JB/T 4171-1999 木工机床 精度检验通则

ICS79.120.01

J65

JB/T4171999－－－1

木工机床精度检验通则

1999-05-14发布2000-01-01实施

国家机械工业局发布

JB/T4171－－－－1999

目次

前言

1范围··························································································································································1

2总则··························································································································································1

3检验前的准备工作···································································································································4

4几何精度检验··········································································································································4

5特殊检验················································································································································36

6工作精度检验········································································································································38

附录A（提示的附录）检验木工机床精度用的检具的精度··································································42

I

JB/T4171－－－－1999

前言

本标准是对JB4171—85《木工机床精度检验通则》的修订，修订时按有关规定进行了编辑性修

改，并对技术内容进行了少量修改。

本标准自实施之日起代替JB4171—85。

本标准的附录A是提示的附录。

本标准由全国木工机床与刀具标准化技术委员会提出。

本标准由福州木工机床研究所归口。

本标准负责起草单位：福州木工机床研究所。

本标准于1985年12月31日首次发布。

II

中华人民共和国机械行业标准JB/T4171－－－－1999

代替

木工机床精度检验通则JB4171—85

1范围

本标准规定了木工机床的几何精度检验和工作精度检验的有关定义、公差、检验方法、检具的使用

以及检验前的准备工作。适用于所有的木工机床。

本标准只规定木工机床精度检验，不涉及通常在精度检验前已经完成的运转检验（如振动、噪声、

爬行等）和性能检验（如速度、进给量等）。

2总则

2.1检验方法和检具的使用

检验木工机床的精度可以用检验其是否超差的方法（如用极限量规检验等），或者用实测误差的方

法。如用实测误差的方法，需要作精密的测试，耗费大量的时间，则可用检验其是否超差的方法代替。

检验时必须考虑检验工具和检验方法引起的误差。检具总误差应与被检项目的公差相适应，一般只

能占被检项目公差的10%~20%，最大不得超过33%。如使用场合不同检具精度有明显变化时，该检具

必须附有精度校正单。

检验木工机床时应防止气流、光线和热辐射（如阳光或太近的灯光等）的干扰。检具在使用前应等

温。被检的木工机床应适当防止温度变化的影响。

对于每一给定的检验最好能重复进行数次，取其平均值为检验结果，重复次数一般为4次。每次测

量的数据不应相差太大，否则应从检验方法、检具或机床本身去寻找原因。

2.2公差

2.2.1木工机床精度检验中的公差

公差是限制尺寸、形状位置和相互运动不得超过的偏差值。它对机床工作精度，以及重要零、部件、

工具和附件的装配质量都是必要的。

2.2.1.1计量单位和测量范围

在确定公差时应规定：

a)计量单位；

b)基准、公差值及其相对于基准的位置；

c)测量范围。

公差和测量范围应采用同一单位制。凡不能直接引用有关标准确定零部件公差特别是尺寸公差时，

应对其详细说明。角度公差可采用角度单位（度、分、秒、弧度），或正切值（用每米若干毫米表示，

例如0.04/1000）。

当实际的测量范围与规定的测量范围不同时，能否采用比例定律应视给定的公差的形式来决定：

当给定的公差（如垂直度公差）形式为分数形式如0.15/100或表示为“在×××测量长度上为×

××”时，若实际的测量范围与规定的测量范围不同，但处于形状和位置公差标准中同一尺寸段时，公

国家机械工业局1999-05-14批准2000-01-01实施

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差应按比例折算，折算结果按有关规定进行修约；若实际测量范围与规定的测量范围不处于形状和位置

公差标准中的同一尺寸段时，则应按同等精度原则推算。上述折算和推算后的结果均应不小于各类木工

机床精度标准中规定的最小折算值（一般为0.01mm）。

2.2.2公差分类

2.2.2.1试件和机床上固定件的公差

2.2.2.1.1尺寸公差

本标准规定的尺寸公差仅适用于试件尺寸、木工机床上与刀具或检具安装连接部位的配合尺寸。尺

寸公差是基本尺寸的极限偏差的差值，用长度单位表示（如工具安装定位孔、轴承安装配合孔等的公差）。

对于轴、套、箱体等零件的尺寸公差，应符合公差与配合系列标准的规定。

2.2.2.1.2形状公差

形状公差是限制被测几何形状（如平面、直线、圆柱面、螺纹形状或齿形的外廓等）对理论几何形

状的允许偏差。形状公差用长度或角度单位表示。

2.2.2.1.3部件间的位置公差

位置公差是限制一个部件相对于一条直线、一个平面或另一个部件的位置的允许偏差（如平行度、

垂直度、重合度等）。位置公差用长度单位或角度单位表示。

当位置误差分布在两个不同的平面内，且对木工机床的工作精度均有影响时，则应分别规定该两个

平面内的位置公差。

注：在确定相对于一个平面的位置公差时，该平面的形状误差应包含在此位置公差内。

2.2.2.2适用于木工机床部件位移的公差

2.2.2.2.1定位公差

定位公差是限制移动部件上的一个点在移动后偏离其应达到的位置的允许偏差。

例如跑车的卡木桩按规定进给后，实际位置偏离其应达到的位置的偏差ΔL（见图1）。

图1

2.2.2.2.2轨迹形状公差

轨迹形状公差是限制一个点的实际轨迹相对于理论轨迹的偏差（见图2）。该公差用长度单位表示。

2

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图2

2.2.2.2.3直线运动方向公差

直线运动方向公差是限制运动部件上的一个点的轨迹方向与规定的轨迹方向之间的允许偏差（如轨

迹和一条直线或一个平面间的平行度或垂直度公差）。该公差用角度单位表示，或最好在规定的测量范

围内用连续的线性比值表示（如图3）。

图3

2.2.2.3局部公差

形状、位置和定位公差通常在整个范围内与形状和位置误差有关。例如在1000mm测量长度上为

0.03mm，应注意检验时可能会出现这样的误差（见图4），即误差不是分布在整个形状和位置上，而是

集中在一个小范围内（如200mm）。如要避免这种实际上很少遇到的局部变化，则可对总公差附加一个

局部公差的说明，或者可用与总公差成比例的简单方法来确定，确定与总公差成正比的局部公差不应小

于所规定的最小折算值（如0.01或0.005mm）。

例如：按正比计算得到的局部公差

.003

×200=.0006mm

1000

此时，如机床的最小折算值规定为0.005mm（即小于计算值），则确定局部公差时，不得小于计算

值（0.006）；如机床的最小折算值规定为0.01mm（即大于计算值），则确定局部公差时取规定的最小折

算值（0.01mm）即可。

图4

2.2.2.4综合公差

综合公差是若干种偏差的综合。可以一次测得而无需区分各个误差值。

例如（见图5）：轴的跳动公差综合了形状公差（测头触及a、b截面处的圆度公差）、位置公差（轴

的几何轴线对其回转轴线的重合度公差）和轴承孔的跳动公差。

3

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图5

2.2.2.5轴线、导轨等角度、位置的公差的符号和方向

当公差方向相对名义位置呈对称分布时，可用±符号，如公差方向呈不对称分布，则应用文字确切

说明：

a)相对于机床或该机床上的某一零部件；

b)相对于操作者。

2.2.2.6轴线和运动的习惯表示方法

木工机床部件的移动和旋转轴线应按有关标准用字母或符号标志。

3检验前的准备工作

3.1检验前机床的安装和调平

检验前须将机床安置在适当的基础上，并按照制造厂的使用说明书将机床调平。机床的调平一般应

是自然水平，即只应用垫铁（或其它专门装置）调整安装精度，不应用拧紧地脚螺钉或局部加压等方法

使其强制变形以达到精度要求。

3.2木工机床检验前的状态

3.2.1零部件的拆卸

木工机床的检验原则上在制造完工的成品上进行。如果检验时需要拆卸机床的某些零部件（如为了

检验导轨而拆卸机床的工作台等）必须按制造厂规定的办法办。

3.2.2检验前某些零部件的温度条件

检验几何精度和工作精度时，机床应尽可能处于正常工作的状态，应按使用条件和制造厂的规定将

机床空运转，使与温度有关的机床零部件达到恰当的温度，如机床的主轴经一定时间的运转后其温度上

升幅度每小时不超过5℃时。

3.2.3运转与加载

几何精度检验可在机床静态下或空运转时进行。当制造厂有加载规定时，应按制造厂规定。

4几何精度检验

4.1一般说明

几何精度检验是指最终影响机床工作精度的那些零部件的精度检验，包括尺寸、形状、位置和相互

运动精度。本章对各项几何精度规定了定义、检验方法和确定公差的方法。

对于每项检验本标准至少提供了一种检验方法。当用其它检验方法时，其精度应不低于本标准所示

检验方法的精度。

4.2直线度

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直线度的几何检验包括：

在一平面内一条线或在空间一条线的直线度（见4.2.1）；

零部件的直线度（见4.2.2）；

直线运动（见4.2.3）。

4.2.1在一平面内一条线或在空间一条线的直线度

4.2.1.1定义

4.2.1.1.1在一平面内一条线的直线度

当一个平面内的给定长度线上的各点均被包含在平行于该线总方向且间距等于公差值的两条直线

之间时（见图6），则认为该线是直的。

该线的总方向为靠近被检线两端，经适当选择的两点连线（见图6）。

图6

注：其在每个平面内的公差可以不同。

4.2.1.1.2在空间一条线的直线度

当空间给定长度的一条线在平行于该线总方向的两给定垂直平面内的投影均为直的（见4.2.1.1.1），

则认为该线是直的（见图7）。

图7

4.2.1.2检验方法

4.2.1.2.1一般规定

直线度的测量方法有两类：

a)线差测量法；

b)角差测量法。

检验直线度用的实际基准可以是实体的（如平尺、钢丝），或是水平仪、光束等给出的基准线。

当测量长度小于或等于1600mm时，推荐用水平仪、平尺或光学仪器作检验。

当测量长度大于1600mm时，推荐采用水平仪、光学仪器（自准直仪、钢丝显微镜）作检验。

在检验一条线的直线度时，若无特殊规定，则在接近两端的部分可以不检验，但每端的不检长度应

尽可能小，最大不得超过0.05L。

注：L为测量长度。

4.2.1.2.2用线差测量法检验

在按这类测量方法进行直线度检验时，应将测量基准放置于适当的位置上，用测量仪器直接读出被

检线上各测点（这些点可以有规律地分布，也可以无规律地分布）相对于测量基准的线值偏差，然后确

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定被检线相对于评定基准（被检线两端点连线）的偏差，即直线度数值。

a)在这种检验中，一般可将测量基准沿被检线放置，并使其对被检线的两端点具有相同的读数，

即测量基准与评定基准重合或平行（见图8和图9）。这样，测量仪器在被检线的测量长度上所测出的

各测点相对于测量基准的偏差的最大差值，即为该线的直线度数值。

图8测量基准与评定基准重合

图9测量基准与评定基准平行

b)也可将直线度的测量基准放置在被检线两端点对其只有近似相等的读数的位置上（即测量基准

与评定基准不重合又不平行）。在这种情况下，应根据被检线上各测点对测量基准的偏差及其位置确定

直线度评定基准的位置，而后求得直线度偏差值。方法如下：

用横坐标表示被检线上各测点的间隔位置，测量基准与横轴重合；以纵坐标表示偏差Δ。

按一定比例，作出被检线的误差曲线A、A1、A2、A3、B（见图10）。

图10

其两端点连线AB即为直线度的评定基准，与误差曲线分别相切于高点和低点并平行于评定基准

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（AB线）的两平行线间的纵坐标距离即为被检验线的直线度数值。

4.2.1.2.2.1用平尺、量块和塞尺检验

在被检表面线上放置两等高量块，平尺支承于其上（见图11），用量块和塞尺检验被检线与平尺检

验面之间的间隙，在测量长度上所测到的间隙的最大差值为直线度数值。

图11

4.2.1.2.2.2用平尺（或刀口尺）和塞尺检验

将平尺（或刀口尺）直接与被检表面接触（见图12）并使得被检线两端点与平尺（或刀口尺）之

间的间隙相等，用塞尺检验被检线与平尺检验面（或刀口尺）之间的间隙，在测量长度上所测到的最大

间隙为直线度数值。

图12

4.2.1.2.2.3用平尺、量块和指示器检验

将两等高量块放置于被检表面上，平尺支承于其上。装有指示器的表座与被检线接触，指示器的测

头垂直触及平尺的检验面上（见图13），沿被检线移动表座。在测量长度上指示器读数的最大差值为直

线度数值。

对于被检线在水平平面内的直线度检验，可将平尺平躺于被检部件外的量块上，将装有指示器的表

座置于被检表面上，指示器的触头垂直触及平尺的检验面（见图14），按上述方法进行检验。

图13图14

4.2.1.2.2.4用钢丝、显微镜检验

在平行于被检线方向张紧一根直径为0.1mm的钢丝，将带有水平调整测微装置的显微镜垂直安装在

可移动的支座上，支座支承于被检面上（见图15）。调整钢丝使其两端显微镜的读数相等，在测量长度上

依次移动显微镜的支座进行检验，显微镜目镜的刻度对钢丝距离的变化的最大差值为直线度数值。

注

1当必须考虑钢丝的挠度时应避免采用钢丝、显微镜检验垂直面内的直线度。

2显微镜在钢丝两端的读数不相等时，可按4.2.1.2.2b）的方法确定直线度数值。

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图15

4.2.1.2.3用角差测量法检验

采用这种检验方法时，从测量仪器上读出的是被检线上各测点（按一定规律分布）相对于测量基准

的角度偏差。测量仪器的移动件以长度间隔为d的两点P和Q与被检线接触[见图16a）]，并按下述方

式移动移动件，即两相邻位置P1、Q1和P2、Q2在Q1处重合[见图16b）]。用一个放置在与包含被检线

的表面相垂直的平面内的仪器，就可以测量出移动件相对于基准方向的角度α1、α2…、αn。

a)b)

图16

测量基准（即起始基准）可以任意选取，测量结果可按下述方法处理。

a)作图法

以适当的比例画出下列各参数（参见图17）：

——在横坐标上画出被检线上各测点的位置；

——在纵坐标上画出各对测点之间相对于测量基准的相对高度差Δhi。

高度差Δhi可按式（1）计算：

Δhi=dtanαi

或：Δhi=dαi（当αi很小时，且αi用弧度表示）

.0005

即：hi=×λdαi……（1）

1000

a)b)

图17

式中：λ——测量仪器的分度值，（°）；

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d——移动件每次测量移动的距离，mm；

αi——第i段测量仪器的读数，格；

i——测量点序号。

若测量仪器的分度值λ用弧度表示，则：

hi=λdαi……………（2）

误差曲线图形见图17。

然后，连接误差曲线上两端点P0和Qn–1，则直线P0Qn–1即为被检线的直线度的评定基准。平行于

评定基准且与误差曲线分别相切于高点和低点的两条直线间沿纵坐标YY′的距离即为该线的直线度数

值。

b)计算法

可按式（3）求出被检线上各测点相对两端点连线的高度差ΔHi：

in

i.0005……………（）

Hi=(∑αi−∑αi)××λd3

i=1ni=11000

式中：n——测量段数；

其它代号意义同式（1）。

若测量仪器的分度值λ用弧度表示，则：

in

i…………………（）

Hi=(∑αi−∑αi)λd4

i=1ni=1

则各测点相对于两端点连线的高度差的最大差值（ΔHmax–ΔHmin）即为被检线的直线度数值。

注意事项：

1测量时移动件每次移动的距离d一般取为0.1~0.25L（L为测量长度），且不大于500mm。

2移动件和被检面之间P和Q的表面应经精加工，中间应挖空且挖空后的支承表面应有足够的尺寸，支承部位应

仔细清洗。

4.2.1.2.3.1用水平仪检验

水平仪可用来检验垂直平面内一条近似水平的或非水平的直线的直线度，而不能用于进行水平平面

内的直线度检验。

a)被检线为水平时

将具有基面中心挖空的水平仪（或将水平仪放置在跨距为d的桥板上）沿被检线按4.2.1.2.3的方法

作检验（见图18），并记录水平仪的读数，用计算法或作图法求其直线度数值。

图18

b)被检线是斜线时

可采用一相对于水平面倾斜α角的支座（α角与被检线的水平倾斜角数值相等），按a）的方法作

检验（见图19）。检验时水平仪及支座应保持恒定的方向（如用平尺R导向）。

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图19

4.2.1.2.3.2用自准直仪检验

将反射镜放在被检线上，自准直仪固定于被检件外的支架上，按4.2.1.2.3的方法移动反射镜（见图

20）作检验，并记录自准直仪的读数，然后用计算法或作图法求其直线度偏差。

图20

4.2.1.3公差

4.2.1.3.1公差带

公差带在被检平面内由相距公差值t，且平行于被检线总方向的两条直线来限制（见图21）。

图21

4.2.1.3.2公差的表示方法

直线度公差可用下列方法表示：

a)公差按测量对象的长度分段时可写成：

(a)在×××测量范围内（如L1）为×××（如T1），长度每增加×××（如L–L1）公差增加××

×，最大不大于×××（如T2），其关系如图22所示。

图22

即：当测量长度L≤L1时，公差T（L）=T1；

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T2−T1

当测量长度L1<L<L2时，公差T(L)=T1+(L−L1)；

L2−L1

当测量长度L≤L2时，公差T（L）=T2。

(b)或列表表示，例如：

mm

工作台长度L公差

≤6300.10

>630~12500.15

>12500.20

b)公差用给定长度表示时应写成：“在×××测量长度上为×××”。

c)公差用一定长度范围表示时应写成：“在×××测量长度内为×××”。

此外，还应根据情况规定公差相对于基准的位置。例如：

在两端之间只许凸时，表示为：“只许凸”；

在两端之间只许凹时，表示为：“只许凹”；

在两端之间允许平和凹时，表示为：“平到凹”；

在两端之间允许平和凸时，表示为：“平到凸”；

公差的位置若无上述规定，则认为是允许平、凹、凸。

4.2.2零部件的直线度

4.2.2.1定义

零部件的直线度的条件与一条线的直线度的条件相同（见4.2.1.1）。

4.2.2.2检验方法

4.2.1.2中的检验方法都适用于一般零部件及平导轨的检验。

对于V形导轨，可用水平仪放置在一圆柱上，或与导轨形状相适应的专用检具上按4.2.1.2.3.1的方

法检验其在垂直平面内的直线度（见图23）。

图23

4.2.2.3公差

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