液體靜壓主軸是精密、超精密機(jī)床的重要功能部件，回轉(zhuǎn)精度是衡量液體靜壓主軸性能的關(guān)鍵因素之一，對機(jī)床的加工精度、加工效率有著直接影響。那么液體靜壓主軸回轉(zhuǎn)精度的測試方法有哪些呢？

傳統(tǒng)的測量方法有多種，按照使用傳感器的數(shù)量可分為單點法、兩點法和三點法；按照傳感器與工件表面的接觸狀態(tài)可分為接觸式測量和非接觸式測量；按照選取的被測表面可分為工件表面直接測量和標(biāo)準(zhǔn)球工裝測量；按照測試時轉(zhuǎn)速的差異可分為靜態(tài)測量(低速測量，轉(zhuǎn)速影響可忽略不計)和動態(tài)測量；按照測試時主軸的負(fù)載狀態(tài)可分為空載測量和帶載測量等。每款機(jī)床實際情況不同，測量方法可以是多種方法的組合，回轉(zhuǎn)精度要和具體測量方法聯(lián)系在一起才有實際意義。

主軸回轉(zhuǎn)精度的評價指標(biāo)主要有兩類。一類是工程領(lǐng)域廣泛使用的跳動類指標(biāo)(Runout)，包括徑向跳動、端面跳動、軸向竄動、和內(nèi)外錐面跳動等。這些指標(biāo)的測量可采用接觸式測量，也可采用非接觸式測量。接觸式測量的所測量是主軸旋轉(zhuǎn)過程中測點位移變化的峰峰值。非接觸式測量的所測量是傳感器探頭與被測表面之間距離變化量的峰峰值。 測量跳動類指標(biāo)，被測面可直接選擇工件表面，也可選擇固定于主軸上的標(biāo)準(zhǔn)球球面。但如果采用標(biāo)準(zhǔn)球測試跳動量，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)球球心調(diào)整到極其接近主軸回轉(zhuǎn)軸心線的位置，否則測試結(jié)果會因為含

有較大的偏心分量而不能準(zhǔn)確反映回轉(zhuǎn)精度。由于跳動類指標(biāo)的檢測方法直觀，測試結(jié)果重復(fù)性好，測試數(shù)值的變化與現(xiàn)場人員對主軸精度變化的感受較為一致，因此在工程領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，測試結(jié)果也為廣大工程技術(shù)人員所接受。

另一類評價指標(biāo)是科研和測試領(lǐng)域廣泛使用的回轉(zhuǎn)誤差 (Motion Error) ，包括同步回轉(zhuǎn)誤差(Synchronous error motion，SEM)和非同步回轉(zhuǎn)誤差(Asynchronous error motion，ASEM)。同步誤差在物理特征上被定義為對應(yīng)于回轉(zhuǎn)誤差中轉(zhuǎn)頻為基頻整數(shù)倍的頻率成分，反映了回轉(zhuǎn)誤差中確定性運(yùn)動誤差的大小。

考慮到測試回轉(zhuǎn)精度的便捷性和測試成本，對于不同精度等級的主軸，可適當(dāng)調(diào)整測試方案：

對于主軸跳動≥0.5 μm 的普通精度等級的主軸，采用千分表對主軸低速旋轉(zhuǎn)表面進(jìn)行接觸式測量跳動即可。如果主軸被測表面加工精度過低或者發(fā)生劃痕或銹蝕，可采用置于主軸頂尖孔內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)球或帶端面磁吸的標(biāo)準(zhǔn)球工裝進(jìn)行測量，將所測得的峰峰值中的最小值作為主軸回轉(zhuǎn)精度的衡量指標(biāo)。

對于主軸跳動 0.1~0.5 μm 范圍內(nèi)的高精度主軸，要全面評估主軸的回轉(zhuǎn)精度，可采用“最小峰峰值+同步誤差+異步誤差”綜合測量法，但峰峰值測試結(jié)果的精度受到標(biāo)準(zhǔn)球精度限制，標(biāo)準(zhǔn)球球度通常為 0.020～0.050 μm。

對于主軸跳動≤0.1 μm 的超精密主軸，由于回轉(zhuǎn)精度已經(jīng)很高，只有在科學(xué)研究或特殊評估需要時，才進(jìn)行進(jìn)一步的同步誤差和異步誤差測量。這時除了采用“最小峰峰值+同步誤差+異步誤差”綜合測量法外，還應(yīng)當(dāng)充分提高傳感器的分辨率和測試精度，充分降低測試系統(tǒng)噪聲的影響。由于受標(biāo)準(zhǔn)球球度的制約和系統(tǒng)噪聲的影響，測得的峰峰值和非同步誤差的數(shù)值均可能高于相應(yīng)的“真實值”。要實現(xiàn)回轉(zhuǎn)精度的精準(zhǔn)測量和數(shù)據(jù)處理，仍然值得持續(xù)深入研究。

關(guān)于領(lǐng)臣

LINCH是一家集科研、制造、銷售為一體，專業(yè)提供全套流體靜壓軸承系統(tǒng)的高科技公司，特色產(chǎn)品為流體靜壓主軸、動靜壓主軸、靜壓轉(zhuǎn)臺、靜壓導(dǎo)軌，具有回轉(zhuǎn)精度高、剛度大、抗振性好、精度壽命長的特點，主要用于高效率、高轉(zhuǎn)速、高精度數(shù)控加工設(shè)備。