立式五轴加工中心可靠性试验规范编制说明.docx

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1、立式五轴加工中心可靠性试验规范（征求意见稿）编制说明一、工作简况1任务来源根据中国机械工业标准化技术协会中机标字202315号文件“关于印发2023年第三批团体标准制修订计划的通知，由国家机床质量监督检验中心负责立式五轴加工中心可靠性试验规范团体标准的制定工作，该项目计划号为CAMS2023020o项目计划完成时间为2024年。2主要工作过程起草（草案、调研）阶段：计划下达后，于2023年6月15Fl,由国家机床质量监督检验中心组织各起草单位成立了立式五轴加工中心可靠性试验规范起草工作组。由国家机床质量监督检验中心担任主要起草工作，确定工作方案，提出进度安排。起草组对国内立式五轴加工中心可靠性

2、试验技术现状和发展情况进行了全面调研，同时广泛收集和检索了国内外的技术资料。经过大量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，全面地总结和归纳，在此基础上编制了立式五轴加工中心可靠性试验规范标准草案初稿，并组织专家对标准中的主要内容进行多次研讨和认真修改。于2023年10月30日形成标准征求意见稿，经组长审核后报至中国机械工业标准化技术协会机床专业委员会（以下简称：机床专业委员会）秘书处。3主要参加单位和工作组成员及其所做的工作本文件起草单位为：国家机床质量监督检验中心、通用技术集团机床工程研究院有限公司、沈阳机床股份有限公司。本文件主要起草人员为:赵钦志、王军见、官端阳、李亚聪、李丹丹、问

3、梦飞、曹志强、张维、李广泉、卢振伟、毕星瑞、张云峰、孟永伶、武晓杰、彭东彪、胡裕、孙跃辉、佟永忠。所做的工作：赵钦志任组长，负责标准制定原则和方案的确定，关键项目的制定工作；王军见、官端阳、李亚聪负责标准文本关键项目的审核工作，参加标准文本的制订工作，标准编制说明的审核工作；李丹丹、问梦飞、胡裕主要负责标准文本的制订、标准编制说明的编写、标准意见汇总和处理等工作；张维、李广泉、卢振伟、毕星瑞、张云峰、孟永伶主要负责标准文本的关键项目审核工作；李亚聪、武晓杰、彭东彪、曹志强、孙跃辉、佟永忠主要负责标准的试验和验证工作。二、标准编制原则和主要内容1标准编制原则本文件在制订过程中认真贯彻执行工业和信

4、息化部、中国机械工业联合会、中国机械工业标准化技术协会有关团体标准制修订管理办法，并本着科学性、合理性和可操作性及如下原则开展制订工作：-标准内容体现先进性、前瞻性、合理性、可操作性；符合现行相关法律、法规、规章，并与其保持一致；-积极采用先进技术和科技成果，并将其转化到标准之中；在技术内容设置上尽量与相关国家标准、行业标准协调一致；按照GB1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定进行编写。2标准的主要内容本文件分为：范围、规范性引用文件、术语和定义、试验方式、试验要求、试验方法、数据采集和记录、可靠性评定共8章。2.1美于范围”本文件规定了立式五轴加工中心（以

5、下简称机床）在进行模拟现场可靠性试验和评定时的试验方式、试验要求、试验方法、数据采集和记录、可靠性评定。本文件适用于新研制和新改进的立式五轴加工中心产品的可靠性符合性验证、测定、鉴定和评定。2.2关于“规范性引用文件”均采用现行有效的国家标准和行业标准。2.3关于术语和定义”立式五轴加工中心-具有五个数控轴线，即三个线性轴线（X、Y、Z）和两个回转轴线（A、B,C任意组合），可实现五轴联动的立式加工中心。失效、符合性试验、模拟现场试验参照GB23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心第3章的规定。2.4关于“试验方式”本规范适用于新研制和新改进的机床，应采用无替换的定时截尾试

6、验的模拟现场试验。模拟现场试验一般应为连续可靠性试验。2.5关于试验要求5.1试验环境5.1.1试验时的室温、湿度和气压应符合产品使用说明书规定的运行范围。5.1.2-般情况下，机床的电源电压应在323V418V范围之内，电压频率应在49HZ51Hz范围内。产品说明书对机床电源另有规定的，按说明书规定执行。5.1.3机床四周2米范围内不应有热源辐射、阳光直射和高于工作台面的障碍物情况。5.2预检验的试验产品应质检合格，具备出厂条件。试验前，机床应按GB/T21012-2007、JB“8801-2017、JB/T10793.3-2017或企业编制的数控程序进行空运转预运行试验。5.3试验装置和仪

7、器参照GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心5.3。5.4模拟现场试验参照GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心5.4。5.5预防性维护参照GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分:加工中心5.6。5.6故障判定和技术原则应按GB23567.2中的规定。2.6关于试验方法6.1试验内容可靠性空运转试验考核考核换刀动作、快速直线运动和主轴高速回转运动的安全、冷却、排屑等可靠性。可靠性切削试验考核机床不同加工状态下的可靠性，同时包括主传动系统最大扭矩、最大功率切削试验。可靠性加载试验模拟机床各直线轴进给运动加载、模拟机床

8、多维力随动加载、模拟主轴扭矩加载、模拟工作台最大承载的运转试验等。可靠性验证试验需要在加载试验前、后两次试验，包括精度检验、工作精度检验、主轴空运转平稳性试验、主轴热变形试验、主轴高速温升试验、机床系统静刚度试验、典型试件分散性/加工一致性试验。6.2试验过程6.2.1可靠性空运转试验在GB/T23567.2-2018空运转试验内容基础上,采取强化措施，考核换刀动作、快速直线运动和主轴高速回转运动的安全、冷却、排屑等可靠性。6.2.2可靠性切削试验最大扭矩切削试验和最大功率切削试验采用铢削或伸削方法，逐渐加大切深或适当增大进给速度，直至达到最大切削扭矩或最大功率，记录每次切削参数、输出功率及机

9、床切削状态（包括振动、报警等情况）。综合切削试验切削工序应包括粗加工、半精加工和精加工，加工行程应覆盖60%以上的机床最大加工区域，应包括曲面钱、立体曲面钱、键槽钱等多种形式的功能性考核项目。6.2.3可靠性加载试验轴线加载试验参照GB23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心6.1.2.2o多维力加载试验推荐选用GB/T34880.2-2017圆锥台试件M3作为随动试件，模拟实际切削轨迹，进行多维力随动模拟加载试验，同时监测机床温度、振动及故障情况。主轴扭矩加载试验参照GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心6.1.2.4。在模拟工作状态下，在机

10、床低速运转下进行扭矩加载试验；在机床高速运转下进行功率加载试验。最大工件负重试验用与设计规定的承载工件最大重量相当的重物作为工件置于工作台上，使其载荷均匀，分别在最低进给速度、最高进给速度和快速三种方式下，进行移动或运转试验。6.2.4可靠性验证项目精度检验、工作精度检验、主轴空运转平稳性试验、主轴热变形试验、机床系统静刚度试验参照GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心6.1.2。主轴高速温升试验机床主轴应从最低转速起依次运转至卡盘允许的最高转速，各转速的运转时间不应小于2min,最高转速运转时间不应少于3h,使主轴达到稳定温度（热稳定温度梯度为W3。Ch）,并在

11、主轴前后轴承位置测量温度和温升。典型试件分散性/加工一致性试验在机床运行状态正常情况下，通过典型试件小批量加工，获得一种或多种加工尺寸检测结果，分析尺寸精度的分散度，评价机床加工质量特性。2.7关于数据采集和记录”试验过程中应随时检查机床运行的情况，并做好记录。可靠性试验运行记录、可靠性试验故障记录及可靠性试验报告参考GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心附录A。新增机床可靠性验证试验记录表，包含可靠性验证项目中的各项试验结果2.8关于“可靠性评定”平均故障间隔时间MTBF估计及可靠性试验结果评定按GB/T23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中

12、心第8章的规定。3解决的主要问题高性能立式五轴加工中心主要面向航空航天、军工等行业复杂异形零件加工，满足在单台数控机床上实现铢削、锺削、钻削等多面多角度加工以及针对自由曲面特征的五轴联动加工，也可用于能源、汽车等行业复杂壳体类零件加工。与国外先进企业和研究机构相比，国产五轴加工中心产品主要技术参数、可靠性与精度稳定性还存在较大差距，可靠性试验标准体系不健全、工程适用性有待加强，试验环境条件与服务能力有待提升。本文件的制定与实施能有效解决上述困扰，建立立式五轴加工中心可靠性试验规范，可促使高性能立式五轴加工中心可靠性与精度稳定性达到当前国际先进水平，形成批量生产能力，满足国家战略需求。三、对应的

13、国家标准或行业标准情况本文件对应的国家标准为GB23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分：加工中心，无行业标准。本文件增加了多维力模拟加载和可靠性验证试验项目，一方面提高加载强度，另一方面增加了加载试验前、后的性能退化试验验证项目，对高性能立式五轴加工中心可靠性试验项目提出了更高、更全面、更细致的试验要求。四、主要试验（或验证）情况分析为了验证本文件规定的试验要求、试验方法是否科学合理、具有可操作性，标准起草工作组对立式五轴加工中心可靠性试验方法和试验项目进行验证。验证表明提出的试验方法科学有效，试验项目应用验证效果良好。验证机床型号：北京精雕400A15SCH五、标准中涉及专利的情

14、况的说明经核实，本文件所采用技术和规定技术内容不涉及专利。六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况说明通过本文件的实施，为立式五轴加工中心产品的可靠性符合性验证、测定、鉴定和评定提供共同基准，使机床制造厂能稳定的向社会提供可靠性、高品质的产品，有助于提升国产产品的核心竞争力，促进整个行业的进步。七、采用国际标准和国外先进标准情况本文件没有采用国际标准。本文件制定过程中未查到同类国际、国外标准。本文件制定过程中未测试国外的样品、样机。本文件水平为国内领先水平。八、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本文件与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调-致。九、重大分歧意见的处理经过和依据本文件在制订和审查过程中，未产生重大分歧意见。十、标准性质的建议说明本文件建议为推荐性团体标准。标准起草工作组2023年11月9日