JB／T 13812-2020  加工中心性能试验方法

5.2.1编程转速值应符合GB/T321一2005基本系列的R20数列，至少为10个，且应包含主轴的最低、 中速和最高转速。 5.2.2用转速表或其他测量仪器，测量各编程转速下主轴正、反转的实际转速。 5.2.3所有测试均应在主轴匀速的状态下测取读数，应避开启动/停止时的加速/减速状态，并设定主轴 转速倍率为100%。 5.2.4若读取瞬时转速，应测取五个读数并以平均值计。 5.2.5主轴转速的偏差按公式（1）计算。

.2.6试验结果按表2

表2主轴转速偏差试验结果记录

5.3进给轴的进给运动试验

测试前民用航空标准，被测量轴用中速往复运动30min，其他进给轴位于行程的中间位置

5.3.2进给轴的进给速度偏差

5.3.2.1线性进给轴用激光干涉仪或其他检验仪器检验，编程进给速度值应符合GB/T321一2005基本 系列的R20数列，至少为10个，且应包含切削进给速度的低速、中速、高速和快速。测量正向进给和 负向进给的实际进给速度。 5.3.2.2回转进给轴用激光干涉仪或其他检验仪器检验，试验编程速度为切削进给速度的中速、高速 和快速，测量正向进给和负向进给的实际进给速度。 5.3.2.3若读取瞬时进给速度，应测取五个读数并以平均值计，但不应读取返向位置的进给速度。 5.3.2.4编程距离应足够长，以便能让进给轴充分加速。 5.3.2.5进给速度的偏差按公式（2）计算。

5.3.2.6试验结果按表3和表4记录。

表3线性轴进给速度试验结果记录

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表4回转进给轴速度试验结果记录

5.3.3进给轴的加速屏

5.3.3进给轴的加速度

5.3.3.1进给轴执行快速移动指令，用激光干涉仪或其他检验仪器测量正向和负向运动时的加速度， 以加速度曲线的最大值计。 5.3.3.2若加速度曲线中有幅值较大的高频波动，应调整测试的采样频率或对加速度曲线数据进行滤 波处理。 5.3.3.3编程距离应足够长，以保证进给轴充分加速。

5.3.4直线运动不均匀性试验

5.3.4.3试验结果按表5记录

表5直线运动不均匀性试验结果记录

5.4圆弧插补精度试验

5.4.3试验结果记录见表6。

表6圆弧插补精度试验结果记录

JB/T138122020

JB/T138122020

5.5.1机床空运转功率试验

5.5.1.1在机床的总电源进线端子处接入三相功率表。试验时应使用延长线，使功率表远离机床电器 件（一般延长至电柜外），避免高频干扰。 5.5.1.2机床主轴以最高转速、各进给轴以1/3的快速运转，测量机床的功率，测量时间不少于2min。 5.5.1.3主轴应可靠旋转。机床运行稳定后，测取五个读数并以平均值计。

5.5.2主轴空运转功率试验

5.5.2.1机床中速空运行10min后，主轴依次从低到高转速进行空运转，转速值应符合GB/T321一2005 基本系列的R20数列，各进给轴应处于静止状态。 5.5.2.2在主轴空运转情况下，测量各个主轴转速下主电动机的三相交流电源进线端子的电网输入功 率，每个转速测量时间为2min，取稳定数值。计算主轴不同转速下的机床功率值和传动效率（空额 比值）。 5.5.2.3试验结果按表7记录。

5.5.2.3试验结果按表7记录。

表7主轴空运转功率试验结果记录

5.6主轴空运转振动试验

5.6.1.1试验前主轴分别以低速、中速及高速各运转5min、30min、5min 5.6.1.2试验时，各进给轴不做任何进给运动，线性进给轴位于行程的中间位置，回转进给轴位于起 始位置。 5.6.1.3主轴转速值应符合GB/T321一2005基本系列的R20数列，最少为10个，且应包含主轴的低 速、中速和高速。

5.6.2绝对振动试验

6.2.1将单向或三向加速度计固定在主轴法兰的前端和工作台面的中心处，必要时也可在其他 安装加速度计。 6.2.2试验仪器配置示例如图1所示。

图1绝对振动试验仪器配置示意图

5.6.2.3测量从主轴静止开始，依次为正、反向运转的最低转速、中间转速、最高转速，测量各转速

5.7.1测量噪声时，应有足够的空间使测量表面可以包络被测机床，并应避免机床噪声受周围物体反 射的影响。机床与墙壁、周围其他可反射噪声的障碍物之间的距离一般应大于2m。 5.7.2测试前机床应中速空运转30min。 5.7.3测量位置、声传感器的位置等应符合GB/T17421.5一2015的规定。 5.7.4试验仪器配置示例如图3所示

图3噪声试验仪器配置示意图

5.7.5测量主轴以10个转速进行正反转、各进给轴以中等进给速度运转时的机床的噪声声压级，主轴 转速值应符合GB/T321一2005基本系列的R20数列，且应包含主轴的最低速、中速和最高速。 5.7.6在机床噪声测量前，应测量背景噪声，测量位置、方法等与机床噪声的测量相同。 5.7.7记录时应注明声音情况（如有无杂声、冲击声等特征）。 5.7.8测量时要将声传感器置于测点，并水平面向噪声源，必要时可以左右旋转一定角度以测量最大 噪声。 5.7.9测量时间应不少于30s，测量数值以稳定读数为准。 5.7.10测量时，一般采用A计权，单位为分贝［dB（A)]。 5.7.11测量噪声时，应按表10记录测量仪器、条件、测点位置等相关信息

表10空运转声压级噪声试验结果记录

5.7.12应进行噪声频谱分析。

5.7.12应进行噪声频谱分析。

5.8主轴回转精度试验

5.8.1试验前主轴以中速空运转30min。

5.8.2测试时，各进给轴处于停止状态。 5.8.3试验前在主轴上安装精密测量球，测量球的径向跳动在0.01mm以内。 5.8.4在机床的工作台面上固定3个非接触式位移传感器，并按以下要求布置： a）3个非接触式位移传感器分别位于机床的X向、Y向和Z向： b）X向和Y向的非接触式位移传感器应在同一垂直（测量卧式加工中心）或同一水平（测量立式 加工中心）截面内； c）X向和Y向的非接触式位移传感器距主轴前端面的距离为50mm~90mm。 5.8.5试验仪器配置示例如图4所示，

图4主轴回转精度试验仪器配置示意图

5.8.6主轴以低速、中速分别空运转5min后，检查测量球的偏心情况，若有变化则再进行偏心调整。 5.8.7主轴转速从低速开始，进行10个转速的正、反转测量，主轴转速值应符合GB/T321一2005 基本系列的R20数列，且应包含主轴的最低速、中速和最高速；每个转速应持续足够长时间以便进行 测试。 5.8.8测量结果以主轴的平均径向跳动误差和平均轴向窜动误差计。 5.8.9应按表11记录试验结果

表11主轴回转误差试验结果记录

6.1静刚度试验是施力于模拟刀具和模拟工件之间，测量工作台相对于刀具沿各方向所产生的位移量。 6.2在主轴上安装检具（模拟刀具）并紧固，在工作台上固定加载装置（模拟工件），加载点位置为距 主轴端面100mm±10mm处，支承指示器（或非接触式位移传感器）的表座与测力器的支承座在工作台 上应分开放置固定。 6.3锁紧主轴和各进给轴，分别沿机床的X、Y、Z三个方向进行加载，并用指示器（或非接触式位移 传感器）测量工作台相对于模拟刀具的位移5x、y、Sz，指示器（或非接触式位移传感器）读数增加时 记为正，减少时记为负。 6.4测量3x、6时，X向和Y向的施力点应与指示器测头位于同一垂直（测量卧式加工中心）或同一 水平（测量立式加工中心）截面内，并通过主轴轴线；测量3z时，指示器触及（非接触式位移传感器 靠近）主轴端面靠近边缘处，其施力点位于检具（模拟刀具）端面的中心处。

表12静刚度试验结果记录

7.1用正弦绝对激振、脉冲激振方法做主轴绝对激振试验。 7.2试验前机床主轴中速空运转30min。 7.3机床各运动部件不做任何进给或旋转运动。 7.4各线性进给轴位于全行程的中间位置，回转轴位于起始位置。 7.5在主轴上安装$40mm～90mm的短刀杆，主轴锁紧，加速度计固定在刀杆上。 7.6激振时，在距离主轴端部40mm处对短刀杆激振，激振点和测振点应尽量靠近，且激振方向和测 振方向相反。 7.7正弦绝对激振测试仪器配置示例如图5所示，

图5正弦绝对激振测试仪器配置示意图

7.8脉冲激振测试仪器配置示例如图6所示，以下两种试验任选其一； a）试验一：在模拟刀具和模拟工件之间不加力，对主轴激振； b）试验二：在模拟刀具和模拟工件之间施加25%最大轴向力的静态力，对主轴激振。

7.8脉冲激振测试仪器配置示例如图6所示

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图6脉冲激振测试仪器配置示意图

.9通过试验结果计算动柔度的幅频 有关数据，根据这些曲线和数据求 出机床主轴的动态参数一动柔度、 主轴的动态特性。

8.1主轴温升试验（带冷却）

8.1.1试验前16h内机床无任何运转和操作。 8.1.2机床若有冷却功能，应启用冷却功能。 8.1.3主轴依次进行包括低、中、高速的10个转速运转试验，各个转速的运转时间不应小于2min。 8.1.4主轴在最高转速下至少连续运行1h，每隔10min，在靠近主轴轴承处测量前、后轴承的温度和 环境温度。 8.1.5若主轴轴承的温度每小时上升幅度不超过5℃，则主轴轴承已达到稳定温度，停止主轴运转。 8.1.6试验结果见表13

表13主轴高速温升试验结果记录

3.2.1.1机床及附属装置应处于动力接通状态，轴线处于“保持”位置，主轴不旋转。 8.2.1.2试验方法应符合GB/T17421.32009中5.2的规定。本标准图7和图8给出了典型的安装方法。

3.2.1.1机床及附属装置应处于动力接通状态，轴线处于“保持”位置，主轴不旋转，

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图7立式加工中心主轴热位移测点分布示意图

图8卧式加工中心主轴热位移测点分布示意图

加工中心主轴热位移测点

表14ETVE检验结果的表示

表14ETVE检验结果的表示（续）

8.2.2主轴热变形试验

表15主轴热变形试验结果

8.2.3线性进给轴热变形试验（带冷却】

2.3.1线性进给轴依次进行包括低、中、快速的10个进给速度的进给试验，各个进给速度的运 I不少于2min。 2.3.2检验应符合GB/T17421.3一2009中7.2的规定。本标准图9给出了立式加工中心典型白 法

图9立式加工中心进给轴热位移测点分布示意

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8.3线性进给轴热漂移试验

8.3.1.1试验某一轴线时，其他运动部件原则上位于行程的中间位置。机床若有冷却功能和热误差补 偿功能，应启用冷却功能和在热误差补偿条件下进行。 8.3.1.2按机床编制程序使运动部件移动到目标位置1和目标位置2，并在各目标位置停留5s，目标 位置1和目标位置2接近行程的两端，如图10所示。

注：——起点；0—测量点。

—起点：O—测量点。

图10线性轴引起的热漂移的测量流程

8.3.1.3移动速度为快速移动速度的50%。 B.3.1.4每隔5min，用激光干涉仪测量目标位置1和目标位置2的位置偏差，同时用红外温度计或热 成像仪分别测量丝杠轴承、丝杠螺母及环境的温度，丝杠轴承的温度在接近轴承的附近位置测量。 B.3.1.5试验过程应持续4h，当最后60min的变形量小于最初60min内最大变形量的15%时，可以 停止试验。

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表16丝杠热漂移试验结果记录

9.1最大承载重量试验

9.1.1采用与设计规定的工作台最大承载重量相当的重物置于工作台面上并可靠固定，使其载荷均匀。 9.1.2分别以最低、最高和快速进给速度使工作台运转。用最低进给速度运转时，一般应在接近行程 的两端和中间往复进行，每次移动距离不应少于20mm；用最高进给速度和快速运转时，均应在接近 全行程上进行，分别往复5次和10次。回转工作台至少应进行10次回转。 9.1.3工件夹持托板应做工作台最大承载重量的交换试验，交换次数不少于5次。 9.1.4观察并记录机床运动部件的运动情况。 9.1.5试验结果按表17记录。

表17最大承载重量试验结果记录

9.2主传动系统最大转矩试验（电主轴除外）

.2.1试件材料为HT200灰铸铁；切削刀具为面铣刀或硬质合金镗刀。 2.2在机床主轴恒转矩转速范围内，选择一适当的主轴转速，采用铣削或镗削方式进行试验， 给速度或切削深度，使机床主传动系统达到设计规定的最大转矩。 2.3主轴转矩按公式（3）计算。

式中： T一转矩，单位为牛米（N·m）： P一一切削时电动机的输入功率（电网输给电动机的功率），单位为于瓦（kW)； Po 一 电动机装有工件时的空运转功率（电网输给电动机的功率），单位为千瓦（kW)； 主轴转速，单位为转每分（r/min）。 2.4试验时，观察并记录机床各部分的工作情况。 2.5试验结果按表18记录。

表18主传动系统最大转矩试验结果记录

9.3主传动系统最大功率试验（电主轴除外

防水标准规范范本9.3主传动系统最大功率试验（电主轴除外）

9.3.1试件材料为45钢；切削刀具为面铣刀。 9.3.2在机床主轴恒功率转速范围内，选择一适当的主轴转速，采用铣削方式进行试验，改变进给速 度或切削深度，使机床达到主电动机的额定功率或设计规定的最大功率。 9.3.3试验时，观察并记录机床各部分的工作情况。 9.3.4试验结果按表19记录。

表19主传动系统最大功率试验结果记录

9.4最大切削抗力试验（电主轴除外）

9.4最大切削抗力试验（电主轴除外）

9.4.1试件材料为HT200灰铸铁；切削刀具为面铣刀或高速钢麻花钻头。 9.4.2在机床主轴恒转矩转速范围内，选择一适当的主轴转速，分别采用铣削或钻削方式进行试验 改变进给速度或切削深度，使机床达到设计规定的最大切削抗力。 9.4.3试验时，观察并记录机床各部分的工作情况。 9.4.4试验结果按表20记录。

装饰标准规范范本4.4试验结果按表20记

表20最大切削抗力试验结果记录