王興海

（沈陽機床股份有限公司，遼寧沈陽110142）

隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展，對機床的需要越來越多，要求也越來越高。對于車床來說，由于其數(shù)量占金屬切削機床比例很大，而且隨著科技的進步，對數(shù)控車床的需求快速上升，特別是軍工、航空、航天、醫(yī)療、汽車、船舶、石油、機械等行業(yè)，對中、高檔數(shù)控機床的需求日益增多，加工零件的復(fù)雜程度越來越高，尤其是一些復(fù)雜型面和高精度要求的零件，通常需要一次性完成車、鏜、銑、鉆、鉸、攻絲等全部功能。目前，我國中、高檔數(shù)控車床和車削中心占數(shù)控車床總量還很低，用戶需求需大量進口，因此中、高檔數(shù)控車床和車削中心應(yīng)成為數(shù)控車床開發(fā)的重中之重。開展車床標準體系工作，特別對其中的數(shù)控車床標準的研究，對車床行業(yè)的快速發(fā)展和滿足未來市場的需求更具有重要意義。

1 國、內(nèi)外車床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.1 普通車床現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

這里說的普通車床是指非數(shù)控車床，主要包括:臥式車床（萬能型普通車床）、卡盤多刀車床、仿形車床、轉(zhuǎn)塔車床和單軸轉(zhuǎn)塔自動車床、多用車床及其他車床（如:臥式多軸自動車床、活塞車床、凸輪軸車床、鏟齒車床、管螺紋車床等）。

盡管車床的種類較多，但對于普通車床（雖然這些產(chǎn)品也廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域），不論是國內(nèi)，還是國外，近十幾年技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生實質(zhì)性變化。主要原因是，這些產(chǎn)品面向的主要是低端用戶，用來批量生產(chǎn)對精度要求不高的各種零件。這些產(chǎn)品近年來主要針對安全性能對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和外觀進行了局部改進。隨著數(shù)控車床的快速普及和發(fā)展，這些產(chǎn)品中的部分種類的車床也在向數(shù)控產(chǎn)品過渡，未來有的產(chǎn)品可能被通用型數(shù)控車床替代或在原有普通機床基礎(chǔ)上增加數(shù)控裝置而轉(zhuǎn)換為數(shù)控車床。

1.2 數(shù)控車床現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

中國是機床生產(chǎn)大國，但還不是機床制造強國。中、高檔數(shù)控車床正處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，發(fā)展迅速，不少國內(nèi)急需的中、高檔數(shù)控車床（如車削中心等）取得了突破，進入生產(chǎn)現(xiàn)場的實用階段。中、高檔數(shù)控車床雖然技術(shù)和國外水平接近，但核心技術(shù)仍然沒有完全掌握，加上所需的關(guān)鍵功能部件和配套件等方面還主要依賴于進口，很大范圍內(nèi)制約了中、高檔數(shù)控車床的普及與發(fā)展。

高檔數(shù)控車床關(guān)系到國家經(jīng)濟實力和國防安全，發(fā)展高檔數(shù)控車床已經(jīng)成為當務(wù)之急。國際上高檔數(shù)控車床將以復(fù)合加工機床為代表世界機床的發(fā)展方向，它將結(jié)合數(shù)控技術(shù)、軟件技術(shù)、信息技術(shù)、可靠性技術(shù)的發(fā)展。

高檔數(shù)控機床在國內(nèi)只有少數(shù)廠家生產(chǎn)，而且與國外產(chǎn)品相比，在高速、高效和精密化上還存在比較大的差距。開發(fā)、研制高檔數(shù)控機床是國內(nèi)機床廠家的必然選擇。對數(shù)控車床來說，國內(nèi)經(jīng)濟型數(shù)控車床約占60% ～70%，全功能數(shù)控車床和車削中心生產(chǎn)量較少。國外數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速和主軸功率一般都高于國產(chǎn)數(shù)控車床。開發(fā)、研制高速、大功率、功能多的數(shù)控車床和車削中心以及以車代磨的精密車床和車削中心將具有廣闊的市場前景，因為此類產(chǎn)品在國內(nèi)基本處于空白。

表1 國內(nèi)外主要普通車床檢驗標準

數(shù)控機床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品。是機械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性化等優(yōu)點的工作母機。數(shù)控機床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機床的主要品種之一，它在數(shù)控機床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。

當前國內(nèi)外數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:高速、高精密化;高可靠性;數(shù)控車床設(shè)計CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化;功能復(fù)合化。

2 國、內(nèi)外車床標準現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)車床標準現(xiàn)狀

截止到目前，已頒布的車床現(xiàn)行標準36項，其中國家標準9項、行業(yè)標準27項。其中采用國際或國外標準7項，分別為:

（1）GB/T4020－1997臥式車床 精度檢驗（eqvISO 1708:1989）［1］;

（2）GB/T 16462.1－2007 數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第1部分:臥式機床幾何精度檢驗（ISO13041－1:2004，MOD）［2］;

（3）GB/T 16462.4－2007數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第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（ISO13041 －4:2004，MOD）［3］;

（4）GB/T 16462.7－2009數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第7部分:在坐標平面內(nèi)輪廓特性的評定（ISO13041－7:2004，IDT）［4］;

（5）GB/T 16462.8－2009數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第8部分:熱變形的評定（ISO 13041 －8:2004，MOD）［5］;

（6）GB 22997－2008機床安全 小規(guī)格數(shù)控車床與車削中心（EN12415:2000，MOD）［6］;

（7）GB 22998－2008機床安全 大規(guī)格數(shù)控車床與車削中心（EN12478:2000，MOD）［7］。

2.2 國際和國外車床標準現(xiàn)狀

國際和國外普通車床的檢驗標準種類較少，而且多數(shù)都是20世紀80、90年代的標準，甚至更早的標準，如ISO1708:1989《臥式車床 精度檢驗》、ISO6155:1998《機床－臥式轉(zhuǎn)塔車床和單軸自動車床 精度檢驗》、JIS B6217－1998（等同ISO6155:1998）、DIN 8606等。由于普通車床是一個非常成熟的產(chǎn)品，而且又不是發(fā)展的對象，所以國際、國外即使先進發(fā)達國家也沒有更新檢驗標準。常見國內(nèi)外主要國家普通車床檢驗標準對照見表1。

國際和國外數(shù)控車床標準趨同化發(fā)展。在ISO 13041數(shù)控車床系列標準頒布前，只有部分國家制定了數(shù)控車床標準，如英國 BS 4656－28:1998、日本 JIS B6331－1974等，中國的GB/T 16462－1996（等效BS 4656－28:1998）。雖然數(shù)控車床已經(jīng)發(fā)展了幾十年，但多年來國際上卻沒有統(tǒng)一的數(shù)控車床檢驗標準，直到2004年，國際上才先后頒布了ISO 13041－1、ISO 13041 －4、ISO 13041－7和ISO 13041－8數(shù)控車床和車削中心系列標準，后來在 2005、2008、2009年又先后頒布了 ISO13041－5、ISO13041－6、ISO13041－2、ISO13041－3標準。目前日本、英國、法國和西班牙等國家也都等同或修改采用了上述已頒布的ISO系列標準。到目前為止，除了上述國家等同或修改采用了ISO13041系列標準外，還沒有其他國外先進國家制定出本國或本地區(qū)的相應(yīng)車削中心檢驗標準（包括美國、德國等），但隨著國際數(shù)控車床系列標準的頒布，國外主要國家都會等同或修改采用國際標準的。另外歐盟已頒布了數(shù)控車床和車削中心的安全標準，如EN12415－2000《機床安全 小規(guī)格數(shù)控車床與車削中心》、EN12478－2000《機床安全大規(guī)格數(shù)控車床與車削中心》。

3 車床標準體系的研究和建立

通過車床產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析，了解車床行業(yè)標準的配套性、可行性。通過積極采用國際標準和國外標準并根據(jù)國情制定出一套完整的車床標準體系，并根據(jù)標準體系研究制定相應(yīng)的產(chǎn)品標準，以適應(yīng)和指導(dǎo)車床行業(yè)未來的發(fā)展和需求，從而提高產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平，提高市場的占有率。

（1）對于普通車床，由于其產(chǎn)品變化不大，不是發(fā)展方向，現(xiàn)有各類標準基本能滿足未來一段時間的需要。根據(jù)普通車床的用途，將其分為:臥式車床標準、卡盤多刀車床標準、高精度臥式車床標準、仿形車床標準、轉(zhuǎn)塔車床標準、多用車床標準及其他普通車床標準。

（2）對于通用型數(shù)控車床，由于產(chǎn)品飛速發(fā)展，其檢驗標準也應(yīng)該不斷地更新和完善，并應(yīng)考慮未來的需要，特別應(yīng)重點研究數(shù)控車床標準，如:經(jīng)濟型數(shù)控車床標準、全功能數(shù)控車床和車削中心標準、精密級數(shù)控車床和車削中心標準、高速數(shù)控車床標準等。

①經(jīng)濟型數(shù)控車床目前執(zhí)行的標準是GB/T 25659.1－2010簡式數(shù)控臥式車床 精度檢驗 和GB/T 25659.2－2010簡式數(shù)控臥式車床 技術(shù)條件兩項國家標準。由于經(jīng)濟型數(shù)控車床是在普通車床上發(fā)展起來的，由于其結(jié)構(gòu)簡單、性能指標不高，因此稱為經(jīng)濟型。這類機床雖然目前市場較大，但不是重點發(fā)展對象，僅僅是數(shù)控車床從低檔向中、高檔過渡的一類機床，國外很少生產(chǎn)此類機床，因此這兩項標準足以滿足未來的需要。

②全功能數(shù)控車床標準不夠完善。該類機床屬于中、高檔數(shù)控機床，是國家“十二五”重點扶持項目，也是我們重點研究的對象，目前我國數(shù)控車床和車削中心檢驗標準是修改采用ISO 13041而

形成的一個系列標準，共分為8個部分，現(xiàn)已完成第1部分、第4部分、第7部分和第8部分，還有4個部分正在研制，待這4個部分轉(zhuǎn)化完成后，數(shù)控車床和車削中心的檢驗標準也基本齊全，對于普通精度等級的數(shù)控車床和車削中心來說，其標準水平也就達到了國際同類標準的水平。

表2 車床標準明細表

③精密數(shù)控車床標準研究值得期待?，F(xiàn)在國、內(nèi)外都出現(xiàn)了精密級（或高精度）數(shù)控車床，雖然這類機床還非常少，但此類機床的研制越來越受到一些企業(yè)的關(guān)注，同時此類機床也是未來最具有核心競爭能力的產(chǎn)品，因此研究制定此類機床的產(chǎn)品標準非常緊迫，所以本次車床標準體系中將其列入擬制定標準。

④高速數(shù)控車床標準同樣急需研制。我國高速數(shù)控機床主要依賴進口，高速數(shù)控車床的研發(fā)和生產(chǎn)基本上是空白。為了提升我國高檔數(shù)控機床的制造水平，打破國外在高速數(shù)控車床領(lǐng)域的壟斷地位，進而增強我國基礎(chǔ)制造裝備的開發(fā)、制造、試驗等方面的自主創(chuàng)新能力，盡快制定一個技術(shù)水平高、權(quán)威性強、具有一定核心競爭力的高速數(shù)控臥式車床行業(yè)標準勢在必行，因此本次車床標準體系中將其列入擬制定標準。

（3）其他專用數(shù)控車床（如數(shù)控油缸車床、數(shù)控活塞異形外圓車床、數(shù)控管螺紋車床等）標準，這類機床因其應(yīng)用于特定幾種行業(yè)，具有高效率生產(chǎn)特點，且需求量逐年上升，更需要有統(tǒng)一的行業(yè)標準，因此本次車床標準體系中將其列入擬制定標準。

針對以上分析，擬定了車床標準體系框圖（見圖1）和標準明細表（見表2）。

4 結(jié)語

車床標準體系的建立，不僅能為我國車床行業(yè)提供市場急需的標準需求，而且隨著各類標準的不斷完善和補充，還能為我國車床，特別是數(shù)控車床的科研、開發(fā)、生產(chǎn)提供必要的技術(shù)支撐，從而使我國的機床更具有競爭力，對提高國產(chǎn)產(chǎn)品的市場占有率有現(xiàn)實意義。

［1］全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會.GB/T4020－1997，臥式車床 精度檢驗［S］.北京:中國標準出版社，2007.

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

［3］全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會.GB/T 16462.4 －2007，數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第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［S］.北京:中國標準出版社，2007.

［4］全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會.GB/T 16462.7－2009，數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第7部分:在坐標平面內(nèi)輪廓特性的評定［S］.北京:中國標準出版社，2009.

［5］全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會.GB/T 16462.8－2009數(shù)控車床和車削中心檢驗條件第8部分:熱變形的評定［S］.北京:中國標準出版社，2009.

［6］全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會.GB 22997－2008機床安全 小規(guī)格數(shù)控車床與車削中心［S］.北京:中國標準出版社，2009.

［7］全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會.GB 22998－2008機床安全 大規(guī)格數(shù)控車床與車削中心［S］.北京:中國標準出版社，2009.

［8］日本工業(yè)規(guī)格.JIS B6202，普通旋盤－精度檢［S］.http:www.docin.com/p －34299353.html，1998.

［9］日本工業(yè)規(guī)格.JIS B6127，臥式轉(zhuǎn)塔車床和單軸自動車床［S］.http:www.docin.com/p －34299460.html，1998.

［10］中國標準化研究院標準館編.德國標準目錄［Z］.北京:中國標準出版社，2006.

［11］The International Organization for Standardization.ISO 6155:1998 ，Machine tools －test conditions for horizontal spindle turret and single spindle automatic lathes－Testing of the accuracy［S］.published in Switzerland，ISO copyright office，1998.