DB34/T 2314-2015 数控加工中心热变形检验条件和评定

ICS25.040.20

L97

DB34

安徽省地方标准

DB34/T2314—2015

数控加工中心热变形检验条件和评定

Testconditionsandevaluationofthermaldistortionsfornumericallycontrolled

machiningcentres

文稿版次选择

2015-02-03发布2015-03-03实施

安徽省质量技术监督局发布

DB34/T2314—2015

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由安徽省计量科学研究院、合肥工业大学提出。

本标准由安徽省计量科学研究院归口。

本标准主要起草单位：合肥尧鑫数控科技有限公司、安徽省计量科学研究院、合肥工业大学。

本标准主要起草人：王志、苗恩铭、吴忠义、刘善林、王惠生、江平、龚亚运、占顶。

I

DB34/T2314—2015

数控加工中心热变形检验条件和评定

1范围

本标准规定了数控加工中心的环境温度变化、主轴旋转和线性轴移动的三种热变形的检验和评定方

法。

本标准适用于检验两线性轴线联动所产生的圆形轨迹的圆滞后、圆偏差及半径偏差参数，由线性轴

移动引起的热变形检验仅适用于数控机床。

注：应当注意，对于本标准所描述的检验没有给出具体公差数值。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T17421.1-2009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

GB/T17421.3-2009机床检验通则第3部分:热效应的确定

GB/T17421.4-2009机床检验通则第4部分:数控机床的圆检验

3术语和定义

GB/T17421.1-2009、GB/T17421.3-2009和GB/T17421.4-2009中的术语和定义适用于本文件。

4简要说明

4.1参照GB/T17421.1-2009标准说明

使用本标准时应参照GB/T17421.1-2009，尤其是机床检验前的安装和检验仪器的推荐精度。

4.2推荐的检验工具和检验仪器

本标准推荐的检验仪器仅为示例，可以使用相同指示量和具有相同精度的其他检验仪器。本标准推

荐使用的检验仪器和检验工具如下：

a)具有合适测量范围、分辨率、热稳定性和精度的球杆仪。

b)具有足够分辨率和精度的温度传感器（如：热电偶，电阻式或半导体温度计）。

c)温度数据采集装置，如：所有通道可连续监视和绘图的多通道图像记录仪，或计算机数据处理

系统，在此系统中所有通道至少每5min采样一次，并可存储数据，便于以后分析。

d)球杆仪采集数据，检验开始时首先用球杆仪分别对数控机床两线性轴线联动产生的圆形轨迹采

集数据一次，此后每90min测量一次，并可存储数据，便于以后分析。

4.3机床检验前的条件

1

DB34/T2314—2015

机床在装配后，应按照机床供应商/制造商说明书的要求充分运行，并且必须作记录。在机床检验

前，所有必要的调平、几何调整和功能检验都应完成。

机床和有关的检验工具应在检验环境中达到热稳定状态。机床及附属装置应处于动力接通状态，轴

线处于“保持”位置，主轴不旋转。应按供应商/制造商的规定或按检验仪器的说明通电足够的时间，

以便内部热源达到稳定的状态。机床与检验仪器应避免受到气流和外部辐射（如上置的加热装置或者光

线等）的影响。

全部检验均应在机床无负载，即无工件的条件下进行。

4.4检验项目

检验机床时，根据结构特点并不是必须检验本标准中的所有项目。为了验收目的而要求检验时，双

方可协商检验项目，但这些检验项目必须在机床订货时明确提出。

4.5检验参数

检验参数包括：

a)名义轨迹的直径（或半径）；

b)轮廓进给率；

c)轮廓方向（顺时针或逆时针）；

d)产生实际轨迹的机床运动轴线；

e)检验工具在机床工作区的位置；

f)温度（环境温度、机床的温度）；

g)数据获得方法（当不等于360°时的数据采集范围，各不同的位置、实际轨迹的起始点和终点、

用于数字数据获取的测量点数，是否采用了数据平滑处理）；

h)在检验循环中机床使用的补偿；

i)滑动装置或移动元件在非检验轴上所处的位置。

5环境温度变化误差（ETVE）的检验

5.1总则

环境温度变化误差（ETVE）的检验目的是揭示环境温度变化对机床的影响和评估对其他性能测量期

间的热感应误差。本检验不应用作机床之间的比较。

5.2检验方法

5.2.1球杆仪的安装方式见GB/T17421.1-2009中6.6.3.3的示例。

5.2.2为了检验圆滞后H，应顺序测量两个实际轨迹；顺时针轮廓方向和逆时针轮廓方向。

5.2.3所有与实际轨迹相对应的测量数据（包括反向点的峰值）都应在评定时采用。

5.2.4与主轴前轴承相隔最近的机床结构的温度、机床相邻区域的空气温度，以及与主轴端部等高区

域的温度应至少每5min采样一次。测量与机床相隔一个适当距离的环境温度也非常必要，以避免由

于机床的一些热源（例如：液压元件）引起的对周围空气温度的影响，尽管所测量温度不完全与所测位

移有关，但它可预示出在环境温度变化下机床结构的热变形。

5.2.5球杆仪采集数据，检验开始时首先用球杆仪分别对数控机床两线性轴线联动产生的圆形轨迹采

集数据一次（例如：XY平面、XZ平面和YZ平面），此后每90min测量一次，并可存储数据，便于以

后分析。

2

DB34/T2314—2015

5.2.6环境温度变化误差(ETVE)的检验应至少持续4.5h，当最后90min变形量小于最初90min

变形量的15％时，可以结束采样。

5.3检验结果的表达

以下用数字数据确定的检验结果优先采用图解法表示：

a)圆滞后H；

b)圆偏差G，用于顺时针或