搜索结果: GB/T 23567.2-2018, GB/T23567.2-2018, GBT 23567.2-2018, GBT23567.2-2018
| 标准编号 | GB/T 23567.2-2018 (GB/T23567.2-2018) | | 中文名称 | 数控机床可靠性评定 第2部分：加工中心 | | 英文名称 | Reliability evaluation for numerical control machine tools -- Part 2: Machining centres | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J50 | | 国际标准分类 | 25.040.20 | | 字数估计 | 18,141 | | 发布日期 | 2018-05-14 | | 实施日期 | 2019-02-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 23567.2-2018
Reliability evaluation for numerical control machine tools--Part 2: Machining centres
ICS 25.040.20
J50
中华人民共和国国家标准
数控机床可靠性评定
第2部分:加工中心
2018-07-13发布
2019-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 试验方式 3
5 试验要求 4
6 试验方法 5
7 数据采集和记录 7
8 可靠性评定 7
附录A(资料性附录) 可靠性试验记录 9
附录B(规范性附录) 可靠性系数k和失效数rs 14
前言
GB/T 23567《数控机床可靠性评定》拟分为以下八个部分:
---第1部分:总则;
---第2部分:加工中心;
---第3部分:数控车床与车削中心;
---第4部分:数控铣床;
---第5部分:数控磨床;
---第6部分:数控齿轮加工机床;
---第7部分:五轴联动机床;
---第8部分:复合加工机床。
本部分为GB/T 23567的第2部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分由中国机械工业联合会提出。
本部分由全国金属切削机床标准化技术委员会(SAC/TC22)归口。
本部分起草单位:国家机床质量监督检验中心、清华大学。
本部分起草人:赵钦志、王立平、张维、官端阳、王军见、陈妍言、李书林。
数控机床可靠性评定
第2部分:加工中心
1 范围
GB/T 23567的本部分规定了加工中心(以下简称机床)在进行可靠性符合性验证、测定、鉴定和评
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。
本部分适用于加工中心产品的可靠性符合性验证、测定、鉴定和评定。
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 2900.13-2008 电工术语 可信性与服务质量
GB 5226.1-2008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件
GB/T 6477-2008 金属切削机床 术语
GB/T 18400.1-2010 加工中心检验条件 第1部分:卧式和带附加主轴头机床几何精度检验
(水平Z 轴)
GB/T 18400.2-2010 加工中心检验条件 第2部分:立式或带垂直主回转轴的万能主轴头机床
几何精度检验(垂直Z 轴)
GB/T 18400.4-2010 加工中心检验条件 第4部分:线性和回转轴线的定位精度和重复定位精
度检验
GB/T 18400.7-2010 加工中心检验条件 第7部分:精加工试件精度检验
GB 18568-2001 加工中心 安全防护技术条件
GB/T 20957.1-2007 精密加工中心检验条件 第1部分:卧式和带附加主轴头机床几何精度检
验(水平Z 轴)
GB/T 20957.2-2007 精密加工中心检验条件 第2部分:立式或带垂直主回转轴的万能主轴头
机床几何精度检验(垂直Z 轴)
GB/T 20957.4-2007 精密加工中心检验条件 第4部分:线性和回转轴线的定位精度和重复定
位精度检验
GB/T 20957.7-2007 精密加工中心检验条件 第7部分:精加工试件精度检验
GB/T 21012-2007 精密加工中心 技术条件
GB/T 23567.1-2009 数控机床可靠性评定 第1部分:总则
JB/T 8801-2017 加工中心 技术条件
JB/T 10793.1-2007 高精度加工中心 第1部分:卧式机床 精度检验
JB/T 10793.2-2007 高精度加工中心 第2部分:立式机床 精度检验
JB/T 10793.3-2017 高精度加工中心 第3部分:技术条件
3 术语和定义
GB/T 2900.13-2008、GB/T 6477-2008、GB/T 23567.1-2009界定的以及下列术语和定义适用于本
文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T 2900.13-2008、GB/T 6477-2008中的某些术语和定义。
3.1
它是一种数控机床,主轴通常为卧式或立式结构,并具有两种或两种以上加工方式(如铣削、镗削、
钻削),通过加工程序能从刀库或类似存储单元进行自动换刀。在一定范围内,该机床也可进行人工
控制。
[GB/T 6477-2008,定义2.1.28]
3.2
失效 failure
产品完成要求的功能的能力的中断。
注1:失效后,产品处于故障状态。
注2:“failure(失效)”与“fault(故障)”的区别在于,失效是一次事件,故障是一种状态。
注3:这里定义的“失效”,不适用于仅由软件构成的产品。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-04-01]
3.3
设计故障 designfault
产品设计不当引起的故障。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-05-09]
3.4
制造故障 manufacturingfault
由于产品未按设计或规定的工艺制造而引起的故障。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-05-10]
3.5
间歇故障 intermittentfault
在有限的时间内出现,随后产品未经任何修复性维修即能恢复完成要求的功能的故障。
注:这类故障经常会再现。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-05-17]
3.6
故障模式 faultmode
对给定的要求的功能,故障产品的可能状态之一。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-05-22]
3.7
故障识别 faultrecognition
识别有故障的事件。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-07-20]
3.8
失效原因 failurecause
设计、制造或使用期间导致失效的因素。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-04-17]
3.9
失效机理 failuremechanism
引起失效的物理、化学或其他过程。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-04-18]
3.10
符合性试验 compliancetest
表明产品的某一特征或某一性质是否符合所述要求的试验。
[GB/T 2900.13-2008,定义191-14-02]
3.11
模拟现场试验 simulationfieldtest
在指定和受控条件下(可模拟或不模拟现场实际工况)所做的符合性试验或测定试验。
注:改写GB/T 2900.13-2008,定义191-14-04。
3.12
在对工作、环境、维修和测量条件均作记录的用户现场,采取跟踪统计方式进行的符合性试验或测
定试验。
注:改写GB/T 2900.13-2008,定义191-14-05。
3.13
快速试验 quicktest
为缩短可控性试验进程,在机床工作机理不变和保障安全裕度下,施加的载荷水平超过机床正常工
作水平的试验。
4 试验方式
4.1 试验方案
4.1.1 试验选择
采用的机床可靠性试验方式,模拟现场试验和跟踪统计现场试验两者任选其一。
4.1.2 模拟现场试验
对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。
4.1.3 跟踪统计现场试验
对于批量生产的机床,应采用定时截尾或定数截尾的跟踪统计现场试验。
4.1.4 重新试验
因各种原因中途停止试验,应重新进行试验。
4.2 定时截尾试验时间
4.2.1 采用快速方式的模拟现场试验,每台样机累积试验时间T≥200h。
注:对于非快速试验,可根据机床每天工作班次和试验目的来确定截尾时间。
4.2.2 采用跟踪统计现场试验,每台样机累积试验时间T≥2000h。
4.3 定数截尾试验
采用定数截尾方式的截至试验要求按有关规定。
5 试验要求
5.1 试验环境
室温。
5.2 预检验
5.2.1 试验前,按使用说明书或技术文件的要求对机床进行预检验。机床预检验合格后,方可进行可
靠性试验。
5.2.2 试验前,不准许对机床进行任何质量方面的特殊处理。
5.3 试验装置和仪器
5.3.1 采用的可靠性试验装置应安全、可靠,并应满足试验要求。
5.3.2 采用的测量仪器应经过标定,并在标定期限内。
5.4 模拟现场试验
5.4.1 应尽量模拟机床的实际使用工况。
5.4.2 机床的润滑、冷却等系统应在正常工作状态下。
5.4.3 试验装置应尽量安放在工作台中间位置,并应牢固可靠。
5.4.4 刀库中应装有最重、最长、最大直径模拟刀具。
5.4.5 应根据试验机床特性,编制试验用载荷谱和工况谱。
5.4.6 采用快速试验时,不应改变机床工作原理,以及故障和失效机理。
5.5 跟踪统计现场试验
5.5.1 机床的运行工况应具有代表性,并符合产品设计或说明书的规定。
5.5.2 选择的样机应尽可能在相似的工况条件下。
5.5.3 机床应经过早期故障筛除运行试验。
5.5.4 所有试验机床应有辨识用编号。
5.6 预防性维护
试验过程中允许按规定程序进行正常的预防性维护(如必要的更换、调整、润滑等)。
5.7 故障判定和计数原则
5.7.1 故障的判定原则应按GB/T 23567.1-2009中4.1的规定。
5.7.2 故障的计数原则应按GB/T 23567.1-2009中4.2的规定。
5.8 抽样
5.8.1 抽样原则应按GB/T 23567.1-2009中5.1的规定。
5.8.2 抽样数量根据抽样原则,在产品中随机抽样。抽样数量按表1的规定。
表1 抽样数量 单位为台
试验方式
抽样数量
新产品 批量产品
模拟现场试验 ≥1 ≥2
现场跟踪统计试验 -
批量产品≤50,为5
(不足5按全台数)
批量产品 >50,为10或
年产量的5%,但不超过20
6 试验方法
6.1 模拟现场试验
6.1.1 试验内容
机床模拟现场试验的试验内容见表2。
表2 机床模拟现场试验一览表
序号 试验项目 试验时间 试验说明 相关条款
1 空运转预运行试验 ≥24h 消除早期故障的空运转模拟试验 6.1.2.1
2 X 轴加载试验 ≥40h 模拟X 轴进给运动(如铣削)加载试验 6.1.2.2
3 Y 轴加载试验 ≥40h 模拟Y 轴进给运动(如铣削)加载试验 6.1.2.2
4 Z 轴加载试验 ≥40h 模拟Z 轴进给运动(如钻削)加载试验 6.1.2.2
5 主轴系统静刚度试验 用来分析制造、装配过程可靠性 6.1.2.3
6 主轴扭矩和功率加载试验 ≥48h 模拟主轴扭矩和功率加载试验 6.1.2.4
7 典型试件切削试验 验证加工精度符合性 6.1.2.5
8 强化空运转试验 ≥24h
主要考核换刀动作、快速直线运动和主轴高
速回转运动的、冷却、排屑等可靠性
6.1.2.6
9 安全可靠性试验
主要考核安全防护装置、液压夹紧装置、限
位限压装置等可靠性
6.1.2.7
10 机床精度检验 检验每个试验阶段的精度变化 6.1.2.8
6.1.2 试验过程
6.1.2.1 空运转试验
6.1.2.1.1 机床按GB/T 21012-2007、JB/T 8801-2017、JB/T 10793.3-2017或企业编制的数控程序
进行空运转试验。
6.1.2.1.2 机床空运转试验时间应至少为24h。
6.1.2.1.3 试验中,冷却液应开启。
6.1.2.2 轴线加载试验
6.1.2.2.1 在模拟工作状态下,对机床X 轴、Y 轴、Z 轴分别进行加载试验。
6.1.2.2.2 加载力、加载时间、加载频次应按载荷谱的规定进行。
6.1.2.2.3 主轴转速、进给速度等运行参数应按工况谱的规定。
6.1.2.2.4 每个轴线加载时间应至少40h。
6.1.2.3 主轴系统静刚度试验
6.1.2.3.1 分别在每个轴线加载后,进行主轴系统静刚度试验。
6.1.2.3.2 在模拟工作状态下,应分别在X、Y、Z 三个方向对机床主轴进行静刚度加载试验(见图1)。
6.1.2.3.3 加载力不应超过设计规定的最高载荷。
6.1.2.3.4 每个方向的加载力应分三档(轻载、中载、重载)进行加载,并且每档加载力应重复三次。
6.1.2.3.5 记录主轴在X 轴、Y 轴和Z 轴方向上的弹性位移值,绘出相应的弹性位移曲线,并计算出主
轴在最大静负载下的静刚度。
a) X、Y方向 b) Z方向
图1 主轴系统静刚度试验
6.1.2.4 主轴扭矩和功率加载试验
6.1.2.4.1 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。
6.1.2.4.2 加载力、加载时间、加载频次应按载荷谱的规定。
6.1.2.4.3 主轴转速等运行参数应按工况谱的规定。
6.1.2.4.4 扭矩加载和功率加载时间分别应至少24h。
6.1.2.5 典型试件切削试验
6.1.2.5.1 试件切削试验:普通级加工中心按GB/T 18400.7-2010的规定,精密加工中心按GB/T 20957.7-
2007的规定,高精度加工中心按JB/T 10793.1-2007或JB/T 10793.2-2007的规定,或按企业标准、
技术规范的规定,对样机进行典型试件工作精度切削试验。
6.1.2.5.2 加工试件的数量由试验方和制造方协商确定。
6.1.2.6 强化空运转试验
6.1.2.6.1 在空运转试验内容基础上采取强化措施,数控程序的设置应包括:主轴采用中速和高速运
转,增加部件快速移动和主轴高速运行的时间,增大冷却液体的喷射量、增加模拟切削运动等。
6.1.2.6.2 空运转加速试验时间应至少24h。
6.1.2.7 安全试验
6.1.2.7.1 按GB 5226.1-2008、GB 18568-2001的规定进行相关安全试验。一般应包括安全防护装
置、联锁装置、控制装置、运动部件、刀库和自动交换装置、排屑装置等试验。
6.1.2.7.2 机床动作安全试验的次数应至少20次,功能安全试验应至少10次,其他试验的次数按有关
规定进行。
6.1.2.8 机床精度检验
6.1.2.8.1 在试验前、每个加载试验阶段后、整个试验结束后均应进行几何精度、定位精度和重复定位
精度检验。
6.1.2.8.2 几何精度检验:普通级加工中心按GB/T 18400.1-2010或GB/T 18400.2-2010的规定,精密
级加工中心按GB/T 20957.1-2007或GB/T 20957.2-2007的规定,高精度加工中心按JB/T 10793.1-
2007或JB/T 10793.2-2007的规定,或按企业标准、技术规范的规定。
6.1.2.8.3 定位精度和重复定位精度检验:普通级加工中心按GB/T 18400.4-2010的规定,精密级加工中
心按GB/T 20957.4-2007的规定,高精度加工中心按JB/T 10793.1-2007或JB/T 10793.2-2007的规
定,或按企业标准、技术规范的规定。
6.2 跟踪统计现场试验
6.2.1 一般应从产品投入使用时进行现场跟踪。
6.2.2 试验停止后,应对样机的性能和主要安全功能进行检验。
7 数据采集和记录
7.1 模拟现场试验
7.1.1 试验过程中应随时检查机床运行的情况,并做好记录(参见附录A的表A.1)。记录应准确,凡涂改
之处,应有记录人的签章并说明理由。
7.1.2 一旦发生故障,应立即停机检查,检验人员对每一故障立即进行记录,并填写“故障记录表”(参见
表A.2)和“可靠性试验报告”(参见A.3)。
7.1.3 在试验过程中,达到寿命期限的耗损件和配套件的更换不计故障,但应作记录。
7.2 跟踪统计现场试验
7.2.1 机床可靠性现场跟踪试验的数据采集点应至少2个。
7.2.2 数据采集可由试验方或组织用户进行。由用户采集数据时,应对用户进行培训,使用户明确有关定
义和含义,掌握故障记录方法,并应向用户提供机床的故障记录表和故障分析报告。
7.2.3 试验方应定期到用户现场了解情况,并对具体问题予以指导,并应定期或一次性对用户的记录和报
告进行回收,并负责保存。
8 可靠性评定
8.1 平均故障间隔时间MTBF估计
8.1.1 平均故障间隔时间MTBF估计的计算按式(1)的规定。
MTBF=
k∑
j=1
Tj
1+ (∑
j=1
rg)2+(∑
j=1
rs)
(1)
式中:
k ---可靠性系数;
Tj ---评定周期内第j台机床的累积工作时间,单位为小时(h);
rgj ---评定周期内第j台机床的有效累积功能故障数,单位为个;
rsj ---评定周期内第j台机床的累积失效,单位为个;
n ---样机数量,单位为台。
8.1.2 可靠性系数k应符合附录B的B.1规定。
8.1.3 失效数rsj应符合B.2规定。
8.2 可靠性试验结果评定
应按GB/T 23567.1-2009中第12章的规定进行。
附 录 A
(资料性附录)
可靠性试验记录
A.1 可靠性试验运行记录
机床可靠性试验运行记录见表A.1。
表A.1 机床可靠性试验运行记录表
(盖章)
产品名称 产品型号 出厂编号
制造单位 出厂日期
试验日期 年 月 日 时 至 年 月 日 时
试验地点
运行日期 班次
机床运行时间 故障修复时间
开始 结束 开始 修复
故障数
记录者
签字
累计运行时间/h 累计修复时间/h 累计故障数/个
注:每台产品填写一份表格,表可续页。
A.2 可靠性试验故障记录
机床可靠性试验故障记录见表A.2。
表A.2 机床可靠性试验故障记录表
(盖章)
产品名称 产品型号 出厂编号
制造单位 出厂日期
故障发现时间 年 月 日 时 分
故障修复时间 年 月 日 时 分
现场工况条件
故障部位
主 轴 □ 丝 杠 □ 导 轨 □ 进给系统 □ 转 台 □
托 板 □ 刀 库 □ 换刀装置 □ 数控系统 □ 伺服单元 □
电 机 □ 电气系统 □ 液压系统 □ 气动系统 □ 润滑系统 □
冷却系统 □ 刀 具 □ 其 他 □
故障现象
故障原因
故障修复措施
试验者(签字) 填写日期 年 月 日
填表人(签字) 填写日期 年 月 日
注:每台产品填写一份表格,表可续页。
A.3 可靠性试验报告
机床可靠性试验报告式样见表A.3。
表A.3 机床可靠性试验报告式样
封 面
可靠性试验报告
机床型号: 机床名称:
出厂编号: 生产日期:
企业名称:
编写: 年 月 日
审核: 年 月 日
批准: 年 月 日
表A.3(续)
试 验 报 告
报告编号: 共×页 第×页
试验单位
课题编号 课题名称
产品名称 检验类别
型 号 样机编号
样品等级 样品数量
生产日期 检验日期 年 月 日至 年 月 日
试验地点 试验人员
试验依据
单位公章
或试验报告专用章
备 注 (空白)
表A.3(续)
试验报告内容
(略)
附 录 B
(规范性附录)
可靠性系数k和失效数rs
B.1 可靠性系数k
B.1.1 可靠性系数k的计算
可靠性系数k的计算按式(B.1)的规定。
k=kz·ks·kq (B.1)
式中:
kz---制造系数;
ks---试验系数;
kq---强化系数。
B.1.2 可靠性制造系数kz
B.1.2.1 可靠性制造系数kz的计算按式(B.2)的规定。
kz=kz1·kz2·kz3 (B.2)
式中:
kz1---数控轴线系数;
kz2---装配系数;
kz3---装配环境系数。
B.1.2.2 可靠性制造系数kz的选取按表B.1的规定。
表B.1 可靠性制造系数kz
数控轴线系数
kz1
装配系数
kz2
装配环境系数
kz3
0.91~1.20 0.95~1.04 0.97~1.05
B.1.3 可靠性试验系数ks
B.1.3.1 ks的计算按式(B.3)的规定。
ks=ks1·ks2·ks3·ks4·ks5·ks6 (B.3)
式中:
ks1---力载荷系数;
ks2---扭矩载荷系数;
ks3---加载时间系数;
ks4---主轴转速系数;
ks5---主轴起停系数;
ks6--......
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