GB/T23567.3-2018
数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心
Reliabilityevaluationfornumericalcontrolmachinetools—Part3:Numericallycontrolledturningmachinesandturningcentres
- 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17页
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数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心
国家标准 GB/23567.3一2018 数控机床可靠性评定 第3部分:数控车床与车削中心 controlmachinetools Reliabilityealuationfornumerieal Part3，Numerieallycomtroedturnmingmaehinesamdturmimgcemtres 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/T23567.3一2018 目 次 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;/T23567.3一2018 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3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
本部分起草人;赵钦志、.张维,官端阳、王军见、陈妍言,李书林
GB;/T23567.3一2018 数控机床可靠性评定 第3部分;数控车床与车削中心 范围 GB/T23567的本部分规定了数控车床与车削中心(以下简称机床)在进行可靠性符合性验证、测 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
本部分适用于数控车床与车削中心的可靠性符合性验证、,测定和评定
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
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/T2900.132008电工术语 可信性与服务质量 GB5226.12008 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/T16462.1一2007数控车床和车削中心检验条件第1部分;卧式机床几儿何精度检验 GB/T16462.4一2007数控车床和车削中心检验条件第4部分;线性和回转轴线的定位精度及 重复定位精度检验 GB/T16462.6一2017数控车床和车削中心检验条件第6部分;精加工试件精度检验 GB22997一2008机床安全小规格数控车床与车削中心 GB22998一2008机床安全 大规格数控车床与车削中心 GB/T23567.1一2009 数控机床可靠性评定第1部分;总则 JB/T2322.2一2006卧式车床第2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 于本文件
为了便于使用,以下重复列出了GB/T2900.132008,GB/T6477一2008中的某些术语和 定义
3.1 数控车床 numerieallycontroledturningmachine 主运动为工件相对刀具旋转,切削能是由工件而不是刀具提供的数控机床
注该类数控机床由数字控制装置提供自动功能
[GB/T6477一2008,定义3.1.1] 3.2 failure 失效 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;“alure(失效)"与“awl故障)"的区别在于,失效是一次事件,故障是一种状态
GB/T23567.3一2018 注3:这里定义的“失效”,不适用于仅由软件构成的产品
[[GB/T2900.13一2008,定义191-04-01 3.3 设计故障 designfault 产品设计不当引起的故障
[GB/T2900.132008,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/T2900.132008,定义191-05-1o 3.5 间歇故障 iintermittentfault 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/T2900.13一2008,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 [GB/T2900.132008,定义191-05-22 3.7 故障识别 faultreco0gnition 识别有故障的事件
[GB/T2900.13一2008,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/T2900.13-2008,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/T2900.13一2008,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/T2900.132008,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/T2900.13一2008,定义191-1404 3.12 跟踪统计现场试验 rrackingofstatistiealfieldtest 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
GB;/T23567.3一2018 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
试验要求 5 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
GB/T23567.3一2018 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
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
5.4.6 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/T23567.1一2009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,l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 抽样数量 试验方式 批量产品 新产品 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.
GB;/T23567.3一2018 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 空运转预运行试验 消除早期故障的空运转模拟试验 >24 h 6.1l.2.1 x轴加载试验 模拟x轴进给运动(如车削)加载试验 40h 6.l.2.2 Z轴加载试验 >40h 6.1.2.2 模拟乙轴进给运动(如钻削)加载试验 主轴系统刚度试验 用来分析制造、装配过程可靠性 6.1.2.3 主轴扭矩和功率载试验 >48h 模拟主轴扭矩和功率加载试验 6.1.2.4 典型试件切削试验 验证加工精度符合性 6.1.2.5 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 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JB/T2322.2一2006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、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
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,应在X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
GB/T23567.3一2018 图1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:GB/T16462.6一2017,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GB5226.1一2008,GB22997一2008或GB22998一2008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、刀架装置、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几何精度检验按GB/T16462.l一2007,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按GB/T16462.4一2007,或按企业标准、技术规范的规定
GB;/T23567.3一2018 6.2跟踪统计现场试验 6.2.1 -般应从产品投人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 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.l)
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 机床可靠性现场跟踪试验的数据采集点应至少2个 7.2.1 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 7.2.2 关定义和含义,掌握故阵记录方达,并应向用户提供机床的故阵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IBr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 +、习,+(习小 式中: 可靠性系数 r 评定周期内第台机床的累积工作时间,单位为小时(h). 评定周期内第j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时 样机数量,单位为台
8.1.2可靠性系数人应符合附录B的B.1规定
8.1.3失效数厂,应符合B.2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/T23567.3一2018 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
机床可靠性试验运行记录表 表A.1 盖章) 产品名称 产品型号 出厂编号 制造单位 出厂日期 年 日 日 试验日期 月 时至 年月 时 试验地点 机床运行时间 故障修复时间 记录者 运行日期 班次 故障数 签字 开始 结束 开始 修复 累计运行时间/ 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
GB;/T23567.3一2018 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 出厂日期 制造单位 月 分 故障发现时间 年 时 故障修复时间 月 日 分 年 时 现场工况条件 导 卡 盘口 轴口 丝 杠口 轨口进给系统口 托 板口 架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 刀 冷却系统口 具口 他口 故障现象 故障原因 故障修复措施 填写日期 月 日 试验者(签字) 年 填表人(签字 填写日期 年 月 注，每台产品填写一份表格,表可续页
GB/T23567.3一2018 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:xXxx 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 月 年 日 审核: 年 月 日 年月日 批准 XXXX单位 10
GB;/T23567.3一2018 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 号 样机编号 型 样品等级 样品数量 年 月 生产日期 月日至年 检验日期 试验地点 试验人员 1.GB/T23567.32018数控机床可靠性评定第3部分;数控车床与车削中心 试验依据 2. ××××一×××X ×××××××X 受××公司的委托，于××××年××月××日至××月××日,依据 GB/T23567.3-2018等标准(和课题合同书),对××××数控车床进行了可靠性试验 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××h 单位公章 或试验报告专用章 ××××年××月××日 备注 空白) 11
GB/T23567.3一2018 表A.3(续) 试验报告内容 略 12
GB;/T23567.3一2018 附录B 规范性附录 可靠性系数k和失效数r B.1 可靠性系数k B.1.1可靠性系数k的计算 可靠性系数人的计算按式(B.1)的规定
人=，kk (B.1 式中: 制造系数; k -试验系数; 强化系数
B.1.2可靠性制造系数k B.1.2.1可靠性制造系数k，的计算按式(B.2)的规定
B.2 人，=k尺ka 式中 数控轴线系数， ka 装配系数 k2 装配环境系数
k， B.1.2.2可靠性制造系数k，的选取按表B.1的规定
表B.1可靠性制造系数k， 数控轴线系数 装配系数 装配环境系数 0.95~1.04 0.971.05 0.9ll.20 B.1.3可靠性试验系数k B.1.3.1 的计算按式(B.3)的规定
p B.3 人，=kk2kkk
k， 式中 力载荷系数; k， 扭矩载荷系数; k，心 加载时间系数; k， 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k,的选取按表B.2的规定
13
GB/T23567.3一2018 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 主轴转迷系数 主轴起停系数 换刀频次系数 l.42~1.52 1.171.19 0.97~1.01 0.871.22 0.85~l.02 1.011.09 B.1.4可靠性强化系数k 可靠性强化系数k
设定为4.8
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(B.4)的规定
r，=0.25r,，十0.25r十0.15尸
十0.20r
十0.15r
(B.4 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r 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 0.174~0,.257 0.914~0.181 0.3121.182 0.069一0.26o 0.070~0.244 14
数控机床可靠性评定第3部分：数控车床与车削中心GB/T23567.3-2018
数控机床在现代制造业中具有重要的地位，其可靠性评定一直是一个热门话题。而数控车床与车削中心作为数控机床的重要类型之一，其可靠性评定更是备受关注。GB/T23567.3-2018标准就是专门针对数控车床与车削中心进行可靠性评定的标准之一。
该标准主要包括以下内容：
- 定义了数控车床与车削中心的术语和定义。
- 给出了数控车床与车削中心的可靠性指标，包括平均无故障时间MTBF、平均修复时间MTTR等。
- 详细介绍了数控车床与车削中心的可靠性试验方法和评定方法，包括环境适应性试验、可靠性增长试验、寿命试验等。
对于制造企业而言，根据GB/T23567.3-2018标准进行可靠性评定可以帮助企业提高数控车床与车削中心的品质和可靠性，降低故障率和维修成本。同时也可以提高产品的市场竞争力和用户满意度。
总之，GB/T23567.3-2018标准是针对数控车床与车削中心可靠性评定的权威标准，对于制造企业来说具有重要的指导意义。
