ICS 25.080.01 J 50
中华人民共和国国家标准
GB/T 17421.7-2016/ISO 230-7:2006
机床检验通则
第7部分：回转轴线的几何精度
Test code for machine tools-
Part 7 :Geometric accuracy of axes of rotation
(ISO 230-7:2006,IDT)
2016-11-01实施
2016-04-25 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 17421.7-2016/IS0 230-7:2006
目 次
前言范围
1 2
规范性引用文件术语和定义 3.1 一般概念 3.2 误差运动 3.3 误差运动极坐标曲线图 3.4 误差运动中心 3.5 误差运动值 3.6 结构误差运动 3.7 速度变化引起的轴线偏移
c
6
X
10 11 13 13
-般要求? 4.1 计量单位 4.2 参照 ISO 230-1 4.3 建议使用的仪器装置和检验设备 4.4 检验环境 4.5 待检回转轴· 4.6 回转轴的预热误差运动的检验方法
14
4
14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 16 21 24
5
5.1 概述 5.2 检验参数与规范· 5.3 结构误差运动（主轴停转） 5.4 主轴检验 旋转敏感方向· 5.5主轴检验 固定敏感方向· 附录A（资料性附录) 一般概念的叙述附录B（资料性附录) 标准球圆度误差的消除附录C（资料性附录） 回转轴线柔度特性的术语和定义附录D（资料性附录）与主轴旋转相关的热漂移的术语和定义附录E (资料性附录) 静态误差运动检验附录 F (资料性附录) 回转轴线检验的测量不确定度估算附录G（资料性附录） 按英语字母顺序排列的术语对照表参考文献
41 45 46 47 48 .52 55
.
.· GB/T 17421.7---2016/IS0 230-7:2006
前言
GB/T17421《机床检验通则》分为11个部分：
第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度；一第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定；
第3部分:热效应的确定; 第4部分：数控机床的圆检验； -第5部分：发射噪声的确定； -第6部分：体和面对角线定位精度的测定（对角线位移检验）；一第7部分：回转轴线几何精度；第8部分：振动（技术报告）; 一第9部分：ISO230机床检验系列标准的不确定度估算的基本方程（技术报告）；
一第10部分：数控机床测量性能的确定（准备阶段）;
一第11部分：机床几何精度检验用测量仪器（准备阶段）（技术报告）。 本部分为GB/T17421的第7部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用ISO230-7:2006《机床检验通则第7部分：回转轴线的几何精度》。 与本部分中规范性引用的国际文件有一致对应关系的我国文件如下：
GB/T17421.1-1998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 230-1:1996) GB/T 17421.2-2000 机床检验通侧第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定(eqv ISO 230-2:1997)
为了方便使用,本部分作了下列编辑性修改：
-对原标准中的错误内容、公式进行了纠正。 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（SAC/TC22)归口。 本部分起草单位：宁夏新瑞长城机床有限公司、北京工研精机股份有限公司、国家机床质量监督检
验中心、北京机床研究所、北京第一机床厂。
本部分主要起草人：凌泽润、陈雁军、陈金虎、常文芬、张维、李祥文、盛伯浩、祁卫中、丁丽、胡瑞琳。 GB/T 17421.7—2016/IS0 230-7:2006
机床检验通则
第7部分：回转轴线的几何精度
1范围
GB/T17421的本部分规定了机床回转轴线几何精度的检验方法。 机床的主轴、回转头和回转工作台构成了回转轴线，由于误差的多源性，以致回转轴线的空间运动
无法预计。
本部分涵盖了主轴的以下特性：
回转轴线误差运动；一速度导致的轴线偏移。
主轴的其他重要特性，如由发热和环境温度产生的轴线偏移，则属于GB/T17421.3的范畴。 本部分内容中不包括主轴的以下特性：
角位置精度（见ISO230-1和ISO230-2）；表面及组件的跳动（ISO230-1）；刀柄夹持孔的技术要求；惯性振动的测量（见ISO230-8）；一噪声的测量（ISO230-5）； -转速范围和精度（见ISO10791-6和ISO13041-6）； -平衡测量或平衡方法（ISO1940-1和ISO6103）；一空转损耗（功率损耗）；热漂移（见GB/T17421.3）。
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/T17421.3—2009机床检验通则第3部分：热效应的评定（ISO230-31)：2001,IDT) GB/T19660-2005工业自动化系统与集成机床数字控制坐标系和运动命名（ISO841:2001，
IDT)
ISO 230-1:1996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（Test code for machine tools-Part 1 :Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing condi- tions)
ISO 230-2:2006机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定（Test code for machine tools--Part 2 : Determination of accuracy and repeatability of positioning numerically controlled axes)
1）即将发行（ISO230-3:2001修订版）。
1 GB/T 17421.7-2016/ISO 230-7 :2006
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 注：术语和定义按以下顺序排列旨在帮助本部分的使用者更好地理解回转轴线的专用术语。附录G为按英文字母
顺序排列的术语的对照表。
3.1一般概念
3.1.1
主轴部件 spindle unit 具有回转轴线的装置。 注：本定义也适用于诸如回转工作台、耳轴和回转顶尖之类的其他装置。
3.1.2
主轴 spindle 转子　rotor 主轴部件中的旋转零件。
3.1.3
主轴箱体spindle housing 定子stator 主轴部件中的固定零件。
3.1.4
轴承bearing 主轴部件中用以支承主轴(转子)并且能在主轴和主轴箱体之间实现旋转运动的元件。
3.1.5
回转轴线 axis of rotation 绕其进行旋转运动的线段。 见图 la）。 注：通常，由于轴承和轴承座的不精确性、结构晃动或轴线偏移的原因,在旋转过程中,这一轴线段是在参考坐标系
中作移动(径向和轴向)和倾斜的,如图la)及b)所示。
3.1.6
参考坐标轴系 reference coordinate axes 相对于指定对象固定的相互垂直的 X 轴、Y轴与 Z 轴的坐标系。 见图 la)。 注：该指定对象可以是固定的或者是旋转的。
3.1.7
正方向 positive direction 根据GB/T19660的规定，正方向是指使工件正尺寸增加的运动方向。
3.1.8
理想主轴perfect spindle 其回转轴线相对于轴线平均线不存在误差运动的主轴。
3.1.9
理想工件 perfect workpiece 具有绕中心线旋转的理想表面的刚体。
2 GB/T 17421.7—2016/IS0 230-7:2006
2
说明：
主轴(转子); 回转轴线的误差运动(在角度C之前);
回转轴线(在角度C处); 主轴套筒（定子）。
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2.
5
3- 轴线平均线；
a）考坐标轴系,回转轴线,轴线平均线,主轴的误差运动
C
C
C 7
C
EZC ECC
EYC
1O0
EAC
AOC BC
EBC
EXC
XO0
说明： XOC- C轴的 X 方位; YOC- C轴的Y方位; AOC- C轴对Y轴的垂直度； BOC- C轴对 X 轴的垂直度。
说明： EXC 在 X方向的径向运动; EYC 在Y方向的径向运动； EZC 轴向运动； EAC 围绕X轴的倾斜运动； EBC 围绕Y轴的倾斜运动； ECC- 角定位误差。 a 坐标轴。
c) 轴线平均线的位置误差(轴线偏移)
b） 回转轴线的误差运动
图 1 适用于 C 主轴或 C 回转轴线的参考坐标轴系、回转轴线、轴线平均线和主轴的误差运动
3 GB/T 17421.7-2016/ISO 230-7:2006
3.1.10
轴线平均线 axis average line 相对于参考坐标轴系固定，表示回转轴线平均位置的直线段。 见图 la)。 注1：轴线平均线是描述回转轴线的位置随负荷、温度或速度的改变而变化的一个实用的术语。 注2：除非另有说明，轴线平均线应通过计算在轴向上的两个独立位置处所采集的两组径向误差运动的数据的最小
二乘方中心来确定（见3.4）。
注3：GB/T19660将机床的Z轴定义为“平行于机床的主要主轴”。这是指机床的Z轴平行于主轴的轴线平均线。
虽然轴线平均线的定义同样也适用于其他主轴和回转轴线，但一般来说，不是所有的回转轴线都与机床的乙轴平行。所以，只有在轴线平均线与机床主轴相关联时,它才应与机床的Z轴相平行。
3.1.11
轴线偏移　axis shift 由于条件变化所致的,轴线平均线在刀具和工件之间所发生的准静态相对位移。 见图 1c）。 注：轴线偏移的起因包括热漂移、负荷改变和速度改变。
3.1.12
位移传感器displacement sensor 用来测量两个规定物体间位移的装置。 例如电容传感器、线性可调差动变压器（LVDTs）、涡流测头、激光干涉仪、千分表（度盘式指示器）。
3.1.13
结构环路structural loop 用来保持两个规定物体间相对位置的组件装配体。 注：一对典型的规定物体是切削刀具和工件：结构环路一般包括主轴、轴承、主轴套筒、床头箱、机床导轨及支承件、
以及刀具和工件的夹具。
3.1.14
敏感方向sensitive direction 垂直于理想工件表面且通过切削或测量瞬时作用点的方向。 见图2。 注：对于固定敏感方向所测出的刀具和工件之间的相对位移是与工件的加工成品面的形状误差相对应的。
a）误差运动的综合情况
图2固定敏感方向上的误差运动综合情况以及轴向、端面、径向及倾斜误差运动情况
4 GB/T 17421.7—2016/IS0 230-7:2006
b）轴向误差运动
c） 端面误差运动
e）倾斜误差运动
d) 径向误差运动
说明：一主轴;
-轴向位置； 8- 径向位置； 9——方向角。
4- 位移传感器； 5— 一 -误差运动； 6——敏感方向;
1- 2- - 理想工件；
7
一
3- 轴线平均线；
图2(续)
3.1.15
非敏感方向non-sensitive direction 垂直于敏感方向的任一方向。
3.1.16
固定敏感方向 fixed sensitive direction 主轴带动工件旋转，而其切削点或测量点固定的敏感方向。
3.1.17
旋转敏感方向 rotating sensitive direction 工件固定，且其切削点或测量点随主轴旋转的敏感方向。 注：车床具有固定敏感方向，而坐标镗床则具有旋转敏感方向。
3.1.18
跳动 runout 由传感器相对于一个运动面或传感器相对于一个固定面运动而测得的总位移。 注1：对于一个部件在某一给定截面内的跳动,参见ISO 230-1:1996,5.611.4。 注 2：术语 TIR(total indicator reading,指示器总读数)和术语 FIM(full indicator movement,全跳动)与跳动同义。
3.1.19
固定点跳动stationary point runout 由位移传感器对位于旋转面上的某一点检测所得的总位移。当传感器和该面一起旋转时该点相对
于传感器的横向位移可以忽略不计。
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