JB-T 4368.4-1996 数控卧式车床 性能试验规范.pdf.pdf
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1、J53 JB/T 4368.41996 数控卧式车床 性能试验规范 1996-04-11 发布 1996-10-01 实施 中华人民共和国机械工业部 发 布 I 1 主题内容与适用范围1 2 引用标准1 3 基本要求1 4 试验项目2 5 试验内容3 JB/T 4368.41996 目 次 1 1 主题内容与适用范围 本标准规定了数控卧式车床的试验项目和试验方法。 本标准适用于最大车削直径 2001000 mm,最大车削长度至 5000 mm的数控卧式车床型式试验和 产品水平评价。 其试验项目、试验条件和试验方法, 简式数控卧式车床和其他各系列数控卧式车床可参 照使用。 2 引用标准 GB 3
2、785 声级计的电声性能及测试方法 GB 4215 金属切削机床 噪声声功率级的测定 GB 9061 金属切削机床 通用技术条件 GB 10931 数字控制机床 位置精度的评定方法 GB/T 1804 一般公差 线性尺寸的未注公差 GB/T 16462 数控卧式车床 精度检验 JB/T 4368.3 数控卧式车床 技术条件 ZB J50 002 机床数字控制系统 通用技术条件 ZB J50 004 金属切削机床 噪声声压级的测定 3 基本要求 3. 1 本标准是对 GB 9061、ZB J50 002及其配套的通用试验方法等标准的补充和具体化。按本标准 试验时,机床必须符合原标准的规定。 3.
3、 2 试验的机床应为按精度及技术条件等标准检验合格的产品。 3. 3 试验场地应符合有关标准要求,应满足下述的正常试验大气条件: a. 环境温度:1535; b. 相对湿度:45%75%; c. 大气压力:86106 kPa。 3. 4 测试仪器、量仪应经国家指定的法定计量部门检定或标定,必须有检定合格证。 3. 5 试验前按使用说明书规定安装和调整好机床,并重新注入适量润滑油,不得使用代用润滑油。 3. 6 机床的坐标规定,见图 1。 机械工业部 1996-04-11 批准 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 数控卧式车床 性能试验规范 JB/T 4368.41996 199
4、6-10-01 实施 JB/T 4368.41996 2 a 斜床身 b 水平床身 X对工件直径尺寸产生主要影响,垂直于次平面的方向; Y对工件直径尺寸产生次要影响,垂直于主平面的方向; Z工件轴向; C工件回转方向; U、V、W双刀架数控车床的第二刀架与 X、Y、Z 对应的坐标,其方向与 X、Y、Z方向相同 图 1 4 试验项目 各系列数控卧式车床试验项目按表 1的规定。 表 1 试 验 项 目 数控卧式车床 通用型 数控卧式 卡盘车床 数控卧式排刀 卡盘车床 数控卧式双轴 卡盘车床 功能试验 噪声试验 空运转振动试验 温升和热变形试验 静刚度试验 传动效率试验 动态性能试验 位置精度试验
5、回转精度试验 直线运动均匀性试验 工作精度试验 生产能力试验 连续运行试验 注: 为应进行的试验项目。 为因结构影响(如无尾座)需减少相应试验内容项目。 当两轴能同时工作时,试验时两轴需同时运转。 JB/T 4368.41996 3 5 试验内容 5. 1 功能试验 5. 1. 1 手动功能试验 5. 1. 1. 1 试验条件 a. 工作电压保持为额定值的+10% 15%范围; b. 电网干扰和外界辐射干扰不超过 ZB J50 002的规定。 5. 1. 1. 2 试验方法 用按键、开关或人工操纵对机床进行功能试验,试验其动作的灵活性、平稳性和可靠性。 a. 任选一种主轴转速和动力刀具主轴转速
6、,启动主轴和动力刀架机构进行正转、反转、停止(包 括制动)的连续试验,连续操作不少于 7次; b. 主轴和动力刀具主轴做低、中、高转速变换试验,转速的指令值与显示值(或实测值)之差不 得大于 5%; c. 任选一种进给量,将启动进给和停止动作连续操纵,在 Z轴、X轴、C轴的全部行程上做工作 进给和快速进给试验,Z轴、X轴快速行程应大于 1/2全行程。正、反方向连续操纵不少于 7次。并测 量快速进给速度及加、减速特性。测试伺服电机电流的波动,其允许差值由制造厂规定; d. 在 Z 轴、X轴、C轴的全部行程上,做低、中、高进给量变换试验; e. 用手摇脉冲发生器或单步移动溜板、滑板、C轴的进给试验
7、; f. 用手动或机动使尾座和尾座主轴在其全部行程上作移动试验; g. 有锁紧机构的运动部件,在其全部行程的任意位置上作锁紧试验,倾斜和垂直导轨的滑板,切 断动力后不应下落; h. 回转刀架进行各种转位夹紧试验; i. 液压、润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性能试验,要求调整方便、动作灵活、润滑良好、 冷却充分,各系统不得渗漏; j. 排屑、运屑装置试验; k. 有自动装夹换刀机构的机床,应进行自动装夹换刀试验; l. 有分度定位机构的 C轴应进行分度定位试验; m. 数字控制装置的各种指示灯、光电阅读机、通风系统等功能试验; n. 卡盘的夹紧、松开,试验其灵活性及可靠性; p. 机床的安全、
8、保险、防护装置功能试验; q. 在主轴最高转数下,测量制动时间,取 7次平均值; r. 自动监测、自动对刀、自动测量、自动上下料装置等辅助功能试验。 s. 液压润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性能试验,要求操作方便、动作灵活、润滑良好、冷 却充分、各系统无渗漏。 5. 1. 2 控制功能试验 5. 1. 2. 1 试验条件 按 5.1.1.1规定。 5. 1. 2. 2 试验方法 JB/T 4368.41996 4 用 CNC 控制指令进行机床的功能试验,试验其动作的灵活性和功能可靠性。 a. 主轴进行正转、反转、停止及变换主轴转速试验(无级变速机构做低、中、高速试验;有级变 速机构做各级转速
9、试验) ; b. 进给机构做低、中、高进给量及快速进给变换试验; c. C轴、X 轴和 Z 轴联动试验; d. 回转刀架进行各种转位夹紧试验,选定一个工位测定相邻刀位和回转 180的转位时间,连续 7 次,取其平均值; e. 试验进给坐标的超程、手动数据输入、坐标位置显示、回基准点、程序序号指示和检索、程序 暂停、 程序结束、 程序消除、单步进给、直线插补、圆弧插补、直线切削循环、锥度切削循环、螺纹切 削循环、圆弧切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、间隙插补及其他说明书规定的面板及程序功能的可 靠性和动作的灵活性。 5. 2 噪声试验 5. 2. 1 声压级试验 5. 2. 1. 1 试验条件
10、a. 测试前机床应中速运转 30 min; b. 测试时机床应安装卡盘,并关闭防护门; c. 主轴正、反转逐级测试(无级变速时应含低、中、高速若干级) ,两个主轴的机床测试时除分别 测试每个主轴外,应再增加两个主轴同时运转时的噪声测试。 5. 2. 1. 2 试验方法 按 ZB J50 004规定进行试验。并按比例绘制测量环境的大小和机床安装位置、机床周围反射物体 的大小和形状。对地面、墙壁、天花板等的材料性质加以说明。 测点及测试方法: a. 传声器离地面高 1.5 m,平面测点位置按图 2规定。 图 2 b. 在最高声压级的转速下测量 16 点的声压级,然后确定最高声压级第 7 点位置,并
11、记录测得数 据; c. 在第 7点位置上测量各级转速的声压级,记录数据时要注明音质情况(如有无杂声及其特征) ; d. 当背景噪声小于机床工作噪声 310 dB(A)时,声级计读数按 ZB J50 004规定进行修正; e. 新产品和改进机床可进行频谱分析。 JB/T 4368.41996 5 5. 2. 2 声功率试验(仅在型式检验时进行) 按 GB 4215 中关于“简易法”的规定进行试验,背景噪声须低于被测噪声 3 dB(A)以上,其修 正值按 GB 4215 中表 2 的规定。 5. 2. 2. 1 试验条件 按 5.2.1.1规定。 5. 2. 2. 2 试验方法 a. 以整机最大宽
12、度和最大长度(不包括突出的手柄、油管、油盘等非主要发声件)作为基准体尺 寸 l1、l2和 l3(见图 3) 。 b. 采用矩形六面体的表面为测量表面,各测量表面到基准体的垂直距离(测量距离)为 1 m; c. 基本测点规定为 6点(见图 3) ,图 3中第 6 点为在高度 h 的水平面上读得最大 A 计权声压级的 那一点; d. 附加测点:对长度大于 2.5 m的机床,当 15 点中最大与最小声压级之差超过 5 dB(A)时,则 需增加测点 7、8、9、10(见图 3) 。 基本测点;附加测点 图 3 5. 2. 2. 3 数据处理 a. 测点声压级 iii KLL 1PP = (1) 式中:
13、LPi测点声压级,dB(A) ; i L P 声级计在 i 点的读数值,dB(A) ; K1i第 i 点背景噪声修正值,dB(A) 。 JB/T 4368.41996 6 b. 平均声压级 )10 1 lg(10 1 1 .0 P P = = N i L i N L (2) 式中: P L平均声压级,dB(A) ; N测点总数。 注:当 LPi值的变动范围不超过 5 dB(A)时,P L可以使用其算术平均值。 c. 环境修正值 根据 GB 4215中“简易法”的规定,环境修正值 K2应小于 7 dB(A) 。用比较法确定 K2,即用标 准声源确定修正值的方法: wrw2 LLK= (3) 式中
14、:K2环境修正值,dB(A) ; w L在该测量环境中测定的标准声源的声功率级,dB(A) ; )/lg(10 0Pw SSLL+= (4) Lwr标准声源标定的声功率级,dB(A) ; S测量表面积,S=4(ab+bc+ca) ,m2; S0基准表面积,S0=1,m2。 标准声源的放置按并列法,即标准声源放置在机床四周的地面上距机床 50 mm的位置(见图 2) ,使用与被测机床完全相同的矩形测量表面,取各位置的 K2的算术平均值作为 2 K: d. 声功率级按式(5)计算: )/lg(10)( 0 2P w SSKLL+= (5) 式中:Lw声功率级,dB(A) 。 5. 2. 2. 4
15、试验用仪器及注意事项 a. 可用一台声级计逐点测量,也可用成套仪器直接测出声功率级; b. 测试用声级计应符合 GB 3785中型声级计的规定; c. 使用声级计的“慢”档读数,当指针波动在3 dB(A)以内时应取读数的平均值,当波动大于 3 dB(A)时,对所取数值的方法应予说明; d. 传声器与声级计之间使用延伸电缆或延伸杆。 5. 3 空运转振动试验 5. 3. 1 绝对振动试验 在各级转速下,试验主轴箱、刀架、尾座在三个坐标方向上的绝对振动。 5. 3. 1. 1 试验条件 a. 试验前机床应中速空运转 30 min; b. 试验时机床应安装卡盘,尾座固定于床身末端,不做进给运动; c
16、. 主轴从最低转速开始正、反转,逐级测量各点振动(无级变速时应含各档区低、中、高若干级) 直至最高转速, 两个主轴的机床除分别测试每个主轴运转时的振动之外,应再增加两个主轴同时运转时 的振动。 d. 测量采用仪器线性档,频率下限不高于 10 Hz。 JB/T 4368.41996 7 5. 3. 1. 2 试验方法 测点布置按图 4规定,将三向或单向加速度计固定于机床承载部件上*符号所示的测点上,必要时 可增设测点,但测点绝不可设在防护罩等薄壁零件上。分别将测点 X、Y、Z三个方向的振动速度记录 下来。仪器配置按图 5 规定,仪器的分辨率应能满足测量精度的需要。 图 4 图 5 5. 3. 1
17、. 3 数据处理 a. 绘制主轴转速与空运转绝对振动速度的关系图(见图 6) 。 b. 由测得数据中最大振动速度值作为该机床的空运转绝对振动值。 图 6 5. 3. 2 相对振动试验(仅在型式试验时进行) 5. 3. 2. 1 试验条件 JB/T 4368.41996 8 按 5.3.1.1规定。 5. 3. 2. 2 试验方法 仪器配置框图(见图 7) 。 图 7 a. 机床卡盘上夹持圆度小于或等于 0.4 m的标准钢球,调整其偏心量小于或等于 2 m。 或在卡盘 上夹持试件(按 5.7.1.2 b)并精加工,其表面粗糙度 Ra应小于 1.6 m。 b. 在主轴轴线的 X 方向安装非接触式传
18、感器测量主轴和刀架之间的相对振动振幅(峰峰值) 。 5. 3. 3 数据处理 a. 绘制主轴转速与相对振动幅图(见图 8) ; b. 由测得数据中取得最大振动振幅值作为该机床空运转相对振动数据。 图 8 5. 4 温升和热变形试验 测量主轴高速和中速空运转时主轴轴承、 润滑油和其他主要热源的温升及其变化规律。试验应连续 运转 180 min。 5. 4. 1 温升试验 5. 4. 1. 1 试验条件 a. 为保证机床在冷态下开始试验,试验前 16 h内不得工作; b. 试验不得中途停车; c. 试验前应检查润滑油的数量和牌号,并符合使用说明书的规定。 5. 4. 1. 2 温升测量方法 主轴连
19、续运转,每隔 15 min 测量一次。最后用被测部位温度值绘成时间 温升曲线图,以连续运转 180 min 的温升值作为考核数据(见图 9) 。 JB/T 4368.41996 9 图 9 在主轴轴承(前、中、后)处及主轴箱体,电机壳和液压油箱中布测点。 注意事项: a. 温度测点应选择尽量靠近被测部件的位置。主轴轴承温度应以测温工艺孔为测点。在无测温工 艺孔的机床上,可在主轴前、后法兰盘的紧固螺钉孔内装热电偶, 螺孔内灌注润滑脂,孔口用橡皮泥或 胶布封住; b. 室温测点应设在机床中心高处离机床 500 mm 的任意空间位置,油箱测温点应尽量靠近吸油口。 5. 4. 1. 3 温度测量系统
20、a. 温度测量系统采用热电偶, 并根据条件可采用图 10中所示任一测试系统,热电偶在使用前用分 度值为 0.1 水银温度计校正。此外也可采用多点数据采集系统通过自动校正测出各点温度。条件不具 备时,可采用其他测温仪器; b. 热电偶工作端的焊点直径为 0.30.5 mm的小球,为使热电偶更好的紧贴在被测物体表面, 焊点 附近可焊上小块紫铜片。 图 10 5. 4. 2 热位移试验 主轴空运转期间,在 X 方向、Y 方向测量主轴锥孔轴线最大线位移,角位移和 Z方向线位移。热 位移试验与温升试验应同时进行。 热位移表示方法按图 11、表 2 的规定。 JB/T 4368.41996 10 图 11
21、 表 2 线位移 Ay=Ay Y 方向 角位移 L AB yy y = 线位移 Ax=Ax X方向 角位移 L AB xx x = Z 方向 轴向位移 Z=Z 位移方向确定如下: Ay:热位移向上为+; y:By高于Ay为+; Ax:热位移接近刀架为+; JB/T 4368.41996 11 x:By比Ax接近刀架为+; Z:主轴端热位移远离箱体为+。 5. 4. 2. 1 试验条件 按 5.4.1.1规定。 5. 4. 2. 2 试验方法 测试装置及测点布置: 用检验棒(也可用车削卡盘中的悬臂试件) 测量主轴锥孔轴线的综合热位移 (见图 12)各测点应用非接触式的传感器。传感器的支架固定在刀
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