【机械行业标准(JB)】 数控卧式车床 性能试验规范

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
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JB/T 4368.4--96
本标准适用于最大车削直径200～1000mm，最大车削长度至5000mm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
GB3785声级计的电声性能及测试方法GB4215
金属切削机床噪声声功率级的测定GB9061
金属切削机床通用技术条件
数字控制机床位置精度的评定方法GB10931
GB/T 1804
一般公差线性尺寸的未注公差
GB/T16462数控卧式车床精度检验JB/T4368.3
数控卧式车床技术条件
ZBJ50002机床数字控制系统通用技术条件ZB J50 004
3基本要求
金属切削机床噪声声压级的测定3.1本标准是对GB9061、2BJ50002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。3.2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：15～35℃；
b。相对湿度：45%~75%；
c。大气压力;86～106 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，并重新注人适量润滑油，不得使用代用润滑油。3.6机床的坐标规定，见图1。
中华人民共和国机械工业部1996-04-11批准1996-10-01实施
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4试验项目
8斜床身
JB/T4368.4-96
X-一对工件直径尺寸产生主要影响·垂直于次平面的方向；b水平床身
Y一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方间相同图1
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
功能试验
噪声试验
空运转摄动试验
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
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
数控卧式车床
通用型
o
o
o
O
o
o
0
o
o
o
o
o
o
注：①○为应进行的试验项目。数控卧式
卡盘车床
o
O
o
0
o
Q
o
O
0
O
0
②^为因结构影响（如无尾座)需减少相应试验内容项目。③口当两轴能同时工作时，试验时两轴需同时运转。5试验内容
5.1功能试验
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数控卧式排刀
卡盘车床
o
0
O
0
O
o
0
0
O
O
O
数控卧式双轴
卡盘车床
0
o
A
o
o
O
Q
0
o
A
o
o
5.1.1手动功能试验
5.1.1.1试验条件
JB/T 4368.4—96
a。工作电压保持为额定值的+10%～一15%范围；b。电网干扰和外界辐射干扰不超过ZBJ50002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，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.主轴和动力刀真主轴做低、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，乙轴、X轴快速行程应大于1/2全行程。正、反方向连续操作不少于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，其充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；f.用手动或机动使尾座和尾座主轴在其全部行程土作移动试验；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，
有自动装夹换刀机构的机床，应进行自动装夹换刀试验；k.
有分度定位机构的C轴应进行分度定位试验：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；m.
卡盘的夹紧、松开，试验其灵活性及可靠性；n.
机床的安全、保险、防护装置功能试验；p.
在主轴最高转数下，测量制动时间，取7次平均值；q
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。r.
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s
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
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、手动数据输人，坐标位置显示、回基准点、程序序号指示和检索、程序暂45
JB/T 4368.4—96
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
测试前机床应中速运转30min
b、测试时机床应安装卡盘，并关闭防护门；c．生轴正、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ZBJ50004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、墙璧、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1.5m，平面测点位置按图2规定。6
1000
b.
数据；
L/2
图2
L/2
oo0
在最高声压级的转速下测量1～6点的声压级，然后确定最高声压级第7点位置，并记录测得在第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）；当背景噪声小于机床工作噪声3～10dB(A）时，声级计读数按ZBJ50004规定进行修正，d.
新产品和改进机床可进行频谱分析。e.
5.2.2声功率试验（仅在型式检验时进行）按GB4215中关于“简易法”的规定进行试验，背景噪声须低于被测噪声3dB(A）以上，其修正值按GB4215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）作为基准体尺寸和（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1mc、基本测点规定为6点（见图3)，图3中第6点为在高度五的水平面上读得最大A计权声压级的那一点，
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附加测点：对长度大于2.5m的机床，当1~5点中最大与最小声压级之差超过5dB(A)时，则需增加测点7、8、9、10（见图3）。10 X
001
基本测点;×一附加测点
图3
5.2.2.3数据处理
测点声压级
a.
Lp: = L'p: Ki:
式中：Lpi
L'P
Ki.
b.
测点声压级，dBA）；
声级计在i点的读数值，dB（A)；第i点背景噪声修正值，dB（A）。平均声压级
Lp= 1olg(）
式中：Lp平均声压级，dBA)
N-—测点总数。
1109
注：当Lp值的变动范围不超过5dB(A)时，Lp可以使用其算术平均值。c．环境修正值
（1）
-(2)
根据GB4215中“筒易法\的规定，环境修正值K2应小于7dB（A）。用比较法确定K2，即用标准声源确定修正值的方法：
K2 Lw— Lw
式中：K,
L'w
Lws
环境修正值，dB(A）；
在该测量环境中测定的标推声源的声功率级，dB(A)；L'w = Lp+10lg(S/So)
标雄声源标定的声功率级，dB（A)：（3）
（4）
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S—测量表面积,S=4(ab十bc+ca),m\；S,—基准表面积,S=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50mm的I-И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K2；d。声功率级按式(5)计算：
Lw = (Lp— z)+10lg(S/So)
式中：L——声功率级，dB(A)。5.2.2.4试验用议器及注意事项
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GB3785中I型声级计的规定：.（5）
使用声级计的\慢”档读数，当指针波动在士3dB（A）以内时应取读数的平均值，当波动大于心
3dB(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
试验前机床应中速空运转30min;a.
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．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10Hz。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。+
a斜导轨
b水平导轨
图4
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5.3.1.3数据处理
机床
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加速疫计
【电葡放大器
翘率分析仪
磁带机
FFT
电平记录仪
图5
绘制主轴转速与空运转绝对振动速度的关系图（见图6）。a.
b.
记录仪
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。mm/s
r/min
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
按5.3.1.1规定。
5.3.2.2试验方法
仪器配置框图（见图了）。
标准钢球
接触式相对传感器
xo:
60~80
测试仪暴
图？
a
机床卡盘上夹持圆度小于或等于0.4um的标准钢球，调整其偏心量小于或等于2um。或在卡盘上夹持试件（按5.7.1.2b)并精加工，其表面粗髓度Ra应小于1.6um；b．在主轴轴线的X方向安装非接触式传感器测量主轴和刀架之间的相对振动振幅（峰-蜂值）。5.3.3数据处理
a。绘制主轴转速与相对振动幅图（见图8)；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动数据。b.
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5.4温升和热变形试验
um
JB/T 4368.4---96
图8
r/min
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180min。
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16h内不得工作，试验不得中途停车；
b.
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
主轴连续运转，每隔15min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180min的温升值作为考核数据（见图9）。120
图9
180min
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500mm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
8。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0.3～0.5mm的小球，为使热电偶更好的紧贴在被测物体表面，煤点附近可焊上小块紫铜片。
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机床
5.4.2热位移试验
热电码
中
冰瓶
(oc)
JB/T 4368.4--96
数字电压表
多点转
换开关
图10
电位差计
光电检流计
打印机
光电检流计
记录仪
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。文方向
轴载
转后主糖维孔较
运转后主轴惟孔轴线
运转前主轴惟孔轴线。
斜导教
运转后主轴糖我轴裁
Y方向
运转前主轴锥孔轴线
X方向
z
运转后主轴椎孔轴线
水平导轨
b
图11
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