直径
6、至1 000 mm，线性轴线行程至2 000 mm的普通精度等级的数控卧式车床和车削中心的几何精度检验。z轴行程大于2 000 mm的该类机床也可参照使用。本部分还规定了各项几何精度检验的允差。本部分解释了数控车床和车削中心的不同概念、不同配置及通用特点，并提供了控制轴的术语和名称(见图1和表1)。本部分仅适用于机床的精度检验，它不适用于机床的运转检验(例如：机床的振动，异常的噪声，部件的爬行等检验)及机床的特性检验(如；速度，进给检验)，因为这些检验通常在精度检验之前进行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 16462的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
7、的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 174211一1998 机床检验通则 第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度(eqv ISO 2301：1996)GBT 19660-2005工业自动化系统与集成机床数值控制坐标系和运动命名(IsO 841：2001，IDT)JBT 386011998楔式动力卡盘分类和技术条件(eqv ISO 3442：1991)3术语和定义31数控车床numerically controlled turning machin
8、e数控车床是主运动为工件相对刀具旋转，切削能是由工件而不是刀具提供的数控机床。注：该类机床由数字控制装置提供自动功能。32车削中心turning centre车削中心是配有动力驱动刀具装置，并使夹持工件主轴具有围绕其轴线定位能力的数控机床。注，该类机床可以包括附加特性，如可以由刀库进行自动换刀。33机床的操作模式manual mode of numerical control数字控制或数据输入装置的操作模式，在这种模式下，输入的数据根据被执行的功能进行编译。331数字控制的手动模式manual mode of numerical control机床数字控制的非自动模式，在这种模式中，操作者无需
9、使用预编程的数据进行操作(例如，通过按钮或控制手柄来控制操作)。】GBT 1646212007332手动数据输入模式manual data input mode在数控装置上手动输入程序数据。333单程序段模式single block mode数字控制模式，在此模式下，操作者每次仅能执行一个控制数据程序段。334自动模式automatic mode数字控制模式，在此模式下，机床根据程序一直工作到程序结束或操作者停止为止。注：图中111的注释见表l。图1卧式车削中心示例表1术语序号 中文 英文1 床身 bed2 主轴箱 workhead3 主轴C轴 work spindleCaxis4 尾座R轴
10、tail stock，R axis5 第l床鞍，z轴 carriage，Z axis6 第l刀架滑板x轴 turret slide 1X axis7 垂直滑板，y轴 vertical slideY axis8 第2床鞍，Z。轴 carriage 2乙axis9 第2刀架滑板孔轴 turret slide 2Xz axis10 第l刀架和第2刀架 turret headl and 211 第1刀架刀盘和第2刀槊刀盘 indexing turret 1 and 2五戗4简要说明GBT 164621200741测量单位在本部分中，所有的线性尺寸、偏差和相应的允差都用毫米单位来表示，角度尺寸按度表示，
11、而角度误差及相应的允差用比值表示，但是在有些场合，也可使用微弧或角秒来表示，其换算关系见下式：00101 00010“rad2”42参照GBT 1742111998使用本部分时应参照GBT 1742111998，尤其是机床检验前的安装、主轴和其他运动部件的温升、检验方法和检验工具的推荐精度。在“检验方法”一栏中，表述了该项检验所参照的GBT 174211一1998的有关条款，以及所涉及的GBT 174211一1998的有关规定。43机床的调平在对机床进行检验之前，应当根据供货方(或制造厂)的推荐值对机床进行调平(参见GBT 1742111998中的311)。44检验顺序本部分中所列出的检验项目
12、顺序，并不表示实际检验顺序，为了拆装检验工具和检验方便，可按任意顺序进行检验。45检验项目检验机床时，根据结构特点并不是必须检验本部分中的所有项目。为了验收目的而要求检验时，经供货方(或制造厂)的同意，用户可以选择一些感兴趣的项目进行检验。但这些检验项必须在机床订货时明确提出。如果没有规定检验项目和相关费用的协议，仅仅参照本部分进行验收，对缔约双方都没有约束力。46简图为方便起见，本部分中与几何精度检验有关的简图只用一种类型的机床为例。47刀架与刀具主轴按31和32的定义，车削中心不仅配有固定的刀具，而且还配有动力驱动的旋转刀具，即刀架也应当有动力驱动机构。当使用的刀具数量超过刀架装刀能力时，
13、可以在刀架上配置自动换刀装置或更换刀架。对于可自动装刀的动力驱动主轴，也需要配置一个自动换刀装置。图2给出了刀架与刀具主轴的典型示例，具体布局如下：a) 卧式刀架：刀具相对于刀架回转轴线径向安装，这种刀架既可以配置固定的刀具，也可配动力驱动刀具或两种组合配置，b) 刀具径向安放的轮式刀架：刀具相对于刀架回转轴线径向安装，这种刀架可以只配置固定的刀具，也可以只配置动力驱动的刀具，或两种配置的组合Ic)刀具轴向安放的轮式刀架：刀具相对于刀架回转轴向安装。也可以是b)和c)两种型式的组合；d)直排刀架；e)斜式刀架：刀具只能在x轴或z轴方向上使用；f)带回转头的单刀具主轴：通过回转刀具头，刀具主轴可
14、在x轴和z轴方向上运动，但需要一个换刀装置和刀库g)斜式双刀具主轴头：一个主轴配置固定刀具而第二个主轴配置动力驱动刀具，可在z轴和x轴两个方向上加工，但需要一个换刀装置和刀库。3GBT 16462卜2007x1e、爿或z匡 犷 E 乳 1_Jb)x或z 图2刀架与刀具主轴布局48机床的分类481 总则本部分中涉及的机床可分为两类基本配置，见表2。A型配置尾座机床；B型不配置尾座机床。A型机床通常可进一步分为两种型式：A1型配置一个刀架；A2型配置两个刀架。B型机床通常可进一步分为四种型式：B1型配置一个主轴箱；B2型配置二个相对的主轴箱；B3型配置二个平行的主轴箱；B4型配置二个同轴旋转的主轴
15、箱。Zkc) d)xiiK 久i!L z，LEg)衰2机床配置示例GBT 1646212007A型(配置尾座)1配置个刀架 2配置二个刀架刀架型式：除d)型以外的所有型式 刀架型式t除d)型以外的所有型式注：二个刀架型式可以不同。I 忡 一 心-I I H r。毋zl p A叫册2f一一斟五曲z 广1降一n一I 忡广。l 1-J一 船zzB型(不配置尾座)1配置1个主轴箱刀架型式ta)、b)、c)、f)或g) 配置b)型刀架轴线运动 1 2 3 4 厂 田刀架 z或X Z X r_ 1主轴箱 X Z X或z B一半选项ty轴刀架运动(车削中心)B轴旋转主轴箱厂m m。f 忡 L山削I 心z赢髓
16、zl出H扫5GBT 16462T一2007衰2(续)B型(不配置尾座)2配置两个相对主轴箱 4配置同轴旋转主轴箱髓z ziB囝z；曲曲日进封乏髓五 zi营痧磊厂印r刀曲曲l p 叫 J而硼部件使用的符号蜀蠲髓 E玉归广帚印厂i 刀架型式l H b dH I 归昭任(。3配置两个平行的主轴箱 铲 Lz硼 早母令EE玉 zz硼轴线的运动可以通过主轴箱实现y轴运动为选项6GBT 16462卜一2007482直线运动为简便起见，图中和表中所列举的机床轴线都是按GBT 19660-2005的规定使用字母和数字命名的(如x。、x：)。在所有示例中字母可以用U、v或R替换。49软件补偿如果内置的软件手段能有
17、效地补偿几何精度、位置精度、轮廓精度和热效应的偏差，那么这些功能应根据用户和供货方(或制造厂)之间的协议的来使用。在使用软件补偿时，应在检验结果中予以说明。410最小允差当实测长度与本部分规定的长度不同时，允差按实测长度折算(见GBT 174211一1998中的23，11)，允差最小折算值为0005 mm。411机床的尺寸范围机床按主参数分为三个尺寸范围(见表3)。寰3机床的尺寸范围 单位为毫米主参数 范围1 范围2 范围3床身上最大回转直径 D250 25063公称卡盘直径 d125 125250注ll主参数的选择由制造厂确定。洼2；公称卡盘直径定义见JBT 386011998规定。GBT
18、16462120075几何精度51主轴箱主轴G1蛤磕商日【I强H日主轴端部：a)定心轴径的颈向跳动；b)周期性轴向窜动；c)主轴端面跳动。简图、a)XI P 嘲上毛c)T允差范围l 范围2 范围3a)0005，0008。0012；b)o005， o005， o005；c)0008，0010，0015。检验工具指示器、带钢球检验棒。检验方法参照GBT1742111998的a)56122；b)56221，56222；c)5632轴向力F的大小由供货商(或制造厂)规定，如果使用预加载荷轴承，则不必对主轴施加力。a) 当表面为圆锥面时，指示器的测头应垂直于圆锥表面。b)和c)每个主轴箱主轴均应检验并应
19、在最大直径上检测。8GBT 1646212007G2日主轴孔的径向跳动1)测头直接触及：a)前锥孔面b)后定位面。2)使用检验棒检验：a)靠近主轴端面b)距主轴端面300 mm处。擘鼐珥 、 ，、警劬档孓陀一 。L 。L允差1)a)和b)0008；2) 在300测量长度上或全行程上(全行程300时)：范围l 范围2 范围3a)0010，0015，0020；b)0015，0，020，0025。检验工具指示器和检验棒。检验方法(参照GBT 1742111998的56123)对于2)项检验应在ZX和YZ平面内进行。检验时将主轴缓慢旋转，在每个检验位置至少转动两转进行检验。拔出检验棒，使其相对主轴旋转
20、90。重新插入。至少重复检验4次，偏差以测量结果的平均值计。测量时，应减少切向力对测头的影响。每个主轴箱主轴均应检验。GBT 164621200752主轴箱主轴与线性运动轴的关系G3检验项目z轴运动(床鞍运动)对主轴轴线的平行度：a)在ZX平面内，b)在YZ平面内。简图Z鞋I Vb、 J。oo允差在300测量长度上或全行程上(全行程300时)：范围1 范围2 范围3a)00100015。0020；b)0015。0020，0025。检验工具指示器和检验棒。检验方法(参照GBT 1742111998的54121；54223)旋转主轴至径向跳动的平均位置，然后在z轴方向上移动床鞍检验，偏差以指示器读
21、数的最大差计。每个主轴均应检验。lOGBT 1646212007G4检验项目主轴(C轴)轴线对a)x轴线在zx平面内运动的垂直度fb)y轴线在YZ平面内运动的垂直度(当有y轴时)。简图x rflyL。，P 谁1“ U黠叫一 V一翻-_()一允差在300测量长度上或全行程上(全行程300时)(a90。)：范围1 范围2 范围3a)0015，0015，0025；b)0020，0020，0020。检验工具指示器、花盘及平尺。检验方法(参照GBT 174211一1998的55223)将指示器固定在转塔刀架上，并靠近刀具位置。将平尺固定在花盘上，花盘安装在主轴上。旋转主轴。使平尺的端面与主轴(c轴)旋转
22、平面平行并近似与x(y)轴轴线平行。应在x(y)轴线运动的若干位置上进行测量，然后将主轴回转180。进行第二次测量。偏差以两次测量读数平均值的最大差值计。除非用户与供货方(或制造厂)之间有特殊协议，否则a)项检验产生的平面只许凹。每个主轴箱主轴均应检验。GBT 1646212007检验项目y轴运动(刀架)对x轴运动(刀架滑板)的垂直度。本项也适用于x轴线对y：轴线的垂直度检验。G5简图允差在300测量范围上或全行程上(全行程300时)范围l 范围2 范围30020，0020，0030。检验工具指示器、直角尺。检验方法(参照GBT 1742111998的55224)放置直角尺，使其基准面与x轴线
23、运动平行。移动指示器，使其测头触及角尺的垂直面。利用y轴运动在垂直面内进行检验。偏差以测量范围内最大读数差值计。L。rGBT 1646212007G6检验项目两主轴箱主轴的同轴度(仅用于相对布置的主轴)：a)在ZX平面内；b)在yZ平面内。厂2，4 飞正趣，。厂二厂一L_一 二，广u一j爿、 、丫一丫允差在100测量范围内：范围1 范围2 范围3a)和b)0010，0015，0015。检验工具指示器和检验棒。检验方法(参照GBT 174211一1998的5442)将指示器固定在第一个主轴箱主轴上，检验棒插入第二个主轴箱主轴内。a)旋转第一个主轴，使指示器位于ZX平面内，并使指示器测头在距离第二
24、主轴端部100 mm处(A点位置)触及检验棒。旋转第二根主轴找出径向跳动的平均位置测取读数。然后将第一根主轴旋转180。得到第二个读数，在B点位置重复上述测量。b) 在yz平面内重复进行上述检验过程。在ZX和坨两个平面内的A和B位置，同轴度偏差以o。和180。所测取的读数之间的差值的12计。GBT 164621200753线性轴运动的角度偏差检验项目 G7z轴运动(床鞍运动)的角度偏差：a)在YZ平面内(俯仰)；b在XY平面内(倾斜)；c)在ZX平面内(偏摆)。L 四。b)向 jb、 蚌：到5寺咿剑由巡多允差a)、b)和c) Z500，00401 000(或8”)；500a)允差a)和b)L=
25、100，0030。检验工具检验棒和指示器。检验方法(参照GBT 1742111998的54223)将检验棒固定在刀架(或刀夹)工具安装孔内上，固定指示器使其测头分别在ZX、YZ平面内触及检验棒。每个工位均应检验。刀架应处在前部位置或尽可能地接近主轴。如果工具定位方式需要法兰连接的，检验棒应重新设计。GBT 1646212007特嘧坷目 G16一刀架工具孔轴线对x(X。)轴运动的平行度：a)在ZX平面内；b)在XY平面内。此项检验适用于工具安装孔轴线与主轴轴线垂直的刀架。简图 r习户 a)0010；0015；0020。b)0015；0020；0025。2)a)和b)0010；0015；0020。
26、检验工具检验棒，指示器支架。检验方法(参照GBT 1742111998的56123，5632)在zX和YZ面内检测。应至少重复四次检验，每次都将检验棒相对主轴旋转90。重新插入，记录读数的平均值。测量时，应减少切向力对测头的影响。所有的主轴均应进行检验，并且在最大直径上测取读数。2)中的b)项检验应在最大可能半径上进行检验。GBT 1646212007G19蜘骑饰自1置H巩日刀具主轴轴线对z轴运动的平行度：a)在ZX平面内；b)在YZ平面内。此项检验适用于所有动力刀架主轴。简围。L4蜢两 渤、 鱼L_u U燮 蚶I搿厂工彳r丌 、谢、 K。，L 一飞 到Xl书V注：Z可以用Zz，X或Xz代替。
27、允差8)和b)在100测量长度上为0020。检验工具检验棒和指示器。检验方法(参照GBT 1742111998的54121，54223)旋转刀具主轴使其处于径向跳动的平均位置，然后在z轴方向移动刀架。测取读数的最大差值。或沿检验棒测取读数，将主轴旋转180。重复上述检验。偏差为两次测量读数的代数和之半计。每个刀具主轴均应检验。GBT 16462一2007G201址目Mq目刀具主轴轴线对X轴运动的平行度a)在Xy平面内b)在2X平面内。此项检验适用所有动力刀架主轴。筒囝 习b 罾 lx 少 彳面 n，岛爿 jl i：j。LJ注；X可以用X 2代替。允差在100测量长度上为0020。检验工具检验棒
28、。指示器支架。检验方法(参照GBT 1742111998的54121，54223)a)旋转刀具主轴使其处于径向跳动的平均位置，然后在x轴方向移动刀架。测取读数的最大差值。或沿检验棒测取读数将主轴旋转180。重复上述检验。偏差为两次测量读数的代数和之半计。每个刀具主轴均应检验。b)在ZX面内重复上述检验。GBT 1646212007G2l检验项目工件主轴轴线与刀具主轴轴线在y方向的位置差：a)两个主轴相互平行；b)两个主轴相互垂直。简图1) 2)k碑 1搬一 川闺r_|z ZL 一 一髟钐彩穆彩么移彩形移黝 彩钐黝VilII够 彩黝允差范围1 范围2和范围3a)和b)：o030 0040检验工具
29、检验棒、指示器支架。检验方法(参照GBT 1742111998的a)5442；b)5432)将指示器固定在工件主轴上，检验棒插入刀具主轴fL内。a)定位刀具主轴位置，使其在YZ平面与工件主轴成一直线。指示器的测头在尽可能靠近刀具主轴端部处触及检验棒。旋转工件主轴，在YZ平面内位于o。和180。两个位置测取读数。b) 固定指示器位置，使其在YZ平面内触及检验棒，沿z方向移动刀架并在检验棒最高点记录读数，记录z位置。移开床鞍使指示器清零。将工件主轴旋转180。，然后使床鞍在z位置重新定位，重复移动溜板，以便找到最低点，并记录最低点的数值。位置差为o。和180。测量读数差值之半。每个工位均应检验。5
30、53 刀架转位的定位精度和重复定位精度GBT 16462卜一2007G22检验项目刀架转位的重复定位精度：a)在YZ平面内fb)在ZX平面内。P 再F乒拄xl 旷协允差范围1 范围z 范围3L=50 L一100 L一100a)和b)0005 0010 0015检验工具检验棒和指示器。检验方法(参照GBT 174211一1998的642)刀架位于行程的中间位置。在距刀架端面或刀具安装面L处，固定指示器使其测头在o。和90。触及检验棒，记录刀架轴线位置和指示器的读数。沿与检验棒轴线平行方向移开刀架指示器读数清零，将刀架转位360。，在自动循环状下，将刀架移动到所记录的位置，重新记录指示器的读数。重
31、复3次检验，每次开始检验时都应将指示器读数复零。偏差以3次测量结果中的最大差值计。应至少在刀架三个不同工位上进行检验，每次检验指示器读数都应复零。GBT 16462卜一2007G23检验项目刀架转位的定位精度。简图y 谨 一、上p饧f- 一 斛上J 、 h ， 2耳一捌 一弥 1。、允差范围1 0030范围2和范围3 0040。检验工具指示器。检验方法(参照GBT 1742111998的64)将指示器测头分别触及刀架工具孔或槽(n、6、c位置)上，记录刀架轴线位置并记录指示器的读数。移开刀架，指示器读数复零，将刀架转到下一工位，刀架轴线重新复位，记录指示器读数。如果使用刀架工具安装基面，那么指
32、示器测头还应触及，面进行检验。每个工位重复3次检验，所有指示器读数的最大差值即为刀架转位的定位精度，刀架转位的重复定位精度可能影响测量读数。56回转主轴箱或回转刀架GBT 16462。12007G24检验项目a)工件主轴轴线(B轴)的回转平面对ZX平面的平行度；b) 刀架轴线(B轴)的回转平面对zx平面的平行度。简图XZ 麓而一8厂 邋一Vf允差在300半径的转角内：30。，001060。，0020。检验工具检验棒和指示器。检验方法(参照GBT 1742111998的5432)将检验棒插入平行于zX平面的主轴内。指示器测头在距离B轴回转轴线大约300 him处触及检验棒，然后转塔头转+30。，在同一位置测头重新触及检验棒。转塔头转一30。，在相同检验位置上测量检验棒的高度。至少重复进行3次检验，最大读数差即为平行度偏差。GBT 1646212007参考文献1GBT 4020-1997卧式车床精度检验E23 GBT 8129-1997工业自动化系统机床数值控制 词汇3ISO 6155：1998机床 卧式转塔车床和单轴自动车床检验条件精度检验
