T∕ZZB 0652-2018 五轴数控成形磨床.pdf

ICS 25.080.50 J 55 ZZB 浙江制造团体标准 T/ZZB 06522018 五轴数控成形磨床 5-axis CNC cylindrical grinding machine 2018 - 10 - 26 发布 2018 - 11 - 30 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 结构形式与坐标 . 1 5 基本要求 . 2 6 技术要求 . 3 7 试验方法 . 5 8 检验规则 . 6 9 标志、包装、运输、贮存 . 7 10 质量承诺 . 8 附录 A（规范性附录） 产品几何精度检验项目及检验方法 . 9 附录 B（规范性附录） 产品位置精度检验项目及检验方法 . 20 附录 C（规范性附录） 产品工作精度检验项目及检验方法 . 21 前 言 本标准依据GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口。 本标准由浙江省机械工业联合会牵头组织制定。 本标准主要起草单位：台州北平机床有限公司。 本标准参与起草单位：台州市质量技术监督检测研究院、温岭市机床装备行业协会、温岭市大众精密机械有限公司、苏州新代数控有限公司温岭分公司（排名不分先后）。 本标准主要起草人：虞荣华、陈宝华、莫曰明、阮立、陈攀、丁昆、阮思群、潘小平、刘文才、金义坤。 本标准由浙江省机械工业联合会负责解释。 五轴数控成形磨床 1 范围 本标准规定了五轴数控成形磨床的术语和定义、结构形式、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输、质量承诺。 本标准适用于磨削工件直径0.03 mm-25 mm、长度250 mm的五轴数控成形磨床（以下简称“磨床”）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1912008 包装储运图示标注 GB 5226.12008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件 GB/T 64772008 金属切削机床 术语 GB/T 65762002 机床润滑系统（ISO 5170:1977,MOD） GB 157602004 金属切削机床安全防护通用技术条件 GB/T 17421.11998 机床检验通则 第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度 GB/T 17421.22016 机床检验通则 第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确认 GB/T 17421.52015 机床检验通则 第5部分：噪声发射的确定 GB/T 235712004 金属切削机床 随机技术文件的编制 JB/T 83562016 机床包装 技术条件 JB/T 10790.22007 数控强力成型磨床 第2部分：精度检验 JB/T 10790.32007 数控强力成型磨床 第3部分：技术条件 3 术语和定义 GB/T 64772008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 五轴数控成形磨床 5-axis CNC cylindrical grinding machine 四根直线轴和一根分度回转轴共同组成五轴， 并且能够实现五轴插补联动， 用于棒料成形磨削的数控磨床。 4 结构形式与坐标 数控五轴成形磨床的结构形式，X轴粗磨磨头直线移动轴，V轴精磨磨头直线移动轴，Z轴工件下方直线移动轴，Y轴工件上方直线移动轴/定位在Z轴上，C轴工件回转轴/定位于Y轴滑台上，在数控系统的控制下，可以实现五轴联动。三轴机械手的运动轴为X1/Y1/Z1，参见图1。 图1 结构形式 5 基本要求 5.1 设计 5.1.1 3D 仿真的加工模拟软件研发能力。 5.1.2 采用模块化设计。 5.1.3 具备云端控制、检测、诊断能力。 5.2 材料 5.2.1 底座采用计量级花岗岩。 5.2.2 V 型托架选用细颗粒硬质合金和金属陶瓷等效的材料。 5.3 工艺装配 5.3.1 线轨面、 粗精磨固定座结合面等重要配合面采用点检方式记录动态数据， 重要配合面精密铲刮，接触面达到 85%。 5.3.2 直线轴滑台、 粗精磨磨头筒等重要零件需在铸造后、 粗加工后以及精加工前分别进行时效处理。 5.3.3 直线轴滑台、粗精磨磨头筒等重要零件在恒温，恒湿及无尘装配场所进行组装检测。 5.3.4 应具备高精密级卧式加工中心、高精密级斜进给外圆磨床等生产装备。 5.4 检测能力 5.4.1 企业应配备刀具测量仪、激光干涉仪、三坐标测量仪、激光测径仪、噪声测量仪、振动测量仪、表面粗糙度检测仪等检测设备。 5.4.2 企业应具备机床加工工件最终的工作精度、表面质量精度、直径精度、和径向跳动精度、机床直线运动几何精度和旋转分度精度、重要零件的尺寸及位置精度、运行过程的噪声及振动等检测能力。 5.5 能耗及环保 5.5.1 磨床照明系统采用 LED 灯，采用集中润滑系统，定时向润滑部位供油；采用无毒无害环保油漆，包装材料采用绿色环保材料。 5.5.2 全封闭式外罩，将油雾封闭在封闭腔内；经油雾处理后抽出。 6 技术要求 6.1 附件及工具 6.1.1 磨床应配备能保证基本性能的附件和工具，详见表 1。 6.1.2 根据用户要求，按协议（或合同）的规定提供特殊附件。 表1 附件及工具 名称 数量 精磨砂轮 1件 粗磨砂轮 1件 弹簧夹头 1件或1套 调整垫铁 1套 V型托架 1套 自动上下料手指 1套 精磨砂轮修整单元 1套 专用调整工具 1套 注：主轴无锥孔、无尾座的机床不提供顶尖，扩大机床使用性能的特殊附件，根据用户需要按协议提供。 6.2 外观 6.2.1 磨床的外露加工表面不应有磕碰、划伤和锈蚀。 6.2.2 磨床的防护罩应平整，不应有翘曲、凹陷等缺陷。 6.2.3 磨床非机械加工的金属外表面应涂漆，并且应均匀，不得有流痕，同批产品应无色差。 6.3 安全防护 6.3.1 磨床各外露部分不应有可能导致人员伤害的尖棱、尖角、突出部分或开口。 6.3.2 磨床的导轨及滚动丝杆部位应有安全防护装置。 6.3.3 磨床突然断电或断气时，夹具应处于夹紧状态。 6.3.4 磨床应配备锁止功能，在高速运转中，防护门应无法打开。 6.4 噪声 空运转时不应有尖叫声和不规则的冲击声，整机噪声声压级不应超过75 dB(A)。 6.5 产品性能 6.5.1 温升性能 砂轮主轴应在无负荷状态下进行空运转试验， 从最低速度起依次运转至最高线速度或设计规定的最高速度，在最高速度时的运转时间不少于1 h，使砂轮架主轴轴承达到稳定温度，在主轴轴承的外壳处测量温度和温升，温度不应超过65 ，温升不应超过35 。 6.5.2 整机连续空运转性能 磨床在全部功能下模拟工作状态作不磨削连续空运转试验， 包括机床自动循环的所有功能和全部工作范围，各次自动循环之间休止时间不应超过1 min。连续空运转48 h，机床运转应正常、平稳、可靠，不应发生故障。 6.5.3 负荷性能 磨床承载最大重量工件运转试验时，五轴联动加工应运行平稳。 6.5.4 直线坐标最小设定单位 最小设定单位相对误差应不大于25%。 6.5.5 主运动和进给运动 按照7.5.3规定的方法进行试验，机床应运转平稳。 6.6 精度要求 6.6.1 磨床几何精度见附录 A。 6.6.2 磨床位置精度见附录 B。 6.6.3 磨床工作精度见附录 C。 6.7 电气安全 6.7.1 电气设备和所有外露可导电部分应连接到保护接地电路上，无论什么原因拆移部件时，不应使余留部件的保护接地电路连续性中断。 6.7.2 在动力电路导线和保护电路之间施加 500 Vd.c 时测得的绝缘电阻不应小于 1 M。 6.7.3 电气设备的所有动力电力导线和保护联接电路之间应经受至少 1 s 时间，50 Hz、1000 V 的耐压试验，应无击穿放电现象。 6.7.4 其他机床电气安全应符合 GB 5226.12008 的要求。 6.8 气动系统 气动系统的连接应规范、可靠，确保0.6 MPa无泄露，具有欠压报警功能。 6.9 切削冷却系统 切削冷却系统压力加至0.6 MPa时确保磨削油无渗漏，磨削油能正常回流到水箱内，磨削油喷嘴位置牢固可靠。 6.10 润滑系统 润滑系统工作压力0.4 MPa，通过定量分配器定量分配到各润滑点的润滑油应均匀有效供给。 7 试验方法 7.1 附件和工具检查 对照附件清单，检查随机附件和工具的完整性。 7.2 外观检验 外观质量验证： a) 色差，在 600 Lux200 Lux 的正常光线下，距离 400 mm500 mm，多角度目测； b) 表面平整度，目测及触检进行； c) 缝隙，目测结合塞尺进行。 7.3 安全防护检验 7.3.1 机床的外露部分、导轨及滚动丝杠的防护装置和夹具的情况，通过目视和触检进行检验。 7.3.2 在高速运转中磨床的锁止功能，通过手拉防护门检验。 7.4 噪声试验 按GB/T 17421.52015的规定。 7.5 产品性能试验 7.5.1 温升试验 按JB/T 10790.32007的7.1规定的方法进行试验。 7.5.2 整机连续空运转试验 按照JB/T 10790.32007的7.5规定的方法进行试验。 7.5.3 负荷试验 按照JB/T 10790.22007的第8章的规定进行试验。 7.5.4 直线坐标最小设定单位试验 按照JB/T 10790.32007中第9章的规定进行试验。 7.5.5 主运动和进给运动的检验 按JB/T 10790.32007的7.2规定的方法进行检验。 7.6 精度要求 7.6.1 磨床几何精度按附录 A 检验。 7.6.2 磨床位置精度按附录 B 检验。 7.6.3 磨床工作精度按附录 C 检验。 7.7 电气安全 分别按GB 5226.12008中规定的保护接地电路连续性试验、绝缘电阻试验、耐压试验进行。 7.8 气动系统 气压加至0.6MPa时，检查磨床系统显示气压数据是否稳定，当气压不足0.4MPa时，观察磨床是否停止工作，指示灯变红并蜂鸣报警，在系统界面提示“气压不足”。 7.9 切削冷却系统 按GB 157602004中5.11规定方法进行检验。 7.10 润滑系统 按GB/T 65762002的规定进行检验。 8 检验规则 8.1 检验分类 检验分为出厂检验和型式检验，检验项目见表2。 8.2 出厂检验 每台产品按表2项目进行出厂检验，出厂检验项目全部合格后，附合格证方可入库或出厂。 8.3 型式检验 8.3.1 有下列情形的，应进行型式试验： a) 新产品投产； b) 材料或生产工艺有较大的改动； c) 根据供需双方合同有要求的； d) 产品停产 1 年以上后恢复生产时； e) 国家质量监督机构提出型式检验要求。 8.3.2 型式检验项目见表 2，检验样品数量为 1 台套，全部的项目合格为型式检验合格。 表2 产品检验项目分类 序号 检验项目名称 检验分类 技术要求 检验方法 备注 型式检验 出厂检验 1 附件及工具 6.1 7.1 2 外观 6.2 7.2 3 安全防护 6.3 7.3 4 噪声 - 6.4 7.4 5 产品性能 温升 - 6.5.1 7.5.1 空运转试验 6.5.2 7.5.2 负荷试验 - 6.5.3 7.5.3 最小设定单位试验 6.5.4 7.5.4 表2 （续） 序号 检验项目名称 检验分类 技术要求 检验方法 备注 型式检验 出厂检验 5 产品性能 主运动和进给运动 6.5.5 7.5.5 6 精度检测 几何精度 6.6.1 7.6.1 位置精度 6.6.2 7.6.2 工作精度 6.6.3 7.6.3 7 电气安全 6.7 7.7 8 气动系统 6.8 7.8 9 切削冷却系统 6.9 7.9 10 润滑系统 6.10 7.10 9 标志、包装、运输、贮存 9.1 标志 应在产品明显部位标明以下内容： a) 产品名称； b) 型号规格； c) 主要参数； d) 出厂日期或出厂编号； e) 厂名、厂址。 9.2 包装 9.2.1 包装应符合 JB/T 8356 的规定，保证在正常储运条件下不损坏。 9.2.2 包装储运图示标志应符合 GB/T 191 的规定。 9.2.3 包装箱内应有下列文件： a) 产品合格证； b) 装箱清单； c) 产品使用说明，产品说明书的编写应符合 GB/T 235712004 的规定。 9.2.4 磨床在包装前应进行防锈处理，防锈期从防锈封存之日起，不应低于一年，防锈应可靠，并应符合下列规定： a) 暴露在空气中的精加工面应做防锈处理； b) 有锈磨床及附件不得进行封存防锈； c) 磨床封存防锈时，凡需防锈部位，必须清洗干净，经检查无可见锈蚀、脏污、油污、手汗等，立即进行防锈； d) 用防锈油、防锈脂防锈时，油膜应均匀、连续、不得有气泡和漏涂现象，油膜厚度不大于 1mm，采用冷涂软膜防锈脂的主要部位（如：导轨面，工作台等）须贴上防锈纸或中性蜡纸，贴封应紧密、整齐、不得反贴。 9.3 贮存 贮存应选择通风、干燥、无腐蚀性气体的仓库，放置于平整的地面，防止变形和锈蚀。 9.4 运输 应采取安全可靠的运输方式。 10 质量承诺 10.1 在正常使用条件下，自用户验收之日起，整机质保 18 个月。 10.2 建立完善的信息反馈平台，针对产品质量和安全等问题的咨询应做到 1 小时反馈，国内 48 小时到达现场。 10.3 配备售后服务队伍， 为用户提供免费的操作及编程培训， 能够及时处理用户磨床应用过程中出现的问题 A A B 附 录 A （规范性附录） 产品几何精度检验项目及检验方法 产品几何精度检验项目及检验方法。 检测项目 粗磨电主轴端部： a) 定心轴内定位孔的径向跳动； b) 主轴端面跳动。 G1 简图 X （a） Z （b） 公差 a) 0.005 b) 0.005 检验工具 指示器 检验方法（参照GB/T17421.11998的有关条文）5.6.1.2.3 固定指示器 表头放在主轴内定位孔处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计； 表头放在主轴端面靠近边缘处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计。 检测项目 精磨电主轴端部： a) 定心轴内定位孔的径向跳动； b) 主轴端面跳动。 G2 简图 X (a） Z （b） 公差 a) 0.005 b) 0.005 检验工具 指示器 检验方法（参照GB/T17421.11998的有关条文）5.6.1.2.3 固定指示器 表头放在主轴内定位孔处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计； 表头放在主轴端面靠近边缘处， 转动主轴进行检测， 偏差以指示器读数的最大代数差值计。 检测项目 主轴孔的径向跳动 测头直接触及： a）锥孔面的径向跳动。 G3 简图 a） 公差 a) 0.008 检验工具 指示器 检验方法（参照GB/T17421.11998 的有关条文）5.6.1.2.3 表头放在主轴锥孔面处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计。 检测项目 C 轴主轴轴线的径向跳动 使用检验棒检验： a） 靠近主轴端面； b） 距主轴端面100mm 处。 G4 简图 b） a） 公差 在100测量长度上或全行程上（全行程100时） a) 0.005 b) 0.008 检验工具 指示器和检验棒 检验方法（参照GB/T17421.11998 的有关条文）5.6.1.2.3 对于检验时将主轴缓慢旋转，在每个检验位置至少转动两转进行检验。 拔出检验棒，使其相对主轴旋转 90重新插入，至少重复检验4 次，偏差以测量结果的平均值计。 测量时，应减少切向力对测头的影响。 检测项目 C 轴轴线与粗磨轴线的等高度 G5 简图 C 轴 粗磨主轴 公差 0.08 检验工具 指示器、工件检验棒、磨头检验棒 检验方法（参照 GB/T17421.11998 的有关条文）5.4.3.2.1；5.4.3.2.2 在砂轮架的主轴定心锥面上装一磨头检验棒， 在头架主轴锥孔中插入一直径相等的工件检验棒。在工作台上的平面上放一指示器。移动指示器，使其测头分别触及两个圆柱面上母线的中点检验，且 C 轴轴线略高于粗磨主轴轴线。 误差以指示器两次读数的差计。 检测项目 C 轴轴线与精磨轴线的等高度 G6 简图 C 轴 精磨主轴 公差 0.05 检验工具 指示器、工件检验棒、磨头检验棒 检验方法（参照 GB/T17421.11998 的有关条文）5.4.3.2.1；5.4.3.2.2 在砂轮架的主轴定心锥面上装一磨头检验棒， 在头架主轴锥孔中插入一直径相等的工件检验棒。在工作台上的平面上放一指示器。移动指示器，使其测头分别触及两个圆柱面上母线的中点检验，且 C 轴轴线略高于精磨主轴轴线。 误差以指示器两次读数的差计。 检测项目 精磨主轴端面与V轴的平行度 G7 简图 公差 0.008 检测工具 指示器 检测方法 指示器垂直于法兰面，然后移动 V 轴进行检验，在行程 30mm 以内，偏差以指示器读数的最大差计。 检测项目 X 轴与 Y 轴的垂直度 G8 简图 Y X 公差 0.008 检测工具 指示器和专用角尺 检测方法 在 X 轴平面上放专用角尺， 使其一边与工作台移动方向平行。 在 Y 轴平面上固定指示器，使其测头触及专用角尺的另一边。移动 X 轴，在全程上检验。 误差以指示器读数最大差值计。 检测项目 V 轴与 Y 轴的垂直度 G9 简图 Y V 公差 0.008 检测工具 指示器和专用角尺 检测方法 在 V 轴平面上放专用角尺， 使其一边与工作台移动方向平行。 在 Y 轴平面上固定指示器，使其测头触及专用角尺的另一边。移动 V 轴，在全程上检验。 误差以指示器读数最大差值计。 检测项目 Z 轴与 Y 轴的平行度 上平面 G10 简图 Y Z 公差 0.01 检测工具 指示器和专用角尺 检测方法 在 Y 轴平面上放专用角尺，使其一边与工作台移动方向平行。在任意处固定指示器，使其测头触及专用角尺的上平面。移动 Y 轴，在全程上检验。 保持 Y 轴不动，移动 Z 轴，在全程上检验。 误差以指示器读数两次测量值的差计。 检测项目 头架主轴锥孔轴线对工作台 X 向移动的平行度 G11 简图 公差 0.008 检测工具 指示器 检测方法 指示器垂直于头架主轴端面， 表座固定在X轴工作台上， 然后移动X轴进行检验， 在行程30mm以内，偏差以指示器读数的最大差计。 B C C D 附 录 B （规范性附录） 产品位置精度检验项目及检验方法 B.1 线性轴的位置精度 线性轴的位置精度见表B.1。 表 B.1 行程至 300 mm 的线性轴的位置精度公差 单位为毫米 检验项目 行程300 双向定位精度 A 0.001 单向重复定位精度RR 0.002 反向差值 B 0.0001 单向系统定位偏差EE 0.0009 B.2 回转轴线的位置精度 回转轴线的位置精度见表B.2。 表 B.2 行程至 360回转轴线的位置公差 检验项目 允差（） 双向定位精度 A 25 单项重复定位精度RR 10 反向差值 B 10 单项系统定位偏差EE 15 B.3 检验方法 按GB/T 17421.2的规定执行。 D E 附 录 C （规范性附录） 产品工作精度检验项目及检验方法 C.1 产品工作精度检验条件 工作精度M1、M2、M3项应在机床主轴达到中速稳定温度时检验。 C.2 产品工作精度检验项目及试验方法 检验项目 外圆加工精度 a)直径； b)圆度； c)表面粗糙度。 M1 简图 公差 a) 直径 0.03 mm b) 圆度 0.002 mm c) 表面粗糙度 Ra 0.18 m 检验工具 ZOLLER刀具测量仪G3M、表面粗糙度仪 检验方法 将工件放入刀具测量仪，选择对应检测程序，选中检测部位为工件前端加工部位，启动测量，获取数据。 使用表面粗糙度仪检测工件修磨部位的表面光洁度，测量获取数据。 检验项目 a) 直径 b) 圆度 c) 角度 M2 简图 公差 a) 直径 0.005 b) 圆度 0.002 c) 角度 0.05 检验工具 ZOLLER刀具测量仪G3M 检验方法 将工件放入刀具测量仪，选择对应检测程序，选中检测部位为工件前端加工部位，启动测量，获取数据。 检验项目 a) 轮廓度 b) 台阶面外径 c) 圆度 d) 同轴度 M3 简图 公差 a) 轮廓度 0.001 b) 台阶面外径 0.005 c) 圆度 0.003 d) 同轴度 0.002 测量仪器 ZOLLER刀具测量仪G3M 检验方法 将工件放入刀具测量仪，选择对应检测程序，选中检测部位为工件前端加工部位，启动测量，获取数据。 _