電火花小孔加工機床 精度檢驗 編制說明

1《電火花小孔加工機床精度檢驗》編制說明（征求意見稿）2一、工作簡況1任務來源本項目根據(jù)《國家標準化管理委員會關于下達2023年第三批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知》（國標委發(fā)〔2023〕58號）進行修訂。計劃編號：20231267-T-604；項目名稱：《電火花小孔加工機床精度檢驗》；主要起草單位：蘇州電加工機床研究所有限公司、北京市電加工研究所有限公司、蘇州市寶瑪數(shù)控設備有限公司、哈爾濱工業(yè)大學、首都航天機械有限公司、中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司等。計劃應完成時間：16個月。2主要工作過程全國特種加工機床標準化技術委員會（SAC/TC161）于2009年首次制定發(fā)布了電火花小孔高速加工機床的國家標準，分別是GB/T23480.1—2009《電火花小孔高速加工機床第1部分：術語和精度檢驗》和GB/T23480.2—2009《電火花小孔高速加工機床第2部分：參數(shù)》。針對當前電火花小孔加工技術發(fā)展和機床裝備性能質量的提高，以及在某些特殊領域關鍵零件的電火花小孔加工要求越來越高，對電火花小孔加工機床的精度、質量、性能的評定指標也隨之提高，因此TC161組織行業(yè)相關單位就電火花小孔加工機床的精度檢驗標準進行修訂，整合2009年版的兩個部分，進一步完善標準結構，適應行業(yè)對標準的需求。國家標準化管理委員會于2023年12月1日下達《電火花小孔加工機床精度檢驗》項目計劃，由TC161歸口并組織標準起草工作。標準研制過程主要分為以下幾個階段：（1）起草階段首先，TC161面向特種加工機床領域的機床制造企業(yè)、科研院所、高等院校、用戶及檢驗檢測機構等公開征集標準項目參與單位，組成標準起草工作組，開展標準編制工作，體現(xiàn)國家標準編制的科學性和廣泛性。其次，在標準研制初期，標準起草工作組針對電火花小孔加工機床的設計和制造要求、技術性能特點及安全質量等現(xiàn)狀，經(jīng)過大量的研究分析和資料查證工作，確定了標準修訂工作方案。此外，在標準編寫過程中，工作組成員基于標準申報草案，多次利用線上通訊手段協(xié)商討論，在標準申報草案的基礎上反復進行論證修改，幾易其稿，并對標準主要技術內容和試驗驗證關鍵點進行溝通，在確定數(shù)據(jù)指標和試驗場地后，著手開展技術內容試驗驗證工作。各標準起草單位根據(jù)電火花小孔加工技術發(fā)展及裝備的設計制造、性能功能等開展技術研究工作，力求達到國家標準在相關方之間的協(xié)調一致。在標準修訂起草工作的基礎上，TC161于2024年5月25日在江蘇泰州舉行《電火花小孔加工機床精度檢驗》項目研討會，召集國家標準起草工作組的相關單位參加，并在會上針對標準技術內容的編寫情況、試驗驗證情況等進行討論，并就標準中所提要求的依據(jù)、術語及定義的準確性、方法的可行性、技術指標的普適性等進行討論，還對標準起草工作組成員單位在后續(xù)標準修改完善過程中的責任進行了明確，對下一步參數(shù)指標試驗驗證進行了分工。同時，標準起草工作組在研討會的基礎上完善了標準草案，于2025年5月30日向TC161秘書處提交了標準征求意見稿及編制說明。（2）征求意見階段2024年5月31日—7月30日，秘書處將《電火花小孔加工機床精度檢驗》征求意見稿及編制說明發(fā)給標委會全體委員廣泛征求意見，同時上傳國家標準制修訂管理系統(tǒng)面向社會公開征求意見。標委會現(xiàn)有委員99名，還包括3名顧問和13名觀察員，因此本次國家標準征求意見共發(fā)函3115名專家。截至2024年7月30日，共收到X個回函，其中X個單位、X個專家提出了X條意見和建議，標準起草工作組針對反饋意見進行整理和分析，提出采納或不采納的結論（見《電火花小孔加工機床精度檢驗》國家標準征求意見匯總處理表其中采納X條、不采納X條、部分采3主要參加單位、工作組成員及其所做工作本標準由蘇州電加工機床研究所有限公司、蘇州亞馬森機床有限公司、泰州市江洲數(shù)控機床制造有限公司、浙江艾格森智能制造有限公司、廈門市標準化與質量品牌協(xié)會、蘇州市寶瑪數(shù)控設備有限公司、北京市電加工研究所有限公司、蘇州三光科技股份有限公司、東莞臺一盈拓科技股份有限公司、蘇州中谷實業(yè)有限公司、中國石油大學（華東）、哈爾濱工業(yè)大學、北京機床所精密機電有限公司、江蘇冬慶數(shù)控機床有限公司、固安航天興邦機械制造有限公司共同起草。主要成員：所做工作：二、標準編制原則及主要內容1標準編制原則本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定進行起草。在編寫標準時，遵循面向市場、服務產業(yè)、自主研制、適時推出、不斷完善的原則，力求與產品研發(fā)、工藝試驗、技術進步、產業(yè)發(fā)展、應用推廣相結合，統(tǒng)籌推進。同時，努力使標準技術內容更加科學、實用，文字表述更加簡潔、清楚，充分體現(xiàn)標準的經(jīng)濟合理性和市場適應性，以便于生產企業(yè)和用戶使用。2標準主要內容本文件規(guī)定了一般型式、常規(guī)精度的電火花小孔加工機床的型式和參數(shù)、幾何精度、定位精度和工作精度，以及與上述精度檢測相對應的公差值。本文件適用于包含X、Y、Z、W四個直線運動軸的電火花小孔加工機床精度的檢測。2.1關于第1章“范圍”概括了標準的技術內容，規(guī)定了標準的適用范圍。2.2關于第2章“規(guī)范性引用文件”本文件引用國家標準3項，均在標準正文的技術內容中有所體現(xiàn)。其中，兩項術語標準是特種加工機床領域的基礎通用標準，另一項GB/T19764《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)化整值系列的選用指南》用于機床參數(shù)值的選定。2.3關于第3章“術語和定義”本標準的名詞術語均在GB/T14896.1《特種加工機床術語第1部分：基本術語》和GB/T14896.2《特種加工機床術語第2部分：電火花加工機床》的界定范圍內，無新增術語和定義。2.4關于第4章“型式和參數(shù)”本章針對標準涉及的機床型式給出電火花小孔加工機床的示意圖，列出了8個機床主要零部件及其名稱。此外，在本次標準修訂中，整合了GB/T23480.2—2009《電火花小孔高速加工機床第2部分：參數(shù)》的機床主要參數(shù)名稱，刪除了參數(shù)表，但規(guī)定了參數(shù)值的選取規(guī)則。2.5關于第5章“通則”本章內容對標準所涉及的計量單位、參照標準、機床調平、檢測次序、測量儀器、圖解、軟件4補償、最小公差、定位精度等進行了說明，便于標準使用各方更好地理解和運用標準。對于計量單位，標準中所有未標注的線性尺寸、偏差和相應的公差單位均用毫米表示，角度單位用度表示，角度偏差及相應的公差單位主要用比率表示，但在某些情況下可用微弧度或角秒表示。對于參照標準，在進行幾何精度檢測時，可依據(jù)參考文獻GB/T17421.1—2023《機床檢驗通則第1部分：在無負荷或準靜態(tài)條件下機床的幾何精度》進行，特別是機床檢驗前的安裝、運動件的預熱、計量方法的說明及檢驗設備的推薦精度。對于機床調平，是本次修訂的新增項目，規(guī)定了在機床精度檢查前，應當先對機床進行水平調整，以滿足檢測條件。對于檢測次序，標準第6-8章所列出的精度檢查項目，其順序并不限定檢查的實際次序。為了簡化儀器或量具的安裝，可以按照任意次序進行精度檢測。對于測量儀器，標準第6-8章所列出的測量儀器僅是范例，也可使用具有同樣測量范圍并且相同或更高精度的其他儀器。對于圖解，是本次修訂的新增項目，標準第6-8章列出的機床簡圖可用于實際精度檢測時，與項目和檢測方法的對照。對于軟件補償，是本次修訂的新增項目，標準描述了當內置軟件功能可用于補償幾何、定位輪廓和/或熱偏差時，根據(jù)機床的預期用途，這些軟件應在制造商/供應商與用戶同意的情況下使用。當使用軟件補償時，還應在檢測報告中說明。對于最小公差，在機床幾何精度檢測時，實測長度與本標準給出長度不同時，公差可通過比例法確定，最小公差值應計到0.005mm。對于定位精度，在進行定位精度檢測時，可依據(jù)參考文獻GB/T17421.2—2023《機床檢驗通則第2部分：數(shù)控軸線的定位精度和重復定位精度的確定》進行，特別是在環(huán)境條件、機床預熱、測量方法及結果的計算和數(shù)據(jù)處理等部分。當實際檢測時發(fā)現(xiàn)有其他數(shù)控軸時，應由機床供應商/制造商與用戶協(xié)商一致進行檢查。2.6關于第6章“幾何精度”本章對電火花小孔加工機床的工作臺、直線運動軸和旋轉軸等幾何精度檢測進行了規(guī)定，針對13項幾何精度檢測項目，分別繪制了檢測示意圖，提出了公差要求，描述了檢測所需的測量儀器及所用的檢測方法。與GB/T23480.1—2009相比，本次修訂不僅增加了主軸（Z軸）運動直線度的檢查、主軸頭（W軸）運動直線度的檢查、導向器安裝孔軸線與電極旋轉軸軸線之間同軸度的檢查等檢測項目，還全面提高了幾何精度公差要求。2.7關于第7章“定位精度”本章對X、Y、Z、W四個數(shù)控軸的定位精度、重復定位精度和反向差值等定位精度檢測進行了規(guī)定，繪制了檢測示意圖，針對定位精度的分類項目提出了公差要求，同時描述了檢測所需的測量儀器及所用的檢測方法。與GB/T23480.1—2009相比，本次修訂增加了Z軸、W軸兩個數(shù)控軸的定位精度檢測項目，并全面提高了精度公差要求。2.8關于第8章“工作精度”為確保機床加工出的產品達到預期的加工精度和表面質量，本標準對機床所加工的孔的上下端之間的位置偏差和上下端的直徑偏差，以及機床在精加工條件下所加工的孔的間距精度提出了檢查要求，并繪制了檢測示意圖，描述了檢測所需的測量儀器及所用的檢測方。同時，對工件材料、尺5寸、厚度、硬度和加工孔的孔徑和孔深做了統(tǒng)一規(guī)定，保證加工條件的一致性。與GB/T23480.1—2009相比，檢查項目沒有變化，但提高了精度公差要求。2.9關于“附錄A”規(guī)范性附錄“專用檢具和檢驗棒”是本次修訂新增的內容，旨在為有關幾何精度檢測提供輔助檢具。專用檢具適用于導向器安裝孔的檢測，檢驗棒適用于電極旋轉軸的檢測，不僅規(guī)定了制作檢具的材料和加工工藝，還分別在A.2和A.3中規(guī)定了專用檢具和檢驗棒的結構尺寸。3解決主要問題電火花小孔加工是特種加工領域中一類常用的、重要的放電加工技術，為超硬、超脆、超韌材料的深小孔加工提供了很好的解決方法。作為數(shù)控加工裝備，電火花小孔加工機床的主機結構、參數(shù)、精度及相關控制系統(tǒng)和加工工藝，對裝備的研發(fā)生產、加工效率及最終的工件質量具有重大影響。電火花小孔加工機床的本體主要由床身、工作臺、直線運動軸、旋轉軸等部件組成，每個部件在制造裝配過程中都離不開精度，精度是機床的基礎，高精度能保證機床的工作效率和質量。提出對電火花小孔加工機床的精度檢驗標準進行修訂，能夠在統(tǒng)一機床生產過程、提升裝備制造水平方面得到鞏固，有助于保證機床各運動部件的穩(wěn)定，使得標準成為機床出廠、銷售以及用戶驗收、使用的專業(yè)型規(guī)范化文件，為我國工業(yè)母機發(fā)展和裝備制造國產化應用提供標準技術支撐。本標準對電火花小孔加工的幾何精度、定位精度及工作精度作了統(tǒng)一規(guī)定，不僅有利于機床生產廠家的標準化生產、調試和檢測流程，不斷提高產品質量、控制生產成本，而且有利于客戶的選型，把低劣產品拒之門外，持續(xù)有效地保證行業(yè)的良性、有序發(fā)展，為高端裝備研發(fā)和生產制造提供技術標準基礎，還能夠指導電火花小孔加工工程技術人員進行機床的設計、制造、裝配和檢測。三、試驗驗證情況在編寫本標準時，起草工作組有關單位根據(jù)自主研制的電火花小孔加工機床進行了標準所規(guī)定的各項精度檢查，相關精度檢測項目的要求及實測值見下表，所得數(shù)據(jù)驗證了本標準所規(guī)定的項目具有科學性、參數(shù)指標具有先進性、檢測方法具有實操性。檢測項目實測值G1：工作臺臺面平面度的檢查G2：工作臺面與a）X軸運動；b）Y軸運動之間平行度的檢查G3：X軸運動直線度的檢查：a)面內任意300測量長度上為0.025G4：Y軸運動直線度的檢查：a）面內任意300測量長度上為0.025G5：X軸運動與Y軸運動之間垂直度的檢查G6：主軸（Z軸）運動直線度的平面內任意200測量長度上為0.0256G7：主軸（Z軸）垂直運動與a）X軸運動；b）Y軸運動之間垂直度的檢查G8：主軸頭（W軸）運動直線度任意200測量長度上為0.025G9：主軸頭（W軸）垂直運動與a）X軸運動；b）Y軸運動之間垂直度的檢查G10：導向器安裝孔軸線與W軸運動之間平行度的檢查：a）在G11：旋轉軸的軸端處軸線徑向跳動的檢查0.040G12：旋轉軸的軸線與Z軸運動之間平行度的檢查：a）在XZ平G13：導向器安裝孔軸線與電極旋轉軸軸線之間同軸度的檢查0.060P1：數(shù)控X軸運動的定位精度、重復定位精度和定位反向差值的檢查雙向定位精度0.025（長度單向重復定位精度0.012（長度軸的反向差值0.020（長度（測量長度（測量長度（測量長度P2：數(shù)控Y軸運動的定位精度、重復定位精度和定位反向差值的檢查雙向定位精度0.025（長度單向重復定位精度0.012（長度軸的反向差值0.020（長度（測量長度（測量長度（測量長度重復定位精度和定位反向差值的檢查雙向定位精度0.025（長度單向重復定位精度0.012（長度軸的反向差值0.020（長度（測量長度（測量長度（測量長度P4：數(shù)控Z軸運動的定位精度、重復定位精度和定位反向差值的檢查雙向定位精度0.030（長度單向重復定位精度0.012（長度軸的反向差值0.020（長度（測量長度（測量長度（測量長度M1：加工孔a）上、下端之間的的檢查M2：精加工孔的間距精度的檢7查四、涉及專利問題的說明本標準不涉及有關專利等知識產權問題。本標準的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。五、預期達到的社會效益、對產業(yè)發(fā)展的作用情況電火花小孔加工是特種加工領域中一類常用的、重要的放電加工技術，為超硬、超脆、超韌材料的深小孔加工提供了很好的解決方法。作為數(shù)控加工裝備，電火花小孔加工機床的主機結構、參數(shù)、精度及相關控制系統(tǒng)和加工工藝，對裝備的研發(fā)生產、加工效率及最終的工件質量具有重大影響。隨著新材料的不斷應用以及工藝的持續(xù)改進，眾多領域對深小孔的加工需求越來越多，要求也越來越高，進而對電火花小孔加工技術及裝備的能力也提出了更高的要求，尤其在航空航天、軍工等特殊材料的關鍵零件的群孔、深小孔加工制造方面的需求和要求更加突出。20世紀80年代初，國外開始研究電火花小孔加工技術，日本三菱電機公司、英國Winbro公司相繼推出機床產品，開發(fā)了數(shù)控電火花小孔加工機床。本項目牽頭單位蘇州電加工機床研究所在1989年與蘇聯(lián)ENIMS研究院進行合作研發(fā)，于90年代初推出了電火花小孔加工機床，目前已具備七軸電火花小孔加工機床的自主研發(fā)和制造能力。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的電火花小孔加工機床年銷售量約1500臺，市場保有量達到數(shù)萬臺。在標準方面，國外沒有電火花小孔加工機床的產品標準。我國在2009年首次制定發(fā)布了電火花小孔加工機床的國家標準，分為參數(shù)和精度檢驗兩個部分。當前電火花小孔加工特別是特殊關鍵零件的電火花小孔加工要求越來越高，對機床的精度、質量、性能的評定指標也應隨之提高，故提出標準修訂計劃，同時整合2009年版的兩個部分，進一步完善標準結構，以適應行業(yè)對標準的需求。電火花小孔加工機床的本體主要由床身、工作臺、直線運動軸、旋轉軸等部件組成，每個部件在制造裝配過程中都離不開精度，精度是機床的基礎，高精度能保證機床的工作效率和質量。因此，本標準項目針對電火花小孔加工機床的幾何精度、定位精度及工作精度等提出了檢測公差要求，旨在統(tǒng)一機床的生產過程，提升制造水平，有助于保證機床各運動部件的穩(wěn)定