王興海

(沈陽機(jī)床股份有限公司，遼寧沈陽110142)

新標(biāo)準(zhǔn)是針對中、高檔數(shù)控車床和車削中心而進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目，隨著近年來數(shù)控機(jī)床向著高精、高速、復(fù)合、智能、可靠方向的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)控車床已不能滿足當(dāng)前市場的需要，特別是軍工、航空、航天、醫(yī)療機(jī)械等行業(yè)對中、高檔數(shù)控機(jī)床的需求日益增多，加工零件的復(fù)雜程度越來越高。目前我國中、高檔數(shù)控車床和車削中心占數(shù)控車床總量的比重還很低，用戶需求需大量進(jìn)口，因此中、高檔數(shù)控車床和車削中心已成為數(shù)控車床開發(fā)的重中之重。開展中、高檔數(shù)控車床標(biāo)準(zhǔn)研究，對數(shù)控車床和車削中心的快速發(fā)展以及滿足當(dāng)前和未來市場的需求具有十分重要意義。新標(biāo)準(zhǔn)于2003年列入國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃(計(jì)劃號:20031151－T－604)，當(dāng)時(shí)我國數(shù)控車床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)只有《GB/T16462－1996數(shù)控臥式車床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(適用于普及型數(shù)控臥式車床)》和《JB/T8324.1－1996簡式數(shù)控臥式車床 精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(適用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控臥式車床)》。這兩個(gè)數(shù)控車床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足未來數(shù)控車床和車削中心的需要，制定新的數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫，經(jīng)全國金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會決定，立項(xiàng)跟蹤國際標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)，制定我國數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并由沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司(沈陽車床研究所、沈陽數(shù)控機(jī)床有限公司)、寧夏長城數(shù)控機(jī)床有限公司、南京數(shù)控機(jī)床有限公司、北京機(jī)床研究所負(fù)責(zé)制定。制定標(biāo)準(zhǔn)原則是跟蹤ISO 13041－1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展動態(tài)，等同或修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)。2004年國際上正式頒布了 ISO 13041 － 1:2004［3］數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，通過對ISO 13041－1:2004國際標(biāo)準(zhǔn)的研究和充分論證，新標(biāo)準(zhǔn)最終修改采用了國際標(biāo)準(zhǔn)，并于2007年頒布。

1 新、舊標(biāo)準(zhǔn)的制定依據(jù)

新標(biāo)準(zhǔn)修改采用 ISO 13041－1:2004國際標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容包括數(shù)控車床和車削中心的幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)指標(biāo)、檢驗(yàn)工具和檢驗(yàn)方法，技術(shù)指標(biāo)與國際標(biāo)準(zhǔn)相同，但技術(shù)內(nèi)容比國際標(biāo)準(zhǔn)更完善，更符合國情需要。原標(biāo)準(zhǔn)修改采用英國標(biāo)準(zhǔn)BS 4656－28:1988，技術(shù)指標(biāo)與英國標(biāo)準(zhǔn)相同。

2 新、舊標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容差異

(1)范圍

新標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)床尺寸范圍是將“床身上最大回轉(zhuǎn)直徑”作為主參數(shù)，且將范圍分為3檔，即:范圍1(D≤250 mm)、范圍2(250 mm＜D≤500 mm)和范圍3(500 mm＜D≤1 000 mm)。而舊標(biāo)準(zhǔn)是以“最大車削直徑”作為主參數(shù)，且將范圍分為2檔，即:范圍 1(車削直徑 200～500 mm)和范圍2(車削直徑大于500～1 000 mm)。由于范圍的分檔不同，所以兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)指標(biāo)只能參照性的進(jìn)行比較，這一點(diǎn)在貫徹實(shí)施中要特別注意。

注:D為床身上最大回轉(zhuǎn)直徑。

(2)幾何精度檢驗(yàn)

新標(biāo)準(zhǔn)幾何精度檢驗(yàn)包括24項(xiàng)，具體項(xiàng)目如下:

G1、G2:主軸箱主軸檢驗(yàn)項(xiàng)目，包括:定心軸頸的徑向跳動、周期性軸向跳動、主軸端部跳動和主軸孔的徑向跳動。此兩項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的 G5、G6和G9。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)高于舊標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)方法相同。

G3:Z軸運(yùn)動對主軸軸線的平行度，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G11。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)高于舊標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)方法相同。

G4:主軸軸線對:(a)X軸線在ZX平面內(nèi)運(yùn)動的垂直度和(b)Y軸線在YZ平面內(nèi)運(yùn)動的垂直度。此項(xiàng)檢驗(yàn)的(a)項(xiàng)對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G12。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)高于舊標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)方法相同。(b)項(xiàng)屬于新增項(xiàng)目。

G5:Y軸運(yùn)動對X軸運(yùn)動的垂直度。舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G6:兩主軸箱主軸的同軸度。舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G7、G8、G9:Z 軸、X 軸、Y 軸運(yùn)動的角度偏差檢驗(yàn)項(xiàng)目，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G10:尾座運(yùn)動對床鞍運(yùn)動的平行度，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G16。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)與舊標(biāo)準(zhǔn)接近，檢驗(yàn)方法相同。

G11:尾座套筒運(yùn)動對床鞍Z軸運(yùn)動的平行度，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G2。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)比舊標(biāo)準(zhǔn)略低，檢驗(yàn)方法相同。

G12:尾座套筒錐孔軸線對Z軸運(yùn)動的平行度，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G13:Z軸運(yùn)動對車削軸線的平行度，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G4。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)與舊標(biāo)準(zhǔn)接近，檢驗(yàn)方法相同。

G14:工具安裝基面對主軸軸線的垂直度。舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G15:刀架工具孔軸線對Z軸運(yùn)動的平行度，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G14。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)高于舊標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)方法相同。

G16:刀架工具孔軸線對X軸運(yùn)動的平行度，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G17:直排刀架檢驗(yàn)項(xiàng)目，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G18:動力刀具主軸的徑向跳動和端面跳動，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G19:動力刀具主軸軸線對Z軸運(yùn)動的平行度，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G20:動力刀具主軸軸線對X軸運(yùn)動的平行度，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G21:工件主軸軸線與刀具主軸軸線在Y方向的位置差，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目與舊標(biāo)準(zhǔn)的G13相近。檢驗(yàn)指標(biāo)相同，檢驗(yàn)方法相近。

G22:刀架轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度，此項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)舊標(biāo)準(zhǔn)的G15。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)指標(biāo)略低于舊標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)方法相同。

G23:刀架轉(zhuǎn)位的定位精度，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

G24:B軸回轉(zhuǎn)平面對ZX平面的平行度，舊標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目，屬于新增項(xiàng)目。

(3)新、舊標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目與檢驗(yàn)指標(biāo)對比(見表1)

表1 新、舊標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目與檢驗(yàn)指標(biāo)對比

新標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 16462.1－2007) 舊標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 16462－1996)序號 范圍1 范圍2 范圍3 序號 范圍1 范圍2備 注(新、舊標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)對比)G10 Z≤1 000， (a)0.020(b)0.030 1 000 ＜Z≤2 000，(a)0.030(b)0.050 G16 DC≤1 500，(a)和(b)0.030 DC ＞1 500，(a)和(b)0.040接近G11 L=50 L=100 L=150(a)0.010 0.015 0.020(b)0.015 0.020 0.025 G2 L=300 L=500(a)0.015 0.030(b)0.020 0.040略低G12 (a)和(b)0.010 0.020 0.025 —— —— 新增項(xiàng)目G13 DC≤500 (a)0.010 (b)0.020 500 ＜DC≤1 000 (a)0.015 (b)0.030 G4 DC≤500(a)0.015 (b)0.020 500＜DC≤1 000(a)0.020 (b)0.025接近G14 0.020/100 —— —— 新增項(xiàng)目G15 0.030 0.030 0.030 G14 0.030 0.040提高G16 0.030 —— —— 新增項(xiàng)目G17 ①(a)0.030 ②(a)和(b)0.025 —— —— 新增項(xiàng)目G18① (a)0.010 0.015 0.020(b)0.015 0.020 0.025② (a)和(b)0.010 0.015 0.020—— —— 新增項(xiàng)目G19 0.020 —— —— 新增項(xiàng)目G20 0.020 —— —— 新增項(xiàng)目G21 (a)和(b)0.030 0.040 0.040 G13 (a)和(b)0.030 0.040 檢驗(yàn)項(xiàng)目相近;指標(biāo)相同。G22 L=50 L=100 L=150略低G23 0.030 0.040 0.040 —— ——(a)和(b)0.005 0.010 0.015 G15 L=100(a)0.005 (b)0.010新增項(xiàng)目—— —— G1、G3、G7、G8、G10、G18 見注1新增項(xiàng)目G24 ±30° ±60°0.010 0.020 —— ———— —— G17 略 見注2—— —— P1～P5 略 見注3注1:原標(biāo)準(zhǔn)中G1為導(dǎo)軌直線度、G3為尾座頂尖跳動、G7為主軸定位孔的徑向跳動、G8為推緊套內(nèi)支承錐面跳動、G10為主軸頂尖跳動、G18為輪廓精度檢驗(yàn)，新標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)項(xiàng)目。注2:G1 7為數(shù)控軸線的位置精度檢驗(yàn)項(xiàng)目，新標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)檢驗(yàn)。注3:P1～P5為工作精度檢驗(yàn)，新標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)檢驗(yàn)。

3 新、舊標(biāo)準(zhǔn)水平分析

從表1中可以看出，新、舊標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)可對比項(xiàng)為11項(xiàng)，其中:新標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)高于舊標(biāo)準(zhǔn)，1項(xiàng)相同，3項(xiàng)接近，2項(xiàng)略低。新標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目24項(xiàng)，全部為幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目;舊標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目23項(xiàng)，其中:幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目17項(xiàng)(G1～G16、G18)、數(shù)控軸線位置精度檢驗(yàn)項(xiàng)目1項(xiàng)(G17)、工作精度檢驗(yàn)項(xiàng)目5項(xiàng)(P1～P5)。

可見，除可比項(xiàng)目新標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)高于舊標(biāo)準(zhǔn)外，新標(biāo)準(zhǔn)比舊標(biāo)準(zhǔn)多出7項(xiàng)幾何精度檢驗(yàn)，且新增項(xiàng)目多數(shù)為高檔數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)項(xiàng)目，如:

(1)G7、G8、G9:Z 軸、X 軸、Y 軸運(yùn)動的角度偏差檢驗(yàn)項(xiàng)目，此3項(xiàng)檢驗(yàn)代替了舊標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)軌直線度檢驗(yàn)，反映了運(yùn)動軸線的空間誤差，對保證加工零件工作精度更具有影響力。

(2)G18、G19、G20:動力刀具主軸檢驗(yàn)項(xiàng)目，適合車削中心機(jī)床檢驗(yàn)。

(3)G24:B軸回轉(zhuǎn)軸線對ZX平面的平行度，適合高檔車削中心或車銑中心機(jī)床檢驗(yàn)。

因新標(biāo)準(zhǔn)中沒有包括數(shù)控軸線的位置精度和工作精度檢驗(yàn)項(xiàng)目，所以新、舊標(biāo)準(zhǔn)只進(jìn)行了幾何精度對比，經(jīng)對比分析，新標(biāo)準(zhǔn)不論是從技術(shù)指標(biāo)還是項(xiàng)目的先進(jìn)性看，整體水平都高于舊標(biāo)準(zhǔn)。

注:現(xiàn)行位置精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見GB/T 16462.4 － 2007［4］。工作精度檢驗(yàn)暫仍按舊標(biāo)準(zhǔn)中執(zhí)行。待將ISO 13041－6:2009［5］轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)后再執(zhí)行新的工作精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

4 貫徹實(shí)施幾點(diǎn)建議

(1)充分理解新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容，可在新產(chǎn)品上試貫，待成熟后全面貫徹。

(2)新標(biāo)準(zhǔn)沒包括數(shù)控軸線的位置精度檢驗(yàn)和工作精度檢驗(yàn)。對數(shù)控軸線的位置精度檢驗(yàn)，應(yīng)執(zhí)行GB/T 16462.4－2007標(biāo)準(zhǔn);對于工作精度檢驗(yàn)，建議暫繼續(xù)執(zhí)行舊標(biāo)準(zhǔn)中P1～P5檢驗(yàn)項(xiàng)目或按技術(shù)協(xié)議執(zhí)行。

(3)貫徹過程中出現(xiàn)的問題和建議要及時(shí)反饋給行業(yè)歸口單位或起草單位，以便問題及時(shí)解決和統(tǒng)一貫標(biāo)思想。

5 結(jié)語

新標(biāo)準(zhǔn)屬于先進(jìn)制造業(yè)前沿技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它的完成不僅為我國數(shù)控車床行業(yè)提供市場急需的標(biāo)準(zhǔn)，還為我國數(shù)控車床和車削中心的科研、開發(fā)、生產(chǎn)提供了必要的技術(shù)支撐，特別是對提高國產(chǎn)產(chǎn)品的市場占有率有現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)為促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步取得良好的社會效益。

［1］全國金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 16462.1 －2007，數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)條件第1部分:臥式機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［2］全國金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 16462－1996，數(shù)控臥式車床精度檢驗(yàn)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

［3］The International Organization for Standardization.ISO 13040－1:2004，Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres－Part1:Geometric test for machine with a horizontal workholding spindle［S］.Published in Switzerland，ISO Copyright Office，2004.

［4］全國金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 16462.4 －2007，數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)條件第4部分:線性和回轉(zhuǎn)軸線的定位精度及重復(fù)定位精度檢驗(yàn)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［5］The International Organization for Standardization.ISO 13041－6:2004 Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres－Part6:Accuracy of a finished test piece［S］.Published in Switzerland，ISO Copyright Office，2004.