超精密空气主轴回转精度的测量与数据处理

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超精密空气主轴回转精度的测量与数据处理 __ 我所研制的超精密空气主轴（以下简称主轴）可用作超精密机床或高精度计量仪器的主轴系统。主轴采 用先进的气体静压技术，径向轴承和双向止推轴承的各工作面均为静压气浮面，且经过严格的动平衡，因 而实现了非接触的高精度回转，具有无振动、低噪音的特点。 __ 由于气膜对轴系零件误差的平均作用，因而轴系装配后的回转精度可以高于零件精度。对主轴主要 ——0.1μm__ 技术指标主轴径向回转精度要求达到小于。这样高精度的指标，即使出来了，也难以测量出它 的精度，因而给测量带来了极大的困难。通过几年的摸索、研究，终于用双向转位法测出了主轴径向回转 0.07μm 精度（）。现将测量方法介绍给读者。 1 检测 1.1 检测条件 20±1℃ <0.1℃ 环境温度：每小时变化： 30%~60% 相对湿度： __24h 被测主轴在恒温室温时间不少于； 0.2℃ 被测主轴与标准器具的温差不大于； 0.4±0.02MPaq 被测主轴需安置在隔振基础上，周围无剧烈振动和冲击；供气压力稳定在 1.2 检测用仪器和器具 ①TESA0.01μm 电感测微仪（瑞士）（分辨率）， ②≤0.05μm 标准玻璃球不圆度（英国圆度仪附件） 1.3 检测方法 1 采用双向测量法，测量装置如图所示。 1 图测量装置 __ 将标准玻璃球作为测量工具，通过可调偏心并能转位工装，固定在主轴上。电感测微仪测头从主轴 回转轴线垂直方向对准球，并垂直于球面，调整球与轴系回转轴线基本同心。其偏心量越小越好，一般在 0.5μm10°θ=0°10° 左右。第一步，测头从零度方向开始测量，均匀旋转主轴，从零开始每间隔，，， i 20°~350°3~5Xθ 。读出电感测微仪读数，测量圈，取平均值（）为反向前读数，然后轴系不动，球与 1i 180°3~5 测头各自相对于轴系转动，即进行了反向，反向后球的偏心会有变化，重新调整偏心后测量圈， Xθ90°2 取平均值为反向后读数（）。第二步，从方向开始测量，重复上述测量步骤，测量过程如图所 2i Yθ180°90°270° 示。得（）为反向前读数，然后轴系不动，球与测头各自相对于轴系转动，即从转到。 ii Yθ 得（）为反向后读数。 2i