[发明专利]精密机床主轴回转精度检测方法及其检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，特别地，涉及一种精密机床主轴回转精度检测方法及其检测装置。

背景技术

随着机床向高速度、高精密趋势的发展，作为机床关键零部件之一的精密机床主轴发展也很快。精密机床主轴的回转精度是高速精密机床主轴系统工作性能的基本要求。在精密机床主轴的制造和应用过程中，测量或检验其回转精度是一项关键环节，是保证精密机床主轴系统回转精度的必要条件。

目前，我国已经制订并推行了机床检验通则国家标准（在无负荷或精加工条件下机床的几何精度和工作精度的检验方法），其中关于机床主轴回转精度的检验方法主要如下：

机床主轴精度的测量采用静态测量评定法，这是一种在低速旋转环境下测定主轴回转精度的方法，又称为直接测量法。具体操作方式是，在无载荷条件下低速、匀速转动主轴，利用千分表测量主轴外锥面（或内锥面，或检验棒外圆）的跳动，测出最大读数和最小读数，计算出二者之差，即为主轴的回转精度，即径向跳动、周期性轴向窜动和端面跳动。

这种直接测量主轴外锥面（或内锥面，或检验棒外圆）的方式虽然简单，但此种方式测量的偏差值特别是径向跳动包含了位置偏差(主轴的几何轴线与其旋转轴线不重合)和主轴外锥面（或内锥面，或检验棒外圆）的跳动偏差，不是主轴实际工作时主轴系统的旋转中心的径向跳动，因此并不能够反映出真正的主轴回转精度，特别是精密机床主轴旋转中心的真实精度。因此，精密机床主轴回转精度的测量成为必需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种精密机床主轴回转精度检测装置。

本发明提供的精密机床主轴回转精度检测装置包括支撑盘、精调螺钉、调校螺钉、连接螺钉、精密电感测头、圆形磁铁、精密钢球、支撑体、圆环及高精度长度显示仪；所述精密机床主轴回转精度检测装置通过所述精调螺钉和所述支撑体将所述支撑盘与所述机床主轴前端部铰链式连接，所述圆环与所述支撑盘固定连接，所述圆形磁铁放置于所述圆环的中间，并吸附于所述支撑盘，所述精密钢球吸附于所述圆形磁铁的右端锥孔处，所述精密电感测头检测所述精密钢球的外圆，所述精密电感测头外接所述高精度长度显示仪。

在本发明提供的精密机床主轴回转精度检测装置的一种较佳实施例中，所述精密机床主轴回转精度检测装置可沿主轴前端的支点做两个方向自由度的旋转。

在本发明提供的精密机床主轴回转精度检测装置的一种较佳实施例中，所述主轴回转精度通过高精度长度测量仪测量所述精密钢球外圆来显示。

在本发明提供的精密机床主轴回转精度检测装置的一种较佳实施例中，所述精密钢球的旋转中心与所述主轴的旋转中心重合。

本发明还提供一种精密机床主轴回转精度检测方法，包括如下步骤：

步骤（1），提供精密机床主轴回转精度检测装置，检测时，低速转动主轴，粗、精校正检测装置，将精密钢球旋转中心与主轴旋转中心重合；

步骤（2），进行粗调，通过检测装置圆环上的调校螺钉径向校正圆形磁铁外圆，进而校正精密钢球；

步骤（3），进行精调，通过支撑盘与主轴之间的精调螺钉调校支撑盘，使其沿主轴前端的支点做微量旋转，进一步更精确的校正精密钢球旋转中心与主轴旋转中心的重合度；

步骤（4），调校时先用通用量表如千分表测量钢球的跳动，当千分表测量精度至0.002mm以内时再用高精度长度测量仪测量，当长度测量仪显示精度值最小时，即为精密机床主轴的回转精度。

相较于现有技术，本发明提供的精密机床主轴回转精度检测方法及其检测装置具有以下有益效果：

1)在机床主轴前端设置精密检测装置，通过校正的方法检测。检测装置结构简单，可靠性高、操作性强，能更准确、真实的反映出精密机床主轴的回转精度；

2)检测时，由于精密钢球的圆度误差和校正时钢球旋转中心与主轴旋转中心重合度实际上达不到零界状态，测得的精密机床主轴的回转精度数值实际上要比该主轴的真实精度值大；

3)若精密钢球和高精度长度测量仪的精度应用合理，用本检测方法可以检测高于0.001mm的精密机床主轴的回转精度；

4)本检测方法已应用于实际生产和市场化应用，实现了精密机床主轴回转精度的更准确、真实的测量，很有实用价值。

附图说明