五轴数控成形磨床规范指引

T/ZZB0652—2018

五轴数控成形磨床

1范围

本标准规定了五轴数控成形磨床的术语和定义、结构形式、基本要求、技术要求、试验方法、检验

规则、标志、包装、贮存和运输、质量承诺。

本标准适用于磨削工件直径Φ0.03mm-Φ25mm、长度≤250mm的五轴数控成形磨床（以下简称“磨

床”）。

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/T191—2008包装储运图示标注

GB5226.1—2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件

GB/T6477—2008金属切削机床术语

GB/T6576—2002机床润滑系统（ISO5170:1977,MOD）

GB15760—2004金属切削机床安全防护通用技术条件

GB/T17421.1—1998机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度

GB/T17421.2—2016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认

GB/T17421.5—2015机床检验通则第5部分：噪声发射的确定

GB/T23571—2004金属切削机床随机技术文件的编制

JB/T8356—2016机床包装技术条件

JB/T10790.2—2007数控强力成型磨床第2部分：精度检验

JB/T10790.3—2007数控强力成型磨床第3部分：技术条件

3术语和定义

GB/T6477—2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

五轴数控成形磨床5-axisCNCcylindricalgrindingmachine

四根直线轴和一根分度回转轴共同组成五轴，并且能够实现五轴插补联动，用于棒料成形磨削的数

控磨床。

4结构形式与坐标

1

T/ZZB0652—2018

数控五轴成形磨床的结构形式，X轴——粗磨磨头直线移动轴，V轴——精磨磨头直线移动轴，Z轴

——工件下方直线移动轴，Y轴——工件上方直线移动轴/定位在Z轴上，C轴——工件回转轴/定位于Y

轴滑台上，在数控系统的控制下，可以实现五轴联动。三轴机械手的运动轴为X1/Y1/Z1，参见图1。

图1结构形式

5基本要求

5.1设计

5.1.13D仿真的加工模拟软件研发能力。

5.1.2采用模块化设计。

5.1.3具备云端控制、检测、诊断能力。

5.2材料

5.2.1底座采用计量级花岗岩。

5.2.2V型托架选用细颗粒硬质合金和金属陶瓷等效的材料。

5.3工艺装配

5.3.1线轨面、粗精磨固定座结合面等重要配合面采用点检方式记录动态数据，重要配合面精密铲刮，

接触面达到85%。

5.3.2直线轴滑台、粗精磨磨头筒等重要零件需在铸造后、粗加工后以及精加工前分别进行时效处理。

5.3.3直线轴滑台、粗精磨磨头筒等重要零件在恒温，恒湿及无尘装配场所进行组装检测。

2

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5.3.4应具备高精密级卧式加工中心、高精密级斜进给外圆磨床等生产装备。

5.4检测能力

5.4.1企业应配备刀具测量仪、激光干涉仪、三坐标测量仪、激光测径仪、噪声测量仪、振动测量仪、

表面粗糙度检测仪等检测设备。

5.4.2企业应具备机床加工工件最终的工作精度、表面质量精度、直径精度、和径向跳动精度、机床

直线运动几何精度和旋转分度精度、重要零件的尺寸及位置精度、运行过程的噪声及振动等检测能力。

5.5能耗及环保

5.5.1磨床照明系统采用LED灯，采用集中润滑系统，定时向润滑部位供油；采用无毒无害环保油漆，

包装材料采用绿色环保材料。

5.5.2全封闭式外罩，将油雾封闭在封闭腔内；经油雾处理后抽出。

6技术要求

6.1附件及工具

6.1.1磨床应配备能保证基本性能的附件和工具，详见表1。

6.1.2根据用户要求，按协议（或合同）的规定提供特殊附件。

表1附件及工具

名称数量

精磨砂轮1件

粗磨砂轮1件

弹簧夹头1件或1套

调整垫铁1套

V型托架1套

自动上下料手指1套

精磨砂轮修整单元1套

专用调整工具1套

注：主轴无锥孔、无尾座的机床不提供顶尖，扩大机床使用性能的特殊附件，根据用户需要按协议提供。

6.2外观

6.2.1磨床的外露加工表面不应有磕碰、划伤和锈蚀。

6.2.2磨床的防护罩应平整，不应有翘曲、凹陷等缺陷。

6.2.3磨床非机械加工的金属外表面应涂漆，并且应均匀，不得有流痕，同批产品应无色差。

6.3安全防护

6.3.1磨床各外露部分不应有可能导致人员伤害的尖棱、尖角、突出部分或开口。

6.3.2磨床的导轨及滚动丝杆部位应有安全防护装置。

6.3.3磨床突然断电或断气时，夹具应处于夹紧状态。

6.3.4磨床应配备锁止功能，在高速运转中，防护门应无法打开。

3

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6.4噪声

空运转时不应有尖叫声和不规则的冲击声，整机噪声声压级不应超过75dB(A)。

6.5产品性能

6.5.1温升性能

砂轮主轴应在无负荷状态下进行空运转试验，从最低速度起依次运转至最高线速度或设计规定的最

高速度，在最高速度时的运转时间不少于1h，使砂轮架主轴轴承达到稳定温度，在主轴轴承的外壳处

测量温度和温升，温度不应超过65℃，温升不应超过35℃。

6.5.2整机连续空运转性能

磨床在全部功能下模拟工作状态作不磨削连续空运转试验，包括机床自动循环的所有功能和全部工

作范围，各次自动循环之间休止时间不应超过1min。连续空运转48h，机床运转应正常、平稳、可靠，

不应发生故障。

6.5.3负荷性能

磨床承载最大重量工件运转试验时，五轴联动加工应运行平稳。

6.5.4直线坐标最小设定单位

最小设定单位相对误差应不大于25%。

6.5.5主运动和进给运动

按照7.5.3规定的方法进行试验，机床应运转平稳。

6.6精度要求

6.6.1磨床几何精度见附录A。

6.6.2磨床位置精度见附录B。

6.6.3磨床工作精度见附录C。

6.7电气安全

6.7.1电气设备和所有外露可导电部分应连接到保护接地电路上，无论什么原因拆移部件时，不应使

余留部件的保护接地电路连续性中断。

6.7.2在动力电路导线和保护电路之间施加500Vd.c时测得的绝缘电阻不应小于1MΩ。

6.7.3电气设备的所有动力电力导线和保护联接电路之间应经受至少1s时间，50Hz、1000V的耐压

试验，应无击穿放电现象。

6.7.4其他机床电气安全应符合GB5226.1—2008的要求。

6.8气动系统

气动系统的连接应规范、可靠，确保0.6MPa无泄露，具有欠压报警功能。

6.9切削冷却系统

切削冷却系统压力加至0.6MPa时确保磨削油无渗漏，磨削油能正常回流到水箱内，磨削油喷嘴位

置牢固可靠。

4

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6.10润滑系统

润滑系统工作压力0.4MPa，通过定量分配器定量分配到各润滑点的润滑油应均匀有效供给。

7试验方法

7.1附件和工具检查

对照附件清单，检查随机附件和工具的完整性。

7.2外观检验

外观质量验证：

a)色差，在600Lux±200Lux的正常光线下，距离400mm～500mm，多角度目测；

b)表面平整度，目测及触检进行；

c)缝隙，目测结合塞尺进行。

7.3安全防护检验

7.3.1机床的外露部分、导轨及滚动丝杠的防护装置和夹具的情况，通过目视和触检进行检验。

7.3.2在高速运转中磨床的锁止功能，通过手拉防护门检验。

7.4噪声试验

按GB/T17421.5—2015的规定。

7.5产品性能试验

7.5.1温升试验

按JB/T10790.3—2007的7.1规定的方法进行试验。

7.5.2整机连续空运转试验

按照JB/T10790.3—2007的7.5规定的方法进行试验。

7.5.3负荷试验

按照JB/T10790.2—2007的第8章的规定进行试验。

7.5.4直线坐标最小设定单位试验

按照JB/T10790.3—2007中第9章的规定进行试验。

7.5.5主运动和进给运动的检验

按JB/T10790.3—2007的7.2规定的方法进行检验。

7.6精度要求

7.6.1磨床几何精度按附录A检验。

7.6.2磨床位置精度按附录B检验。

7.6.3磨床工作精度按附录C检验。

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7.7电气安全

分别按GB5226.1—2008中规定的保护接地电路连续性试验、绝缘电阻试验、耐压试验进行。

7.8气动系统

气压加至0.6MPa时，检查磨床系统显示气压数据是否稳定，当气压不足0.4MPa时，观察磨床是否停

止工作，指示灯变红并蜂鸣报警，在系统界面提示“气压不足”。

7.9切削冷却系统

按GB15760—2004中5.11规定方法进行检验。

7.10润滑系统

按GB/T6576—2002的规定进行检验。

8检验规则

8.1检验分类

检验分为出厂检验和型式检验，检验项目见表2。

8.2出厂检验

每台产品按表2项目进行出厂检验，出厂检验项目全部合格后，附合格证方可入库或出厂。

8.3型式检验

8.3.1有下列情形的，应进行型式试验：

a)新产品投产；

b)材料或生产工艺有较大的改动；

c)根据供需双方合同有要求的；

d)产品停产1年以上后恢复生产时；

e)国家质量监督机构提出型式检验要求。

8.3.2型式检验项目见表2，检验样品数量为1台套，全部的项目合格为型式检验合格。

表2产品检验项目分类

检验分类

序号检验项目名称技术要求检验方法备注

型式检验出厂检验

1附件及工具√6.17.1

2外观√6.27.2

3安全防护√6.37.3

4噪声-6.47.4

√

温升-6.5.17.5.1

空运转试验√6.5.27.5.2

5产品性能

负荷试验-6.5.37.5.3

最小设定单位试验√6.5.47.5.4

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T/ZZB0652—2018

表2（续）

检验分类

序号检验项目名称技术要求检验方法备注

型式检验出厂检验

5产品性能主运动和进给运动√6.5.57.5.5

几何精度√6.6.17.6.1

6精度检测位置精度√6.6.27.6.2

工作精度√6.6.37.6.3

√

7电气安全√6.77.7

8气动系统√6.87.8

9切削冷却系统√6.97.9

10润滑系统√6.107.10

9标志、包装、运输、贮存

9.1标志

应在产品明显部位标明以下内容：

a)产品名称；

b)型号规格；

c)主要参数；

d)出厂日期或出厂编号；

e)厂名、厂址。

9.2包装

9.2.1包装应符合JB/T8356的规定，保证在正常储运条件下不损坏。

9.2.2包装储运图示标志应符合GB/T191的规定。

9.2.3包装箱内应有下列文件：

a)产品合格证；

b)装箱清单；

c)产品使用说明，产品说明书的编写应符合GB/T23571—2004的规定。

9.2.4磨床在包装前应进行防锈处理，防锈期从防锈封存之日起，不应低于一年，防锈应可靠，并应

符合下列规定：

a)暴露在空气中的精加工面应做防锈处理；

b)有锈磨床及附件不得进行封存防锈；

c)磨床封存防锈时，凡需防锈部位，必须清洗干净，经检查无可见锈蚀、脏污、油污、手汗等，

立即进行防锈；

d)用防锈油、防锈脂防锈时，油膜应均匀、连续、不得有气泡和漏涂现象，油膜厚度不大于1mm，

采用冷涂软膜防锈脂的主要部位（如：导轨面，工作台等）须贴上防锈纸或中性蜡纸，贴封应

紧密、整齐、不得反贴。

9.3贮存

贮存应选择通风、干燥、无腐蚀性气体的仓库，放置于平整的地面，防止变形和锈蚀。

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9.4运输

应采取安全可靠的运输方式。

10质量承诺

10.1在正常使用条件下，自用户验收之日起，整机质保18个月。

10.2建立完善的信息反馈平台，针对产品质量和安全等问题的咨询应做到1小时反馈，国内48小时

到达现场。

10.3配备售后服务队伍，为用户提供免费的操作及编程培训，能够及时处理用户磨床应用过程中出现

的问题

A

8

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BA

附录A

（规范性附录）

产品几何精度检验项目及检验方法

产品几何精度检验项目及检验方法。

检测项目G1

粗磨电主轴端部：

a)定心轴内定位孔的径向跳动；

b)主轴端面跳动。

简图

X

（a）

Z

（b）

公差

a)0.005

b)0.005

检验工具

指示器

检验方法（参照GB/T17421.1—1998的有关条文）5.6.1.2.3

固定指示器

表头放在主轴内定位孔处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计；

表头放在主轴端面靠近边缘处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计。

9

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检测项目G2

精磨电主轴端部：

a)定心轴内定位孔的径向跳动；

b)主轴端面跳动。

简图

X

(a）

Z

（b）

公差

a)0.005

b)0.005

检验工具

指示器

检验方法（参照GB/T17421.1—1998的有关条文）5.6.1.2.3

固定指示器

表头放在主轴内定位孔处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计；

表头放在主轴端面靠近边缘处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计。

10

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检测项目G3

主轴孔的径向跳动

测头直接触及：

a）锥孔面的径向跳动。

简图

a）

公差

a)0.008

检验工具

指示器

检验方法（参照GB/T17421.1—1998的有关条文）5.6.1.2.3

表头放在主轴锥孔面处，转动主轴进行检测，偏差以指示器读数的最大代数差值计。

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检测项目G4

C轴主轴轴线的径向跳动

使用检验棒检验：

a）靠近主轴端面；

b）距主轴端面100mm处。

简图

b）a）

公差

在100测量长度上或全行程上（全行程≤100时）

a)0.005

b)0.008

检验工具

指示器和检验棒

检验方法（参照GB/T17421.1—1998的有关条文）5.6.1.2.3

对于检验时将主轴缓慢旋转，在每个检验位置至少转动两转进行检验。

拔出检验棒，使其相对主轴旋转90°重新插入，至少重复检验4次，偏差以测量结果

的平均值计。

测量时，应减少切向力对测头的影响。

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检测项目G5

C轴轴线与粗磨轴线的等高度

简图

C轴粗磨主轴

公差

0.08

检验工具

指示器、工件检验棒、磨头检验棒

检验方法（参照GB/T17421.1—1998的有关条文）5.4.3.2.1；5.4.3.2.2

在砂轮架的主轴定心锥面上装一磨头检验棒，在头架主轴锥孔中插入一直径相等的工件

检验棒。在工作台上的平面上放一指示器。移动指示器，使其测头分别触及两个圆柱面上母

线的中点检验，且C轴轴线略高于粗磨主轴轴线。

误差以指示器两次读数的差计。

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检测项目G6

C轴轴线与精磨轴线的等高度

简图

C轴精磨主轴

公差

0.05

检验工具

指示器、工件检验棒、磨头检验棒

检验方法（参照GB/T17421.1—1998的有关条文）5.4.3.2.1；5.4.3.2.2

在砂轮架的主轴定心锥面上装一磨头检验棒，在头架主轴锥孔中插入一直径相等的工件

检验棒。在工作台上的平面上放一指示器。移动指示器，使其测头分别触及两个圆柱面上母

线的中点检验，且C轴轴线略高于精磨主轴轴线。

误差以指示器两次读数的差计。

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检测项目G7

精磨主轴端面与V轴的平行度

简图

公差

0.008

检测工具

指示器

检测方法

指示器垂直于法兰面，然后移动V轴进行检验，在行程30mm以内，偏差以指示器读数的

最大差计。

15

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检测项目G8

X轴与Y轴的垂直度

简图

Y

X

公差

0.008

检测工具

指示器和专用角尺

检测方法

在X轴平面上放专用角尺，使其一边与工作台移动方向平行。在Y轴平面上固定指示器，

使其测头触及专用角尺的另一边。移动X轴，在全程上检验。

误差以指示器读数最大差值计。

16

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检测项目G9

V轴与Y轴的垂直度

简图

Y

V

公差

0.008

检测工具

指示器和专用角尺

检测方法

在V轴平面上放专用角尺，使其一边与工作台移动方向平行。在Y轴平面上固定指示器，

使其测头触及专用角尺的另一边。移动V轴，在全程上检验。

误差以指示器读数最大差值计。

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T/ZZB0652—2018

检测项目G10

Z轴与Y轴的平行度

上平面

简图

Y

Z

公差

≤0.01

检测工具

指示器和专用角尺

检测方法

在Y轴平面上放专用角尺，使其一边与工作台移动方向平行。在任意处固定指示器，使

其测头触及专用角尺的上平面。移动Y轴，在全程上检验。

保持Y轴不动，移动Z轴，在全程上检验。

误差以指示器读数两次测量值的差计。

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T/ZZB0652—2018

检测项目G11

头架主轴锥孔轴线对工作台X向移动的平行度

简图

公差

0.008

检测工具

指示器

检测方法

指示器垂直于头架主轴端面，表座固定在X轴工作台上，然后移动X轴进行检验，在行程30mm

以内，偏差以指示器读数的最大差计。

CB

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DC

附录B

（规范性附录）

产品位置精度检验项目及检验方法

B.1线性轴的位置精度

线性轴的位置精度见表B.1。

表B.1行程至300mm的线性轴的位置精度公差

单位为毫米

检验项目行程≤300

双向定位精度A0.001

单向重复定位精度R↑R↓0.002

反向差值B0.0001

单向系统定位偏差E↑E↓0.0009

B.2回转轴线的位置精度

回转轴线的位置精度见表B.2。

表B.2行程至360°回转轴线的位置公差

检验项目允差（″）

双向定位精度A25″

单项重复定位精度R↑R↓10″

反向差值B10″

单项系统定位偏差E↑E↓15″

B.3检验方法

按GB/T17421.2的规定执行。

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