电火花小孔加工机床 精度检验 编制说明

1《电火花小孔加工机床精度检验》编制说明（征求意见稿）2一、工作简况1任务来源本项目根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第三批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》（国标委发〔2023〕58号）进行修订。计划编号：20231267-T-604；项目名称：《电火花小孔加工机床精度检验》；主要起草单位：苏州电加工机床研究所有限公司、北京市电加工研究所有限公司、苏州市宝玛数控设备有限公司、哈尔滨工业大学、首都航天机械有限公司、中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司等。计划应完成时间：16个月。2主要工作过程全国特种加工机床标准化技术委员会（SAC/TC161）于2009年首次制定发布了电火花小孔高速加工机床的国家标准，分别是GB/T23480.1—2009《电火花小孔高速加工机床第1部分：术语和精度检验》和GB/T23480.2—2009《电火花小孔高速加工机床第2部分：参数》。针对当前电火花小孔加工技术发展和机床装备性能质量的提高，以及在某些特殊领域关键零件的电火花小孔加工要求越来越高，对电火花小孔加工机床的精度、质量、性能的评定指标也随之提高，因此TC161组织行业相关单位就电火花小孔加工机床的精度检验标准进行修订，整合2009年版的两个部分，进一步完善标准结构，适应行业对标准的需求。国家标准化管理委员会于2023年12月1日下达《电火花小孔加工机床精度检验》项目计划，由TC161归口并组织标准起草工作。标准研制过程主要分为以下几个阶段：（1）起草阶段首先，TC161面向特种加工机床领域的机床制造企业、科研院所、高等院校、用户及检验检测机构等公开征集标准项目参与单位，组成标准起草工作组，开展标准编制工作，体现国家标准编制的科学性和广泛性。其次，在标准研制初期，标准起草工作组针对电火花小孔加工机床的设计和制造要求、技术性能特点及安全质量等现状，经过大量的研究分析和资料查证工作，确定了标准修订工作方案。此外，在标准编写过程中，工作组成员基于标准申报草案，多次利用线上通讯手段协商讨论，在标准申报草案的基础上反复进行论证修改，几易其稿，并对标准主要技术内容和试验验证关键点进行沟通，在确定数据指标和试验场地后，着手开展技术内容试验验证工作。各标准起草单位根据电火花小孔加工技术发展及装备的设计制造、性能功能等开展技术研究工作，力求达到国家标准在相关方之间的协调一致。在标准修订起草工作的基础上，TC161于2024年5月25日在江苏泰州举行《电火花小孔加工机床精度检验》项目研讨会，召集国家标准起草工作组的相关单位参加，并在会上针对标准技术内容的编写情况、试验验证情况等进行讨论，并就标准中所提要求的依据、术语及定义的准确性、方法的可行性、技术指标的普适性等进行讨论，还对标准起草工作组成员单位在后续标准修改完善过程中的责任进行了明确，对下一步参数指标试验验证进行了分工。同时，标准起草工作组在研讨会的基础上完善了标准草案，于2025年5月30日向TC161秘书处提交了标准征求意见稿及编制说明。（2）征求意见阶段2024年5月31日—7月30日，秘书处将《电火花小孔加工机床精度检验》征求意见稿及编制说明发给标委会全体委员广泛征求意见，同时上传国家标准制修订管理系统面向社会公开征求意见。标委会现有委员99名，还包括3名顾问和13名观察员，因此本次国家标准征求意见共发函3115名专家。截至2024年7月30日，共收到X个回函，其中X个单位、X个专家提出了X条意见和建议，标准起草工作组针对反馈意见进行整理和分析，提出采纳或不采纳的结论（见《电火花小孔加工机床精度检验》国家标准征求意见汇总处理表其中采纳X条、不采纳X条、部分采3主要参加单位、工作组成员及其所做工作本标准由苏州电加工机床研究所有限公司、苏州亚马森机床有限公司、泰州市江洲数控机床制造有限公司、浙江艾格森智能制造有限公司、厦门市标准化与质量品牌协会、苏州市宝玛数控设备有限公司、北京市电加工研究所有限公司、苏州三光科技股份有限公司、东莞台一盈拓科技股份有限公司、苏州中谷实业有限公司、中国石油大学（华东）、哈尔滨工业大学、北京机床所精密机电有限公司、江苏冬庆数控机床有限公司、固安航天兴邦机械制造有限公司共同起草。主要成员：所做工作：二、标准编制原则及主要内容1标准编制原则本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定进行起草。在编写标准时，遵循面向市场、服务产业、自主研制、适时推出、不断完善的原则，力求与产品研发、工艺试验、技术进步、产业发展、应用推广相结合，统筹推进。同时，努力使标准技术内容更加科学、实用，文字表述更加简洁、清楚，充分体现标准的经济合理性和市场适应性，以便于生产企业和用户使用。2标准主要内容本文件规定了一般型式、常规精度的电火花小孔加工机床的型式和参数、几何精度、定位精度和工作精度，以及与上述精度检测相对应的公差值。本文件适用于包含X、Y、Z、W四个直线运动轴的电火花小孔加工机床精度的检测。2.1关于第1章“范围”概括了标准的技术内容，规定了标准的适用范围。2.2关于第2章“规范性引用文件”本文件引用国家标准3项，均在标准正文的技术内容中有所体现。其中，两项术语标准是特种加工机床领域的基础通用标准，另一项GB/T19764《优先数和优先数化整值系列的选用指南》用于机床参数值的选定。2.3关于第3章“术语和定义”本标准的名词术语均在GB/T14896.1《特种加工机床术语第1部分：基本术语》和GB/T14896.2《特种加工机床术语第2部分：电火花加工机床》的界定范围内，无新增术语和定义。2.4关于第4章“型式和参数”本章针对标准涉及的机床型式给出电火花小孔加工机床的示意图，列出了8个机床主要零部件及其名称。此外，在本次标准修订中，整合了GB/T23480.2—2009《电火花小孔高速加工机床第2部分：参数》的机床主要参数名称，删除了参数表，但规定了参数值的选取规则。2.5关于第5章“通则”本章内容对标准所涉及的计量单位、参照标准、机床调平、检测次序、测量仪器、图解、软件4补偿、最小公差、定位精度等进行了说明，便于标准使用各方更好地理解和运用标准。对于计量单位，标准中所有未标注的线性尺寸、偏差和相应的公差单位均用毫米表示，角度单位用度表示，角度偏差及相应的公差单位主要用比率表示，但在某些情况下可用微弧度或角秒表示。对于参照标准，在进行几何精度检测时，可依据参考文献GB/T17421.1—2023《机床检验通则第1部分：在无负荷或准静态条件下机床的几何精度》进行，特别是机床检验前的安装、运动件的预热、计量方法的说明及检验设备的推荐精度。对于机床调平，是本次修订的新增项目，规定了在机床精度检查前，应当先对机床进行水平调整，以满足检测条件。对于检测次序，标准第6-8章所列出的精度检查项目，其顺序并不限定检查的实际次序。为了简化仪器或量具的安装，可以按照任意次序进行精度检测。对于测量仪器，标准第6-8章所列出的测量仪器仅是范例，也可使用具有同样测量范围并且相同或更高精度的其他仪器。对于图解，是本次修订的新增项目，标准第6-8章列出的机床简图可用于实际精度检测时，与项目和检测方法的对照。对于软件补偿，是本次修订的新增项目，标准描述了当内置软件功能可用于补偿几何、定位轮廓和/或热偏差时，根据机床的预期用途，这些软件应在制造商/供应商与用户同意的情况下使用。当使用软件补偿时，还应在检测报告中说明。对于最小公差，在机床几何精度检测时，实测长度与本标准给出长度不同时，公差可通过比例法确定，最小公差值应计到0.005mm。对于定位精度，在进行定位精度检测时，可依据参考文献GB/T17421.2—2023《机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定》进行，特别是在环境条件、机床预热、测量方法及结果的计算和数据处理等部分。当实际检测时发现有其他数控轴时，应由机床供应商/制造商与用户协商一致进行检查。2.6关于第6章“几何精度”本章对电火花小孔加工机床的工作台、直线运动轴和旋转轴等几何精度检测进行了规定，针对13项几何精度检测项目，分别绘制了检测示意图，提出了公差要求，描述了检测所需的测量仪器及所用的检测方法。与GB/T23480.1—2009相比，本次修订不仅增加了主轴（Z轴）运动直线度的检查、主轴头（W轴）运动直线度的检查、导向器安装孔轴线与电极旋转轴轴线之间同轴度的检查等检测项目，还全面提高了几何精度公差要求。2.7关于第7章“定位精度”本章对X、Y、Z、W四个数控轴的定位精度、重复定位精度和反向差值等定位精度检测进行了规定，绘制了检测示意图，针对定位精度的分类项目提出了公差要求，同时描述了检测所需的测量仪器及所用的检测方法。与GB/T23480.1—2009相比，本次修订增加了Z轴、W轴两个数控轴的定位精度检测项目，并全面提高了精度公差要求。2.8关于第8章“工作精度”为确保机床加工出的产品达到预期的加工精度和表面质量，本标准对机床所加工的孔的上下端之间的位置偏差和上下端的直径偏差，以及机床在精加工条件下所加工的孔的间距精度提出了检查要求，并绘制了检测示意图，描述了检测所需的测量仪器及所用的检测方。同时，对工件材料、尺5寸、厚度、硬度和加工孔的孔径和孔深做了统一规定，保证加工条件的一致性。与GB/T23480.1—2009相比，检查项目没有变化，但提高了精度公差要求。2.9关于“附录A”规范性附录“专用检具和检验棒”是本次修订新增的内容，旨在为有关几何精度检测提供辅助检具。专用检具适用于导向器安装孔的检测，检验棒适用于电极旋转轴的检测，不仅规定了制作检具的材料和加工工艺，还分别在A.2和A.3中规定了专用检具和检验棒的结构尺寸。3解决主要问题电火花小孔加工是特种加工领域中一类常用的、重要的放电加工技术，为超硬、超脆、超韧材料的深小孔加工提供了很好的解决方法。作为数控加工装备，电火花小孔加工机床的主机结构、参数、精度及相关控制系统和加工工艺，对装备的研发生产、加工效率及最终的工件质量具有重大影响。电火花小孔加工机床的本体主要由床身、工作台、直线运动轴、旋转轴等部件组成，每个部件在制造装配过程中都离不开精度，精度是机床的基础，高精度能保证机床的工作效率和质量。提出对电火花小孔加工机床的精度检验标准进行修订，能够在统一机床生产过程、提升装备制造水平方面得到巩固，有助于保证机床各运动部件的稳定，使得标准成为机床出厂、销售以及用户验收、使用的专业型规范化文件，为我国工业母机发展和装备制造国产化应用提供标准技术支撑。本标准对电火花小孔加工的几何精度、定位精度及工作精度作了统一规定，不仅有利于机床生产厂家的标准化生产、调试和检测流程，不断提高产品质量、控制生产成本，而且有利于客户的选型，把低劣产品拒之门外，持续有效地保证行业的良性、有序发展，为高端装备研发和生产制造提供技术标准基础，还能够指导电火花小孔加工工程技术人员进行机床的设计、制造、装配和检测。三、试验验证情况在编写本标准时，起草工作组有关单位根据自主研制的电火花小孔加工机床进行了标准所规定的各项精度检查，相关精度检测项目的要求及实测值见下表，所得数据验证了本标准所规定的项目具有科学性、参数指标具有先进性、检测方法具有实操性。检测项目实测值G1：工作台台面平面度的检查G2：工作台面与a）X轴运动；b）Y轴运动之间平行度的检查G3：X轴运动直线度的检查：a)面内任意300测量长度上为0.025G4：Y轴运动直线度的检查：a）面内任意300测量长度上为0.025G5：X轴运动与Y轴运动之间垂直度的检查G6：主轴（Z轴）运动直线度的平面内任意200测量长度上为0.0256G7：主轴（Z轴）垂直运动与a）X轴运动；b）Y轴运动之间垂直度的检查G8：主轴头（W轴）运动直线度任意200测量长度上为0.025G9：主轴头（W轴）垂直运动与a）X轴运动；b）Y轴运动之间垂直度的检查G10：导向器安装孔轴线与W轴运动之间平行度的检查：a）在G11：旋转轴的轴端处轴线径向跳动的检查0.040G12：旋转轴的轴线与Z轴运动之间平行度的检查：a）在XZ平G13：导向器安装孔轴线与电极旋转轴轴线之间同轴度的检查0.060P1：数控X轴运动的定位精度、重复定位精度和定位反向差值的检查双向定位精度0.025（长度单向重复定位精度0.012（长度轴的反向差值0.020（长度（测量长度（测量长度（测量长度P2：数控Y轴运动的定位精度、重复定位精度和定位反向差值的检查双向定位精度0.025（长度单向重复定位精度0.012（长度轴的反向差值0.020（长度（测量长度（测量长度（测量长度重复定位精度和定位反向差值的检查双向定位精度0.025（长度单向重复定位精度0.012（长度轴的反向差值0.020（长度（测量长度（测量长度（测量长度P4：数控Z轴运动的定位精度、重复定位精度和定位反向差值的检查双向定位精度0.030（长度单向重复定位精度0.012（长度轴的反向差值0.020（长度（测量长度（测量长度（测量长度M1：加工孔a）上、下端之间的的检查M2：精加工孔的间距精度的检7查四、涉及专利问题的说明本标准不涉及有关专利等知识产权问题。本标准的发布机构不承担识别专利的责任。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用情况电火花小孔加工是特种加工领域中一类常用的、重要的放电加工技术，为超硬、超脆、超韧材料的深小孔加工提供了很好的解决方法。作为数控加工装备，电火花小孔加工机床的主机结构、参数、精度及相关控制系统和加工工艺，对装备的研发生产、加工效率及最终的工件质量具有重大影响。随着新材料的不断应用以及工艺的持续改进，众多领域对深小孔的加工需求越来越多，要求也越来越高，进而对电火花小孔加工技术及装备的能力也提出了更高的要求，尤其在航空航天、军工等特殊材料的关键零件的群孔、深小孔加工制造方面的需求和要求更加突出。20世纪80年代初，国外开始研究电火花小孔加工技术，日本三菱电机公司、英国Winbro公司相继推出机床产品，开发了数控电火花小孔加工机床。本项目牵头单位苏州电加工机床研究所在1989年与苏联ENIMS研究院进行合作研发，于90年代初推出了电火花小孔加工机床，目前已具备七轴电火花小孔加工机床的自主研发和制造能力。据不完全统计，我国的电火花小孔加工机床年销售量约1500台，市场保有量达到数万台。在标准方面，国外没有电火花小孔加工机床的产品标准。我国在2009年首次制定发布了电火花小孔加工机床的国家标准，分为参数和精度检验两个部分。当前电火花小孔加工特别是特殊关键零件的电火花小孔加工要求越来越高，对机床的精度、质量、性能的评定指标也应随之提高，故提出标准修订计划，同时整合2009年版的两个部分，进一步完善标准结构，以适应行业对标准的需求。电火花小孔加工机床的本体主要由床身、工作台、直线运动轴、旋转轴等部件组成，每个部件在制造装配过程中都离不开精度，精度是机床的基础，高精度能保证机床的工作效率和质量。因此，本标准项目针对电火花小孔加工机床的几何精度、定位精度及工作精度等提出了检测公差要求，旨在统一机床的生产过程，提升制造水平，有助于保证机床各运动部件的稳定