数控车床可靠性试验规范编制说明.docx

数控车床可靠性试验规范（征求意见稿）编制说明-、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数控车床可靠性试验规范团体标准的制定工作，该项H计划号为CAMS2023019o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15日，由国家机床质量监督检验中心组织各起草单位成立了数控车床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。起草组对国内数控车床可靠性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，在此基础上编制了数控车床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：王军见、官端阳、刘洪强、赵钦志、李丹丹、问梦飞、曹志强、张维、李广泉、卢振伟、毕星瑞、张云峰、孟永伶、周永胜、胡裕、孙道金、姜华、张亮。所做的工作：王军见任组长，负责标准制定原则和方案的确定，关键项目的制定工作；官端阳、刘洪强、赵钦志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；刘洪强、周永胜、曹志强、孙道金、姜华、张亮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：一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GB/T1.1-2020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关于"范围"本文件规定了数控车床（以下简称机床）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数控车床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"数控车床参考GB/T6477-2008金属切削机床术语3.1.1。失效、符合性试验、模拟现场试验参照GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心第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。5.1.2一般情况下，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JB/T232222006或企业编制的数控程序进行空运转预运行试验。5.3试验装置和仪器参照GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心5.3。5.4模拟现场试验参照GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心5.4。5.5预防性维护参照GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心5.6。5.6故障判定和技术原则应按GB/T23567.3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。可靠性加载试验一一模拟机床各直线轴进给运动加载、模拟机床多维力随动加载、模拟主轴扭矩加载、模拟卡盘最大夹持工件直径、长度及重量试验等。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/T23567.3-2018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一采用切削外圆方法进行试验，试验时机床工作应正常平稳，运动应准确，各传动元、部件和变速系统应正常、可靠。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，应包括车削外圆、车削螺纹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GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心6.122。多维力加载试验-刀架安装多维力弹簧加载装置，主轴安装模拟工件，通过进给实现对机床的轴向加载；专用刀柄压缩径向加载弹簧，实现对机床的径向加载。同时监测机床温度、振动及故障情况。主轴扭矩加载试验一一参照GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心6.124。在模拟工作状态下，在机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。最大工件负重试验一一用与设计规定的卡盘最大夹持直径、长度及重量相当的重物作为工件，分别进行不同转速的空运转。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"23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分:数控车床与车削中心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W3C/h）,并在主轴前后轴承位置测量温度和温升。典型试件分散性/加工一致性试验一一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/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心附录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/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心第8章的规定。3解决的主要问题高精度数控车床主要面向以实现军工、航空航天等行业高精度回转类零件，实现高精度车削加工。与国外先进企业和研究机构相比，国产数控车床产品主要技术参数、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，建立数控车床可靠性试验规范，可促使高精度数控车床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、对应的国家标准或行业标准情况本文件对应的国家标准为GB/T23567.3-2018数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心，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，对数控车床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，标准起草工作组对数控车床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：马扎克NEXUS200-IlL五、标准中涉及专利的情况的说明经核实，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，为数控车床产品的可靠性符合性验证、测定、鉴定和评定提供统一标准，使机床制造厂能稳定的向社会提供高可靠性、高品质的产品，有助于提升国产产品的核心竟争力，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一致。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