1、数控机床初级（数控机床零件加工精度的检测和质量分析）模拟试卷1 及答案与解析一、问答题1 怎样进行数控工序的零件检测?2 数控加工中零件尺寸精度检测应注意哪些事项?3 数控加工中零件形状精度检测应掌握哪些要点?4 数控加工中零件位置精度检测应掌握哪些要点?5 数控机床切削用量对加工精度有哪些影响?6 数控机床的性能和精度对加工精度有哪些影响?7 数控机床刀具的选择和使用对加工精度有哪些影响?8 数控机床的加工操作对加工精度有哪些影响?9 数控机床的夹具选用不当对加工精度有哪些影响?10 数控机床加工工艺与程序编制对加工精度有哪些影响?11 使用游标卡尺检测数控加工零件应掌握哪些要点?12 使用
2、螺旋微分量具检测数控加工零件应掌握哪些要点?13 使用角度量具检测数控加工零件和找正零件或夹具加工位置应掌握哪些要点?14 使用百分表和千分表检测和找正零件加工位置应掌握哪些要点?15 怎样使用标准量块进行测量?16 怎样检测螺纹加工精度?17 光学分度头有哪些使用范围和结构特点?18 怎样使用光学分度头检测分度装置和零件?19 怎样使用浮标式气动量仪检测零件?20 什么是三坐标测量仪?使用三坐标测量仪应掌握哪些基本特点?21 使用三坐标测量机应掌握哪些基本方法?22 怎样使用三坐标测量机测量立体曲面?23 数控机床的加工误差有哪些基本类型和原因?24 数控加工误差检查分析有哪些主要步骤?25
3、 怎样分析数控车削轴类零件的加工误差?26 怎样分析数控铣削连接面和沟槽零件的加工误差?27 怎样分析使用数控铣床或加工中心进行箱体零件孔系加工的误差原因?28 怎样分析模具型面数控加工的误差原因?29 怎样避免手工编程和参数输入差错对加工精度的影响?30 怎样避免数控程序释读不熟练对加工精度的影响?31 怎样避免机床操作失误对加工精度的影响?32 怎样避免工件装夹不合理对加工精度的影响?33 怎样避免程序编制不合理对加工精度的影响?34 怎样避免选择的机床不适用对加工精度的影响?35 怎样避免使用的机床出现隐含故障对加工精度的影响?数控机床初级（数控机床零件加工精度的检测和质量分析）模拟试卷
4、1 答案与解析一、问答题1 【正确答案】 与普通机床的金属切削加工工序类似，数控机床的零件检测也可分为序前检测、序内检测、序间检测和序后检测。(1)序前检测 在进入数控加工工序前，需要对预制件或坯件进行必要的检测，检测包括以下内容：加工余量。坯件需要检测各加工部位的加工余量；精加工的预制件要检测精加工表面的加工余量。基准表面的形状和位置精度。基准是加工中十分重要的面线点，在加工中一般是定位的基准，因此需要在序前进行形状和位置精度的检测，以保证数控加工时零件的定位精度。如采用面定位的要检测定位面的平面度及其与其他部位的位置精度。表面粗糙度。检测基准面的表面粗糙度，保证定位精度；检测粗加工表面的表
5、面粗糙度，结合精加工余量，以保证精加工表面无粗加工残留痕迹。(2)序内检测 主要是指数控加工中采用试加工方式确定某些加工调整数据的需要进行序内检测。例如在精加工中采用刀具补偿来保证尺寸加工精度的需要进行序内检测；又如采用数控半精加工的，需要对精加工余量进行检测的也需要进行序内检测。序内检测一般通过程序中的暂停程序段进行。(3)序间检测 因数控加工属于工序集中的加工，因此主要是指数控加工过程中工件重新装夹或加工中换刀的工步间的检测。对于上下工序、工步有关联的一定要安排序间检测。对于穿插在数控工序间的普通工序，也需要进行序间检测。(4)序后检测 也称独立检测，一般是工序完毕后进行检测，检测出的误差
6、在后续加工中进行调整。例如工件表面粗糙度通过换刀调整、切削用量调整；工件尺寸精度通过刀具补偿参数调整等。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析2 【正确答案】 数控加工中，零件尺寸精度的测量应注意以下事项：(1)基准 图样上的尺寸基准是零件设计的基准，在加工中装夹时进行定位和找正的是定位基准，而在加工的过程中，零件形成的尺寸精度是按工件坐标系的零点来确定的，因此零件的检测要注意数控加工中的基准重合原则，尽可能减少因基准转换产生的检测误差。(2)尺寸链在加工中经常会使用基准转换的方法，基准转换后，尺寸精度的检测还应注意尺寸链的换算。(3)尺寸的波动 数控机床的加工由于受机床精度的影响
7、，会使加工尺寸产生一定范围的波动，因此注意检测尺寸精度的波动范围，以便进行适当的刀具补偿进行波动范围的控制。(4)量具精度尺寸精度的测量精度与量具的精度有关，因此需要注意量具精度的校核。对于一些大尺寸的测量，组装式量具的校核十分重要。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析3 【正确答案】 数控加工中零件形状精度检测应掌握以下要点：(1)直线度和平面度检测 两点确定一直线是检测直线度的基本依据。用百分表检测直线度，是检测直线上各点与检测基准面的等高误差；用直尺贴合法检测直线度是使用塞尺检测被测直线与基准直线或面的间隙大小来判断直线度误差的。平面度检测主要是根据平面的几何特性进行的，例
8、如根据三点定一个面的几何法则，在检测较大平面的平面度时，一般使用三点支承的方法，即用三个可调顶尖，将工件的被检测平面顶尖上方三点调整得与标准平板等高，然后用百分表检测平面上其他点与该三点的高度差是否在平面度允差范围内。又如根据各个方向都是直线的面是平面的几何特点，较小的平面可以使用刀口直尺，在平面的各个方向进行直线度检测，若各个方向的直线度误差都在平面度的允差范围内，则被检测平面符合形状精度技术要求。(2)圆度和圆柱度检测 圆度和圆柱度是圆的线轮廓精度和面轮廓精度，检测圆度是根据圆的几何定义检测的，即检测部位的各个点是否与定点(圆心)等距离。检测圆柱度需要在被检测圆柱面各个截面上检测圆度误差，
9、然后进行圆柱度误差的评定。具有基准轴线的圆柱面，可使用百分表检测圆柱面与轴线的等距离误差来判断圆柱度误差。用检测圆的直径尺寸来检测圆度时，需要进行三个以上部位的直径检测，且检测后的圆度可能会存在多角形误差。用检测圆柱面轴向多个法截面的圆度来检测圆柱度误差时，注意检测圆柱面的轴线直线度误差。(3)轮廓度检测轮廓度有线轮廓度和面轮廓度检测，一般都采用样板进行检测，注意检测样板的检测位置，误差的判定是根据测量部位轮廓线与样板基准轮廓线的间隙来确定的。一些测量用样板有检测定位基准，可将样板按基准定位后检测轮廓度误差。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析4 【正确答案】 数控加工中零件位置
10、精度检测应掌握以下要点：(1)垂直度和平行度检测 垂直度检测的面、线与基准面线之间的夹角为 90，因此检测时需要采用基准工具或角度量具，常用的是精密方箱、直角铁和 90角尺。检测时一般是通过百分表的示值差和角尺测量面与被测部位的间隙来确定垂直度误差的。平行度是面、线与基准面线的等距离误差，因此一般是使用百分尺、百分表进行检测，百分表是检测工件被测部位与基准面线的等高度误差来确定平行度误差，百分尺是通过检测被测部位与基准部位的等尺寸误差来确定平行度误差。使用标准平板和百分表检测时注意工件基准与标准平板应处于贴合或平行的位置，百分表检测点的位置应符合检测部位的几何特性，直线应在两点以上，平面在不共
11、线的三点以上；应用百分尺检测等尺寸的检测点也应符合以上选点要求。(2)同轴度和对称度检测 同轴度是旋转面轴线的重合度精度，因此检测时一般将基准旋转面与基准工具接触，例如检测套的外圆与内孔的同轴度，将基准外圆柱面放置在 V 形块的 V 形槽内，用百分表接触内孔表面，旋转工件，可测得外圆柱面与内孔的同轴度误差。对称度是被测部位对中间平面或线的等距离误差，例如矩形工件上两个平行孔对侧面中间平面的对称度。检测的方法一般也是使用等高度百分表检测法和常规量具的等尺寸检测法进行检测。检测槽、孔的对称度时，注意槽或孔的自身尺寸精度和形状精度。(3)倾斜度和跳动检测 倾斜度是零件上与基准面或线成一定角度的面或线
12、与预定理想角度的偏离程度。检测时一般使用角度量具，如游标角度尺，百分表、量块组和正弦规等。检测时应注意检测位置的准确性，线与基准线的倾斜度检测位置应在通过两线的平面内检测。若是异面直线，检测平面应过一直线且与另一直线平行。线与面的倾斜度检测平面应过直线且与平面垂直。面与面的倾斜度，检测平面应同时与两个平面垂直。跳动有圆跳动和全跳动之分，检测时应注意圆跳动是指示器在固定位置(径向、轴向) 检测旋转面绕轴线旋转一周的读数差，而全跳动是指示器沿旋转面全长做轴向移动，在多个轴向位置检测整个旋转面绕轴线旋转一周的读数差。(4)位置度检测 加工后零件上的点线面偏离理想位置的程度称为位置度，常见的位置度测量
13、如孔距测量等，检测时一般都是检测被测对象与基准的尺寸精度来确定位置度误差的。检测时注意孔的尺寸精度和形状精度，在采用间接测量法时，必须检测孔的实际尺寸和实际形状误差，以保证位置度检测数据的准确性。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析5 【正确答案】 数控机床的切削用量是由主轴转速功能指令和进给功能指令给定的，操作工基本上是按工艺文件规定进行的，因此余量的分配、进给量和切削速度的确定，一般都经过工艺验证后在工艺文件上有明确的规定。此时，数控机床操作工应按照工艺文件规定数据进行加工。由于加工速度和切削用量有密切的关系，一有切削用量调整技能的操作工会在加工中提高切削用量，缩短加工时间，
14、由于不适当的选择或改动，可能会引起一定的质量问题。例如对于公差比较小的精加工，可能会使尺寸精度和表面粗糙度达不到图样要求；又如在自动循环的加工指令中，改变了循环切削中的背吃刀量，可能会加剧工件的热变形和切削应力变形，从而影响加工精度；再如，由于切削用量提高以后，刀具的尺寸精度寿命受到影响，若批量加工中，会出现尺寸精度波动幅度加大，时有越出控制范围的波峰谷底现象，影响加工精度的稳定性。对于一些考试场合的工件，若选择的切削用量不合适，而操作工对切削用量的综合考虑与调整又缺乏实际能力的，可能会产生刀具过早损坏、切削过程工艺系统振动加剧、加工精度不稳定等问题。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和
15、质量分析6 【正确答案】 (1)选择的机床不适用如机床规格不适用，加工零件受到行程限制，加工过程采用工序分拆方法，由于工件装夹定位、刀具对刀调整等误差影响加工精度。如机床功能不适用，加工深孔没有内冷却功能，刀具和工件切削热无法及时传递散发，从而影响深孔的加工精度，甚至造成工件报废。如机床系统不适用，加工圆周均布槽的工件无法使用极坐标编程，若将图样分布圆和等分夹角化为直角坐标又十分繁琐，不仅增加了编程计算工作量，还会影响加工精度。如机床的精度等级不适用，稳定加工精度等级低于零件图样的精度要求，使得加工无法达到要求。(2)使用的机床调整不当如机床主轴轴承间隙调整不当，或受冲击后轴承局部损坏，影响零
16、件加工表面质量和尺寸精度。如回转工作台的锁紧机构定位机构调整不当，影响分度精度和重复定位精度，从而影响角度分度和等分零件的加工精度。如进给传动系统的间隙消除机构调整不当，机床有反向死区，会影响需要双向进给运动进行切削加工零件的加工精度。如机床的导轨间隙和预紧调整不当，影响机床的位移精度，直接影响加工精度。如机床主轴伺服电动机与主轴的传动带张力不够、联轴器间隙过大，会引起切削停顿，影响加工表面质量。(3)使用的机床出现故障如主轴由于切削冲撞，致使轴承松动、局部损坏，引起主轴回转精度降低，或产生切削振动，影响加工精度。如机床位置检测装置因防护不当受损，直接影响加工位移检测精度。如机床滚珠丝杠防护装
17、置受损，丝杠副受垃圾影响使传动产生误差，影响零件加工位移精度。如机床控制系统故障，影响机床的响应速度，使得轮廓加工出现误差。如机床对刀装置因油污、切屑末的渗入，装置精度受到影响，便直接影响了刀具坐标位置精度。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析7 【正确答案】 (1)刀具选择不当如刀具的结构尺寸选用不当，致使铣削加工面不能一次完成，需要接刀加工，不仅使得程序编制繁琐，而且影响加工表面的切削纹路，接刀部位还会有连接痕迹。如刀具的材质选用不当，致使刀具寿命期缩短，无法完成一次装夹的全部工序，由于中间换刀、对刀引起误差，影响零件加工精度。如刀具的型式选用不当，刀具轨迹无法满足零件轮廓加
18、工轨迹需要，产生加工死角，影响零件轮廓加工形状精度。如刀具精度等级选用不当，致使加工部位(如孔径)的精度无法达到零件图样要求。(2)刀具使用不当如细长刀具轴向进给量过大，致使刀具受阻变形，影响加工精度。如较小直径的刀具，切削速度未达到最低要求，致使加工过程中刀具扭曲，造成加工表面质量下降。如涂层硬质合金刀具，切削速度过低，不仅没有提高加工精度，反而使得刀具崩裂破损，直接影响加工进行。如使用超硬硬质合金刀具，安装和对刀造成微小擦伤，影响零件加工精度的稳定性。如使用可转位刀具，因刀片安装、刀体精度误差等因素，使得刀具检测位置和实际切削时的位置有差异，影响刀具对刀精度，从而影响零件加工精度。【知识模
19、块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析8 【正确答案】 (1)程序输入差错手工编程程序输入不熟练或出现数据差错，而程序运行又是符合规则的，未发现程序错误提示，细微差错造成加工精度误差。(2)图样分析差错分析图样不熟练或出现差错，轮廓的分解或逼近曲线的分段出现微小差错，致使加工精度下降。(3)数学处理差错零件轮廓的基点或节点计算不熟练出现微小差错，使得加工轮廓变形。(4)程序释读差错对数控程序的释读不熟练，自动编程程序转换输入后，检查或试运行未能发现其微小差错，致使加工后的零件不符合图样精度要求。(5)操作步骤差错对所使用的机床操作不熟练或操作失误，如机床返回零点操作、工件坐标位置对刀操作、
20、刀具坐标位置对刀操作、工件装夹位置与切削加工路径的干涉判断等出现微小差错，均会影响零件加工精度。(6)参数输入差错数控机床的加工精度与刀具补偿参数的输入有密切的关系，在输入刀具补偿参数时，若数值错误、数值前的符号错误、参数与程序中的补偿指令的对应错误等，都会影响加工精度，甚至产生废品。(7)工件装夹变形对易变形工件装夹不熟练，致使零件加工松夹后变形影响精度。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析9 【正确答案】 (1)规格选用不当对加工精度的影响 例如 300mm 长的矩形工件铣削平面，选用 150mm 钳口长度的平口虎钳装夹，加工部位悬空较多，会产生工件的微量位移，影响加工精度。
21、(2)夹具不适用对加工精度的影响 例如在批量的轴上加工键槽，使用平口虎钳装夹，可能会产生键槽中心偏移影响键槽的对称度；又如使用分度头和尾座两顶尖装夹长轴加工键槽，可能会产生切削振动影响键槽的加工精度。(3)装夹方式不适当对加工精度的影响 工件的装夹分为定位和夹紧两个环节，定位不适当，主要是指工件主要定位基准面积过小、切削加工中切削力没有指向主要定位基准面、没有设置必要的辅助定位、工件出现不合理的欠定位等。夹紧不适当，主要是指夹紧力的作用方向不适当、夹紧力的作用点位置或分布不适当、夹紧力的大小不适当。当工件的装夹中出现了装夹方式不适当的情况，会因工件在加工中的微量位移、工件的装夹变形影响工件的加
22、工精度。(4)专用夹具使用不当对加工精度的影响 数控机床用于批量生产使用专用夹具时应符合使用规范，例如夹具与机床的对定安装、定位过程的操作、夹紧过程的操作、夹紧力的调整和控制等。若使用中不遵守使用规范，对所使用的夹具不熟悉，可能因使用不当产生工件装夹不当影响加工精度。在使用专用夹具中，还应注意夹具精度是否在允许使用的周期内，超过精度检测周期的夹具，可能因定位元件的磨损、变形，夹紧元件和机构的正常损伤，影响夹紧的可靠性和稳定性，从而导致工件在加工中产生位移而影响加工精度，甚至产生废品和设备事故。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析10 【正确答案】 (1)加工工艺不合理进入数控加工
23、前的基准面加工精度要求偏低，或实际加工精度较低，使得数控加工定位精度误差加大。在数控加工前的工序所留的余量过多，且不均匀，数控精加工产生误差复映。一次装夹后连续完成的加工内容设定不合理，如刀具数量较多，换刀装置容量不够，需要插入手动换刀操作；如工件的装夹位置容易与刀具路径发生干涉等。选择的切削用量与所使用的刀具、工件材料等不匹配，影响刀具正常使用，影响零件加工精度的稳定性。零件的数控加工工步顺序不合理，粗、精渐进过程混乱，引起工件因切削热影响加工精度，或因加工路径不合理影响孔的同轴度、平面与基准的尺寸精度、型面的形状精度等。(2)程序编制不合理或出现差错刀具补偿指令和数据出现差错直接影响加工精
24、度。辅助功能指令编制的位置不正确，使加工的过程控制失调，如切削开始应及时加注切削液，否则会使已进行切削的刀具提前磨损而影响加工精度控制。切入或切出的路径设置不合理，在工件表面产生残留切削痕迹。子程序的编制和调用不合理或出现差错，引起加工过程失调，影响加工精度。车削循环加工指令中的余量或被吃刀量设置不合理，影响工件的精加工质量。孔加工循环指令选用不当，影响孔加工的精度。螺纹加工没有合理设置引入距离，使螺纹出现尺寸偏差和螺距偏差，影响螺纹的加工精度。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析11 【正确答案】 常用的游标卡尺可检测外尺寸、内尺寸和深度尺寸。使用游标卡尺检测应掌握以下要点：(
25、1)预检卡尺的零位精度卡尺的精度需要预检，根据测量部位的需要，卡尺设有内测量爪、外测量爪和深度测量尺，若卡尺测量部位有磨损、变形等，会直接影响检测的精度。因此在检测前应使用专用的环规和塞规等，检测测量爪的精度。当外卡爪合拢时，游标上的零位应与尺身的零线对齐。当内卡爪测量环规时，游标卡尺的读数应等于环规内孔直径的尺寸。当深度尺侧头与卡尺深度基准面同时与基准平板接触贴合时，深度游标卡尺的读数应为零。 (2)规范卡尺的测量操作游标卡尺如使用不当，测量操作不规范，会影响零件尺寸测量的准确性。因此使用游标卡尺时，应注意以下几点： 按工件的尺寸大小和尺寸精度要求，选用合适的游标卡尺。游标卡尺只适用于中等公
26、差等级(IT10ITl6)尺寸的测量和检验，不能用游标卡尺去测量铸锻件等毛坯尺寸，否则量具很快磨损而失去精度；也不能用游标卡尺去测量精度要求过高的工件，因为读数值为 002mm 的游标卡尺可产生002mm 的示值误差。 使用前对游标卡尺要进行检查，擦净量爪，检查量爪测量面和测量刃口是否平直无损；两量爪贴合时应无漏光现象，尺身和游标的零线要对齐。 测量外尺寸时，两量爪应张开到略大于被测尺寸而自由进入工件，以固定量爪贴住工件。然后用轻微的压力把活动量爪推向工件，卡尺测量面的连线应垂直于被测表面，不能歪斜，如图 51 所示。测量内尺寸时，两量爪应张开到略小于被测尺寸，使量爪自由进入孔内，再慢慢张开并
27、轻轻地接触零件的内表面。两测量爪应在孔的直径上，不能偏歪，如图 52 所示。 读数时，游标卡尺置于水平位置，使人的视线尽可能与游标卡尺的刻线表面垂直，以免视线歪斜造成读数误差。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析12 【正确答案】 (1)外径百分尺基本测量操作方法 单手测量法测量时，用右手握百分尺，大拇指和食指捏住微分筒，小指和无名指勾住尺架并压向手心，用大拇指转动微分筒，转动时轻微用力，使测砧和测微螺杆的测量面与工件被测表面接触后读出测量值。 双手测量法测量时，左手在隔热装置位置握住尺架，测砧与被测工件基准面贴合，右手转动微分筒，使测微螺杆测量面与被测表面接近，改用测力装置转动
28、微分筒，直至测力装置发出响声后进行测量值读数。若需要取下百分尺读数，须将锁紧装置锁紧测微螺杆。 (2)外径百分尺测量操作注意事项 使用前应校对百分尺的精度，0 一 25mm 的百分尺可以先清洁测砧和测微螺杆两测量面，然后使用测量装置使两测量面接触，此时微分筒的零线应与固定套筒基准线对齐。其他规格的外径百分尺可以使用配套的校准规用类似的方法校对百分尺的零位精度。测量精度较高的尺寸应按被测量的基本尺寸进行校核，例如测量轴的直径尺寸为，应按 43mm 进行校核，以确保测量精度。 注意测量位置，测量时应微量摆动尺架，以使百分尺的测量面与被测表面平行接触。 控制测量力，尽量使用测量装置控制测量力，以免产
29、生测量误差(读数值偏大或偏小)，影响测量精度。 测量时注意被测工件的温度，一般在室温下进行测量。用手握持百分尺应握在尺架的隔热装置上。 注意读数差错。因微分筒旋转一周测微螺杆移动05mm，百分尺在读数时容易造成相差 05mm 的差错，为了避免读数错误，可以与游标卡尺配合使用。 (3)使用内径百分尺产生测量误差的原因 较大尺寸的内径百分尺如图 53 所示，使用接杆式内径百分尺测量孔径和槽的宽度产生测量误差的常见原因如下： 接杆式内径百分尺没有测力装置，测量力由手感控制，容易产生测量力不稳定而影响测量的准确性。 接杆式内径百分尺常使用接杆来调节测量尺寸范围，在没有专用尺寸环规的情况下，须使用外径百
30、分尺进行尺寸校核，而外径百分尺的测量面又比较小，因此容易产生校核误差。 使用接杆式内径百分尺测量内孔直径或槽宽尺寸时，寻找准确的测量位置比较困难，需要相当的测量经验和手感，容易产生测量位置偏差。(4)百分尺的使用保养常识 不允许用百分尺测量较粗糙的表面。 不准用手握住微分筒摇转尺架。不能随意摆放百分尺，以免损坏微分筒。 防止切削液渗入百分尺内部，若发生此类情况，应及时请检量人员进行清洗。 使用完毕应擦净，在测量面上涂防锈油，并放人专用的盒内。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析13 【正确答案】 倾斜度的检测主要使用万能游标角度尺和正弦规(包括量块组和百分表)检测时应掌握以下要点
31、。 (1)使用万能游标角度尺的要点 万能游标角度尺的结构如图 54 所示。使用时应根据不同的角度测量范围安装直角尺或直尺进行测量。 使用万能游标角度尺，应将尺边的测量基准面与工件的测量基准贴合，直尺或直角尺的测量面与零件被测部位贴合。 万能游标角度尺的读数与直尺或直角尺的组装方式有一定的关系，应注意测量区间与读数值的对应关系。(2)使用正弦规的要点 正弦规是铣削加工中精度比较高的常用角度量具，常用于检测零件和找正工件、夹具倾斜位置精度。 正弦规的结构与规格。如图 55 所示为宽座正弦规的结构，正弦规基准滚柱之间的轴线距离十分准确，常用的规格是 100mm 的中心距尺寸。正弦规使用的基本方法。应
32、用正弦规和量块组可测量零件的倾斜角度，如圆锥的锥角、斜面与基准面的夹角等；应用正弦规和量块组可找正工件或夹具的加工位置，以使工件或夹具的基准面(轴线)与进给方向倾斜所需要的角度，加工出符合图样要求的斜面(槽、孔)。正弦规的基本使用方法如下： a选择适用规格的正弦规。正弦规的规格应与检测方式、检测部位的尺寸等相对应。例如在正弦规上检测圆锥体的锥角，此时正弦规的规格应按圆锥体的锥面母线长度选择，一般滚柱之间的距离应接近锥面母线长度。又如将正弦规放置在工件斜面上检测斜面与基准面之间的倾斜角，此时正弦规两滚柱之间的距离应小于斜面的长度，还需要按斜面的宽度选择窄型或宽型正弦规。 b正弦规是与量块组配合使
33、用的，量块组的组合尺寸 H=Lsina(L 为正弦规滚柱之间的尺寸； a 为被测角度)。量块组组合时应注意两端接触面使用量块保护块。组合尺寸的实际值与各组成量块的误差有关，因此需要注意所用各量块的误差值。 c在确定检测摆放位置时，注意正弦规检测方向与零件(或夹具)基准的位置，放置在正弦规上检测的零件可以使用侧面或端面的挡板作定位。 d根据检测得到的高度差H=LsinAa，由此可以计算得出倾斜角度的偏差值a 。 正弦规在铣削加工中的应用示例例如夹具倾斜位置要求比较高的，可应用正弦规进行找正。如图 56 所示为可倾斜回方向的倾斜角度。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析14 【正确答
34、案】 数控加工中经常使用百分表或千分表检测零件的平行度、垂直度、倾斜度等，使用百分表和千分表应掌握以下要点： 检查表的复位精度，具体方法是记下测头未接触测量时表针所指的刻度，用手触及测头，使表针转动，然后放开测头，观察表针是否复位到记下的刻度位置。 检查杠杆百分表测头侧向是否松动，钟面百分表的测头螺纹是否松动。 选用所需的安装方法，如使用磁性表座安装百分表。安装要可靠，以免跌落损坏量表。 注意测杆与被测量面的角度位置，如图 57 所示，钟面百分表的测杆应垂直于被测表面，杠杆百分表的测杆与被测表面的夹角为 15左右。 注意测量范围和测头的测量接触量，一般的测量接触量在 030mm 左右，测量范围
35、较大的应使用钟面百分表。 使用千分表与百分表的方法基本相同，精度较差的表面不宜使用千分表。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析15 【正确答案】 (1)标准量块的使用 标准量块是零件制造时的长度标准，如图 58 所示，量块有两个工作面(测量面)和四个非工作面(侧面)，使用不易变形和耐磨的材料(如铬锰钢) 精制而成的长方正六面体。量块可以单块使用，也可以进行组合后使用。通常用于校准量具和检测零件的精度。成套量块有各种规格的基本尺寸系列(如 05100mm)，不同精度等级(如 00、0、1、2)，不同的块数(如一套 83 块、91 块)，不同的间隔( 如 0001 mm 间隔中的 1
36、、10011009mm；01 间隔中的 1、11、1219mm)。 使用量块和正弦规、百分表检测锥度和角度时，量块的组合必须与计算值 H 严格相等。 使用量块和百分表在标准平板上检测零件孔距的方法如图 59 所示，具体步骤如下：a使用内径量具检测孔径实际尺寸； b按实际孔径计算孔壁至基准侧面的尺寸； c将工件基准底面与直角铁垂直面贴合，基准侧面与平板贴合，使用 C 形夹头夹紧(图 5-9a)。 d按计算得到的孔壁至基准侧面的尺寸组合量块。 e将组合后的量块放置在测量平板上，使用游标高度尺安装杠杆百分表。 f如图 59b 所示，调整百分表测头的位置，用百分表测头触及量块上测量面，调节表盘使百分表
37、指针处于零位，移动百分表，检测孔壁的最低点与量块上测量面的示值进行比较，根据百分表指针的位置差检测出孔距的误差值。 使用量块应注意以下事项： a 选用量块组合时，两端尽量使用保护块组叠。 b不能将量块测量面放置在粗糙表面上，以免磨损。 c量块组合时，应使用棉纸擦干净工作面，以免拉毛测量面。 d组叠量块时必须注意分清工作面和非工作面。 e不能把量块当作塞规用来测量槽宽，不能把量块当垫块使用。 f在精密测量中应注意查阅勘误表，避免由于量块的制造和磨损误差使测量精度受到影响。 g量块使用完毕应擦干净，抹油，放在木盒的固定位置。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析16 【正确答案】 螺纹
38、加工是数控车床和加工中心常见的加工内容，通常采用以下检测方法。 (1)用螺纹综合量规和卡规检测 螺纹综合量规有环规和塞规，检测外螺纹的称为螺纹环规，检测内螺纹的称为螺纹塞规，使用螺纹量规可以进行螺纹的综合测量，即同时测量螺纹的作用中径、螺距和牙型半角。检测时应注意清除螺纹的加工残留毛刺和切屑等污物，检测应在螺纹有效长度内全程进行，并注意被测工件和环境的温度。螺纹卡规及其使用如图 510 所示，成套卡规通常由同一种类各种规格的多个卡规组成，卡规上标有螺纹的规格标记，使用螺纹卡规可以检测螺纹的螺距，检测时注意卡规上的所有螺纹牙与被测螺纹重合时才可判断螺距正确。(2)用螺纹百分尺检测 螺纹百分尺使用
39、方法如图 5 一 11 所示，使用螺纹百分尺测量螺纹中径是较高精度普通螺纹的基本测量方法。测量的操作要点如下： 确定被测螺纹的规格。 按表 5 一 1 所示规格选用螺纹百分尺。 按螺距选用、安装测量头。 用标准螺纹塞规校核百分尺精度。测量时注意测头测量面和螺纹被测量面的清洁，并注意测量的位置，准确测出螺纹的中径尺寸，并在螺纹有效长度内选择多个部位进行测量。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析17 【正确答案】 1)光学分度头的使用范围 光学分度头是数控铣床和加工中心常用的精密测量和分度的一种光学量仪。根据仪器所带的附件，可有各种不同的用途。例如带有尾座和底座的光学分度头可以测量花
40、键轴、拉刀、铣刀、凸轮、齿轮等工件。如带有阿贝测量体则可测量凸轮轴等工件。近年来，采用光栅数字显示等新技术，提高了仪器的精度，使光学分度头读数更为方便。光学分度头按读数方式分为目视式、影屏式和数字式，按刻度值分类，有1、30、20 、10、5、3 、2、1等规格。其中，以 10分度头使用较广泛。2)光学分度头的基本结构和参数 (1)光学分度头的基本结构光学分度头有不同的种类，但其结构、光学系统和分度方法基本相同，只是光学系统的放大倍数有所区别。由于光学系统不同，因此分度头的读数和精度也相应有所差别。最常见的光学分度头的基本结构如图 512 所示，光路如图 513a 所示，圆刻度盘和主轴是一起转
41、动的，圆刻度盘 5 上的刻线在游标刻度盘 8 上所成的像和其上的“秒” 值游标刻度尺一起再经过中间透镜组 9 成像在可动分划板 10 上，然后经目镜 13 放大后观测，视场图如图 513b 所示，图中左侧长刻线是度盘刻线像，刻度值为 1，中间是“分”值刻度尺，刻度值为 2，分值刻度尺刻在可动分划板 10 上，在可动分划板 10 上还刻有两根短线组成的双刻线(图 5 一 13b 中 41刻线两侧 )。可动分划板 10 由微动手轮 11 通过蜗杆副传动。图 5 一 13b 中右面刻度是“秒” 值游标刻度尺(此刻度尺是游标刻度盘 8 上刻线的成像，是固定不动的)，刻度共 12 格，刻度值为 10。读
42、数时，按下列步骤进行： 将可动分划板10 上的双刻线套准在“ 度 ”刻线上，读出“度”数值。 根据右面“秒” 值刻度尺的 0线指向中间的分值刻度尺的对应位置，读出“分” 数值。 根据右面“秒” 值刻度尺上某一“秒”值刻线与中间“分”值刻度尺上某一刻线对准一直线的位置，读出 “秒”数值。按照以上步骤，如图 5-13b 所示，视场图现显示的位置读数应为 41840。 (2)光学分度头的主要技术参数例如 10光学分度头的主要技术参数如下： 角度测量范围 0一 360 “度”刻度值 1 “分”分划板刻度值 2 “秒”度盘刻度值 10 金属度盘刻度值 1 壳体旋转度盘刻度值 6 分度头距基面的中心高 1
43、30mm 放大倍数 40 x 主轴倾斜范围 0 90 主轴锥孔 莫氏 4 号 示值精度 20 可测零件最大重量 80kg 3)数显光栅分度头简介 数显光栅分度头属于数字式光学分度头。比较典型的数显光栅分度头的读数值为 01，最大示值误差为 1。分度基准元件是光栅盘，盘上刻有21600 条径向辐射的刻线(即相邻刻线间的夹角为 1)，在主光栅盘后面放置三块与光栅盘栅距相同的固定光栅及三块硅光电池 A、B、C，其中 A、B 用于分度和计数，C 用于辨别主轴转动方向。此外还设有两块硅光电池 E、D，用以消除A、B、C 的直流分量。 当主光栅盘相对固定光栅转动时，莫尔条纹就按径向移动，通过定点的条纹光强
44、变化由硅光电池转换为近似正弦的电信号，在经过差动放大器、整形器和门电路，并根据主轴转动方向不同输出“+”或“-” 脉冲，最后送入可逆计数器并由数字显示出来。这种电子计数的脉冲当量为 1，即当机械转角为 1光栅盘也转过 1，数字显示器依次逐“分” 显示出来，到 60进位至度。 角度的秒值由装有一套精度很高，结构简单可靠的弹性测微装置带动固定光栅绕主轴中心线作微量转动，以对光栅刻线间隔进行细分，并通过数码盘由“秒” 的显示器显示出来，每次读数必须把显示光栅讯号的对“0” 表对“0” 后方可读数。 这种仪器通常用于高精度零件的圆周角度测量及精密机床上加工中的分度装置。【知识模块】 数控机床零件加工精
45、度的检测和质量分析18 【正确答案】 用光学分度头测量铣床分度头的误差的方法见图 514。具体操作步骤如下： 用连接轴 2 把铣床分度头 3和光学分度头 1 连接在一起，连接轴 2 两端的外锥体应与两分度头主轴锥孔紧密配合。若两分度头中心高不一致，可通过平行垫块进行调整，也可把铣床分度头 3 支承在圆柱 4 上，使之处于自由调位的状态。 脱开光学分度头 1 的蜗杆和蜗轮，使其主轴可以自由转动，并调整好显微目镜中的视场。摇动铣床分度头的分度手柄，分度手柄每转一转，通过光学分度头 1 可读出铣床分度头 3 的主轴实际回转角，并求出这些实际回转角与名义回转角的差值。 在铣床分度头 3 主轴回转一周后
46、，找出实际回转角和回转角 40 个差值中的最大值与最小值之差，即为铣床分度头蜗杆一转的分度误差。 改变分度手柄的转向，使主轴顺时针旋转和逆时针旋转时各测量一次。 调整分度插销位置，使手柄转过 角，蜗杆转动 lz 转，其中 z 在 8 12 范围内按分度盘和蜗杆特性选择。 摇动分度手柄，分度手柄每转过 角，测量一次主轴的实际回转角，并求出实际回转角与名义回转角的差值。在蜗杆转过一整转后，找出实际回转角与名义回转角 z 个差值中的最大值和最小值之差，即为分度头蜗杆一转内系统的分度误差。 改变蜗杆在蜗轮圆周上的位置，选择三个以上不同的检测啮合位置，并在同一位置上检测顺逆时针两个方向旋转时的分度误差。
47、【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析19 【正确答案】 浮标式气动量仪(图 5 一 15)，是用浮标作感应元件，即仪器的指示是由感受空气流量变化的浮标位置来实现的。使用气动量仪应掌握以下要点：(1)气源控制部分 气源经过过滤器 1、气阀 2 和稳压器 3 提供气动量仪工作使用的净化压力空气，气阀控制气源通断，压力大小由稳压器 3 调定。 (2)指示部分指示部分的作用是读出工件 10 的尺寸偏差，指示部分由玻璃管 4、标尺 5 和浮标 6 组成。随着工件 10 尺寸的变化，测量嘴 9与工件 10 之间的间隙 s 发生变化，引起浮标 6 位置的对应变化，根据浮标 6 与标尺 5 的对
48、照，即可指示出工件尺寸的偏差。 (3)倍率和零位调整控制倍率阀 7 的开启程度，可以调整浮标 6 的变动倍率。当倍率阀 7 全部关闭，倍率为最大，倍率阀打开越大，量仪的倍率越小。为了使用上的方便，量仪可通过零位调整阀 8 对浮标6 的悬浮高度进行调整。 (4)测量头测量头的测量喷嘴 9 是直接用来测量零件尺寸、形状和误差的传感器，由它产生的测量信息在指示表中表示出来。根据被测部位的要求，测量头有各种不同形式。测量内孔用的气动塞规如图 516a 所示，气动卡规如图 516b 所示，测量厚度和平行度等用的气动轴向测量头如图 516c 所示。轴向测量头的喷嘴直径有 2mm、1 5mm 和 10mm
49、三种。(5)校对规及标准件气动塞规和卡规均备有校对规，用来核对和调整量仪，气动轴向测量头选取尺寸的量块作为标准件进行核对和调整。调整时，应根据校对标准件的实际尺寸，通过反复调整倍率和零位，达到量仪使用前的调整要求。例如，用气动塞规和校对规调整，被测尺寸为，调整时，应先将下限校对规套入测量头，进行零位调节，使浮标处于“0”位置，再将上限校对规套人测量头，浮标应指示在“15” 位置上，若不在此位置，应边行倍率调整，反复使用上、下限校对规进行零位倍率调整，直至浮标准确处于“0”位与“15”位置上。【知识模块】 数控机床零件加工精度的检测和质量分析20 【正确答案】 三坐标测量机是一种高效、新型、现代大型的精密仪器。在数控加工中，比较复杂的零件，特别是模具型面和型腔的加工，需要使用三坐标测量机进行测量，以检测零件加工部位的加工精度，或经过检测，获得
