GB/T23567.2-2018
数控机床可靠性评定第2部分：加工中心
Reliabilityevaluationfornumericalcontrolmachinetools—Part2:Machiningcentres
- 中国标准分类号（CCS）J50
- 国际标准分类号（ICS）25.040.20
- 实施日期2019-02-01
- 文件格式PDF
- 文本页数18页
- 文件大小1,008.84KB
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数控机床可靠性评定第2部分：加工中心
国家标准 GB/23567.2一2018 数控机床可靠性评定 第2部分:加工中心 Reliabiltyevalwationtornumeriealcontrolmachinetols一 Part2.NMachining centres 2018-07-13发布 2019-02-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/T23567.2一2018 次 目 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 试验方式 试验要求 试验方法 数据采集和记录 可靠性评定 附录A资料性附录可靠性试验记录 附录B(规范性附录》可靠性系数人和失效数"
GB;/T23567.2一2018 前 言 GB/T23567《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:数控铁床 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/T23567的第2部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本部分由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
GB;/T23567.2一2018 数控机床可靠性评定 第2部分:加工中心 范围 GB/T23567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
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
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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/T2900.132008电工术语可信性与服务质量 GB5226.1一2008机械电气安全机械电气设备第1部分;通用技术条件 GB/T6477一2008金属切削机床术语 GB/T18400.l12010 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 水平乙轴 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 GB/T18400.22010 几何精度检验(垂直乙轴) GB/T18400.4一2010 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/T18400.7一2010加工中心检验条件第7部分:精加工试件精度检验 GB18568一2001加工中心安全防护技术条件 GB/T20957.1一2007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/T20957.22007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/T20957.42007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/T20957.7一2007精密加工中心检验条件第7部分;精加工试件精度检验 GB/T21012一2007精密加工中心技术条件 GB/T23567.1一2009数控机床可靠性评定第1部分:总则 技术条件 JB/T88012017加工中心 JB/T10793.1一2007高精度加工中心第1部分;卧式机床 精度检验 JB/T10793.22007高精度加工中心第2部分;立式机床精度检验 JB/T10793.3一2017高精度加工中心第3部分;技术条件 术语和定义 GB/T2900.132008,GB/T6477一2008,GB/T23567.1一2009界定的以及下列术语和定义适用于本
GB/T23567.2一2018 文件
为了便于使用,以下重复列出了GB/T2900.13一2008,GB/T6477一2008中的某些术语和定义
3.1 ,Nc 加工中心 nmaehinetoolswithautomatietoolchanger machiningcenters 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(如饥削、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/T6477一2008,定义2.1.28] 3.2 失效ftalure 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/T2900.l32008,定义191-04-01 3.3 设计故障designtalt 产品设计不当引起的故障
[[GB/T2900.132008,定义191-05-09 3.4 fault 制造故障manufaeturing 由于产品未按设计或规定的工艺制造而引起的故障
[GB/T2900.132008,定义191-05-10] 3.5 间歇故障 falt intermittent 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/T2900.132008,定义191-05-17] 3.6 故障模式fawltmode 对给定的要求的功能,故障产品的可能状态之 [[GB/T2900.132008,定义191-05-22 3.7 故障识别faultreegnition 识别有故障的事件
[GB/T2900.132008,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/T2900.13一2008,定义191-04-17] 3.9 失效机理ftailuremechanism 引起失效的物理、化学或其他过程
[GB/T2900.132008,定义191-04-18]
GB;/T23567.2一2018 3.10 符合性试验complianetest 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/T2900.13一2008,定义191-14-02] 3.11 模拟现场试验simwlatonfieldtest 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/T2900.132008,定义191-1l4-04
3.12 跟踪统计现场试验trackingofstatistiealfiedtest 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/T2900,132008,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
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
GB/T23567.2一2018 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 采用的可幕性试验装置应安全,可幕,并应满足试验要求
5.3.1 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/T23567.12009中4.1的规定
5.7.2故障的计数原则应按GB/T23567.1一2009中4.2的规定
5.8抽样 5.8.1抽样原则应按GB/T23567.1一2009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
GB;/T23567.2一2018 表1抽样数量 单位为台 抽样数量 试验方式 新产品 批量产品 模拟现场试验 批量产品50,为5 不足5按全台数) 现场跟踪统计试验 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 >24h 6.1.2.1 空运转预运行试验 消除早期故障的空运转模拟试验 X轴加载试验 >40h 6.1.2.,2 模拟X轴进给运动(如铁削)加载试验 Y轴加载试验 >40h 模拟Y轴进给运动(如铁削加载试验 6.1.2.2 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 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 48h 主轴扭矩和功率加载试验 模拟主轴扭矩和功率加载试验 6.1l.2.4 6.1.2.5 典型试件切削试验 验证加工精度符合性 主要考核换刀动作、快速直线运动和主轴高 强化空运转试验 >24h 6.1.2.6 速回转运动的、冷却、排屑等可靠性 主要考核安全防护装置、液压夹紧装置、限 安全可靠性试验 6.1.2.7 位限压装置等可靠性 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/T21012一2007、JB/T8801一2017、JB/T10793.32017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
GB/T23567.2一2018 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轴和乙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
转速盘 速盘 FR(F X(m z方向 b a)X、Y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 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 6.1.2.4.1 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/T18400.7一2010的规定,精密加工中心按GB/T20957.7 2007的规定,高精度加工中心按JB/T10793.12007或JB/T10793,22007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
GB;/T23567.2一2018 6.1.2.7安全试验 6.1.2.7.1按GB5226.1一2008,GB18568一2001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GBT18400.1-2010或GB/T18400.,2一2010的规定,精密 级加工中心按GB/T20957.1一2007或GB/T20957.22007的规定,高精度加工中心按JBT10793.1 2007或JBT10793.2一2007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/T18400.4一2010的规定,精密级加工中 心按GBT20957.4一2007的规定,高精度加工中心按JB/T10793.1一2007或JB/T10793.2一2007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 一般应从产品投人使用时进行现场跟踪
6.2.1 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
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
可靠性评定 8.1平均故障间隔时间Br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
GB/T23567.2一2018 MTBF- l1十 /,y十" 式中: 可靠性系数; 评定周期内第j台机床的累积工作时间,单位为小时(h); T -评定周期内第台机床的有效累积功能故障数,单位为个; r财 评定周期内第台机床的累积失效,单位为个; r， -样机数量,单位为台
8.1.2可靠性系数人应符合附录B的B1规定
8.1.3失效数r,应符合B2规定
8.2可靠性试验结果评定 应按GB/T23567.1一2009中第12章的规定进行
GB;/T23567.2一2018 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 至 试验日期 年月日时 年月日时 试验地点 故障修复时间 机床运行时间 记录者 故障数 运行日期 班次 签字 结束 修复 开始 开始 累计修复时间/h 累计运行时间/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
GB/T23567.2一2018 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 年 月 分 故障发现时间 时 故障修复时间 年 月 日 时分 现场工况条件 主 轴口 杠口 么 轨口进给系统 口 台口 板口 托 刀 库口 换刀装置口 数控系统口 伺服单元口 故障部位 电 机口电气系统口液压系统口气动系统口润滑系统口 冷却系统口 具口 他口 刀 其 故障现象 故障原因 故障修复措施 年 试验者(签字 填写日期 月 日 月 日 填表人(签字 填写日期 年 注:每台产品填写一份表格,表可续页 10
GB;/T23567.2一2018 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 编号;×××X 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 年 月 日 审核: 年 批准 月日 ××××单位 1
GB/T23567.2一2018 表A.3(续) 告 试验报 报告编号: 共×页第×页 试验单位 课题名称 课题编号 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 试验地点 试验人员 1.GBT23567.2-2018数控机床可靠性评定第2部分;加工中心 试验依据 2.××××一×××x ×××××××× 受××公司的委托,于××××年××月××日至××月××日,依据(GB/T23567.2一2018等 标准(和课题合同书),对××××加工中心进行了可靠性试验,试验结果详见汇总表
根据试验结果,本机床可靠性MTBF预计值为X×h 论 单位公章 或试验报告专用章 ××××年××月××日 备 注 空白 12
GB;/T23567.2一2018 表A.3(续 试验报告内容 略 13
GB/T23567.2一2018 附录 B 规范性附录) 可靠性系数和失效数r B.1可靠性系数人 B.1.1可靠性系数k的计算 可靠性系数的计算按式(B1)的规定
B1 k=k，人
k
式中 制造系数 试验系数 -强化系数 B1.2可靠性制造系数k B1.2.1可靠性制造系数人,的计算按式(B2)的规定
B2) 人，=kk2ka 式中 数控轴线系数 尺a 装配系数; 装配环境系数
尺x B1.2.2可靠性制造系数人.,的选取按表B.1的规定
表B1可靠性制造系数k 数控轴线系数 装配系数 装配环境系数 k 0.95~1.04 0.97~1.05 0.911.20 B.1.3可靠性试验系数人 B.1.3.1k,的计算按式(B.3)的规定
点 k
kk
k
B3 ， 人人
" 式中: 力载荷系数; k 扭矩载荷系数; 大 加载时间系数; 主轴转速系数; 主轴起停系数; 换刀频次系数 B.1.3.2可靠性试验系数大,的选取按表B2的规定
14
GB;/T23567.2一2018 表B.2可靠性试验系数k 力载荷系数 扭矩载荷系数 加载时间系数 主轴转速系数 主轴起停系数 换刀频次系数 尺 1.l7~1.19 0.971.1o 1.42~1.52 l.42l.52 0.87一l1.22 l.0l一l.l0 B.1.4可靠性强化系数k 可靠性强化系数k
设定为5.3. B.2失效数r B.2.1失效数r,的计算 失效数r,的计算按式(B4)的规定 0.25r，十0.25r
十0.15r
十0.20r十0.15r B4 r
= 式中 几何精度失效; 位置精度失效; 主轴温度变化失效; 电柜温度变化失效; -液压温度变化失效
B.2.2失效数r、的选取 失效数r、的选取按表B.3的规定 表B.3失效数" 几何精度失效 位置精度失效 主轴温度变化失效 电柜温度变化失效 液压温度变化失效 0.1740.257 0.9140.181 0.3121.182 0.0700.244 0.0690.260
数控机床可靠性评定第2部分：加工中心GB/T23567.2-2018解读
数控机床是一种高精度、高效率的金属加工设备，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。因此，对于数控机床的可靠性评定显得尤为重要。
GB/T23567.2-2018标准是针对数控机床可靠性评定的第二部分，主要针对加工中心进行了详细的规定和说明。该标准通过对机床在不同条件下的运行测试，评定各项指标的可靠性，并为机床的使用和管理提供了参考标准。
标准要求对加工中心的各项指标进行评估，包括但不限于：轴向定位精度、重复定位精度、切削精度、表面光洁度等。评估的结果将以定量化的方式呈现，帮助用户全面了解机床的性能和可靠性。
需要注意的是，数控机床虽然具有高效率、高精度等优点，但其使用过程中也存在着一些隐患和安全风险。因此，在使用数控机床时，必须严格按照GB/T23567.2-2018标准的要求进行操作和管理，避免在操作过程中造成意外事故。
总之，GB/T23567.2-2018标准为数控机床的可靠性评定提供了参考标准，并对加工中心的各项指标进行了详细规定和说明。在使用数控机床时，必须严格按照标准的要求进行操作和管理，确保机床的正常工作及操作人员的安全。
