打破國(guó)外同行的壟斷，中國(guó)“S試件”五軸機(jī)床檢測(cè)方法成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

3月10日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)部官網(wǎng)發(fā)布消息稱，由中國(guó)主持修訂的ISO10791-7:2020《加工中心檢驗(yàn)條件第7部分：精加工試件精度檢驗(yàn)》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，獲國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）批準(zhǔn)正式發(fā)布，標(biāo)志著中國(guó)“S試件”五軸機(jī)床檢測(cè)方法正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

中國(guó)“S試件”五軸機(jī)床檢測(cè)方法成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提升了中國(guó)機(jī)床行業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)和國(guó)際影響力，在中國(guó)機(jī)床行業(yè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化征程中具有重要意義。

五軸聯(lián)動(dòng)高檔數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)和性能評(píng)價(jià)是公認(rèn)的世界性難題。在“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技重大專項(xiàng)支持下，中航工業(yè)成飛工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司自主研發(fā)成功用于五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床工作精度檢驗(yàn)的“S形試件”。

據(jù)介紹，2012年，中國(guó)航空工業(yè)數(shù)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提出申請(qǐng)，歷經(jīng)8年艱辛歷程，“S試件”五軸機(jī)床檢測(cè)方法經(jīng)過(guò)項(xiàng)目提案（NP）、工作組草案（WD）、委員會(huì)草案（CD）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案（DIS）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)最終草案（FDIS）等五個(gè)階段的評(píng)審，最終正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

“S試件”五軸機(jī)床檢測(cè)方法是在工業(yè)和信息化部專項(xiàng)大力支持下，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)和中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)關(guān)心和指導(dǎo)下，由中航工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司基于航空制造經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)多年深入研究成果提出，并結(jié)合清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、南京航天航空大學(xué)、天津大學(xué)等高校理論研究成果，以及通用技術(shù)集團(tuán)沈陽(yáng)機(jī)床、濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司、四川普什寧江機(jī)床有限公司、秦川機(jī)床工具集團(tuán)股份有限公司、通用技術(shù)集團(tuán)北京機(jī)床所所屬北京工研精機(jī)股份有限公司、武漢華中數(shù)控股份有限公司等骨干機(jī)床工具企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)一步完善形成的。

這個(gè)“S”是什么？

“S試件“看似簡(jiǎn)單，只是一個(gè)S形的曲線，但實(shí)際上這個(gè)曲線卻非常巧妙地將航空零件的若干加工特征集成了起來(lái)，所有的加工特征集成在了這個(gè)S形的工件上面。目前該樣件基本已經(jīng)被國(guó)內(nèi)的機(jī)床生產(chǎn)廠商所采用，用于檢驗(yàn)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的加工性能，特別是國(guó)外知名機(jī)床廠商也曾多次被該樣件難倒。

值得一提的是：只要五軸機(jī)床能夠加工合格的“S試件“，那么該五軸機(jī)床就完全可以安全用于加工航空零件，特別是加工一些復(fù)雜型面的薄壁零件。“S試件”主要用于檢測(cè)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床動(dòng)態(tài)加工精度，它可以檢驗(yàn)整機(jī)的幾何精度、定位精度、綜合加工效率、綜合表面加工質(zhì)量、整機(jī)振動(dòng)及顫振等一系列問(wèn)題，也可以發(fā)現(xiàn)和尋找影響機(jī)床加工精度的故障原因，并可以解決機(jī)床精度喪失或降低后修復(fù)問(wèn)題等。

“S試件”是樣條曲線通過(guò)控制點(diǎn)生成的，能夠反映數(shù)控系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜曲面曲線的差值精度。在加工過(guò)程中進(jìn)給方向有多次變換。

因此，“S試件”加工需要克服很多難點(diǎn)，如： “S試件”壁??； 刀軸向較深； 開(kāi)角閉角連續(xù)變化； 頻繁換向； 光潔度要求高； 檢測(cè)點(diǎn)多； 輪廓尺寸要求嚴(yán)格； 棒銑刀側(cè)刃加工等。 同時(shí)，還要防止影響“S試件”加工的一些因素，如： 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)伺服動(dòng)態(tài)性的影響； A/B軸雙擺角銑頭重力前傾的影響； 整機(jī)與關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性的影響； 主軸熱誤差的影響； 機(jī)床切削剛度的影響； 機(jī)床后置處理平臺(tái)的影響等。

“S”有啥意義

“S試件”切削技術(shù)作為此類產(chǎn)品的測(cè)試與驗(yàn)證方法，對(duì)其快速推廣和產(chǎn)業(yè)化、滿足國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域需求、替代進(jìn)口等將具有重要意義。

當(dāng)前，在我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)中，高檔數(shù)控機(jī)床，特別是五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、大型數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)份額為國(guó)外品牌所占領(lǐng)。機(jī)床工業(yè)的現(xiàn)狀致使我國(guó)航空結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工裝備長(zhǎng)期以來(lái)以進(jìn)口國(guó)外設(shè)備為主，尤其是五軸加工中心等高技術(shù)加工關(guān)鍵裝備接近100%依賴進(jìn)口。

“S試件”切削工藝技術(shù)的研究，有效提升了我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床研制能力，打破了國(guó)外同行對(duì)高端機(jī)床制造企業(yè)的壟斷，同時(shí)對(duì)我國(guó)高端五軸機(jī)床的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

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