车床标准体系的研究和建立

王兴海

（沈阳机床股份有限公司，辽宁沈阳110142）

随着制造业的迅猛发展，对机床的需要越来越多，要求也越来越高。对于车床来说，由于其数量占金属切削机床比例很大，而且随着科技的进步，对数控车床的需求快速上升，特别是军工、航空、航天、医疗、汽车、船舶、石油、机械等行业，对中、高档数控机床的需求日益增多，加工零件的复杂程度越来越高，尤其是一些复杂型面和高精度要求的零件，通常需要一次性完成车、镗、铣、钻、铰、攻丝等全部功能。目前，我国中、高档数控车床和车削中心占数控车床总量还很低，用户需求需大量进口，因此中、高档数控车床和车削中心应成为数控车床开发的重中之重。开展车床标准体系工作，特别对其中的数控车床标准的研究，对车床行业的快速发展和满足未来市场的需求更具有重要意义。

1 国、内外车床的现状和发展趋势

1.1 普通车床现状和发展趋势

这里说的普通车床是指非数控车床，主要包括:卧式车床（万能型普通车床）、卡盘多刀车床、仿形车床、转塔车床和单轴转塔自动车床、多用车床及其他车床（如:卧式多轴自动车床、活塞车床、凸轮轴车床、铲齿车床、管螺纹车床等）。

尽管车床的种类较多，但对于普通车床（虽然这些产品也广泛应用于各个领域），不论是国内，还是国外，近十几年技术水平和产品结构并没有发生实质性变化。主要原因是，这些产品面向的主要是低端用户，用来批量生产对精度要求不高的各种零件。这些产品近年来主要针对安全性能对产品结构和外观进行了局部改进。随着数控车床的快速普及和发展，这些产品中的部分种类的车床也在向数控产品过渡，未来有的产品可能被通用型数控车床替代或在原有普通机床基础上增加数控装置而转换为数控车床。

1.2 数控车床现状和发展趋势

中国是机床生产大国，但还不是机床制造强国。中、高档数控车床正处于产业化发展阶段，发展迅速，不少国内急需的中、高档数控车床（如车削中心等）取得了突破，进入生产现场的实用阶段。中、高档数控车床虽然技术和国外水平接近，但核心技术仍然没有完全掌握，加上所需的关键功能部件和配套件等方面还主要依赖于进口，很大范围内制约了中、高档数控车床的普及与发展。

高档数控车床关系到国家经济实力和国防安全，发展高档数控车床已经成为当务之急。国际上高档数控车床将以复合加工机床为代表世界机床的发展方向，它将结合数控技术、软件技术、信息技术、可靠性技术的发展。

高档数控机床在国内只有少数厂家生产，而且与国外产品相比，在高速、高效和精密化上还存在比较大的差距。开发、研制高档数控机床是国内机床厂家的必然选择。对数控车床来说，国内经济型数控车床约占60% ～70%，全功能数控车床和车削中心生产量较少。国外数控车床的主轴转速和主轴功率一般都高于国产数控车床。开发、研制高速、大功率、功能多的数控车床和车削中心以及以车代磨的精密车床和车削中心将具有广阔的市场前景，因为此类产品在国内基本处于空白。

表1 国内外主要普通车床检验标准

数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

当前国内外数控车床呈现以下发展趋势:高速、高精密化;高可靠性;数控车床设计CAD化、结构设计模块化;功能复合化。

2 国、内外车床标准现状

2.1 国内车床标准现状

截止到目前，已颁布的车床现行标准36项，其中国家标准9项、行业标准27项。其中采用国际或国外标准7项，分别为:

（1）GB/T4020－1997卧式车床 精度检验（eqvISO 1708:1989）［1］;

（2）GB/T 16462.1－2007 数控车床和车削中心检验条件第1部分:卧式机床几何精度检验（ISO13041－1:2004，MOD）［2］;

（3）GB/T 16462.4－2007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（ISO13041 －4:2004，MOD）［3］;

（4）GB/T 16462.7－2009数控车床和车削中心检验条件第7部分:在坐标平面内轮廓特性的评定（ISO13041－7:2004，IDT）［4］;

（5）GB/T 16462.8－2009数控车床和车削中心检验条件第8部分:热变形的评定（ISO 13041 －8:2004，MOD）［5］;

（6）GB 22997－2008机床安全 小规格数控车床与车削中心（EN12415:2000，MOD）［6］;

（7）GB 22998－2008机床安全 大规格数控车床与车削中心（EN12478:2000，MOD）［7］。

2.2 国际和国外车床标准现状

国际和国外普通车床的检验标准种类较少，而且多数都是20世纪80、90年代的标准，甚至更早的标准，如ISO1708:1989《卧式车床 精度检验》、ISO6155:1998《机床－卧式转塔车床和单轴自动车床 精度检验》、JIS B6217－1998（等同ISO6155:1998）、DIN 8606等。由于普通车床是一个非常成熟的产品，而且又不是发展的对象，所以国际、国外即使先进发达国家也没有更新检验标准。常见国内外主要国家普通车床检验标准对照见表1。

国际和国外数控车床标准趋同化发展。在ISO 13041数控车床系列标准颁布前，只有部分国家制定了数控车床标准，如英国 BS 4656－28:1998、日本 JIS B6331－1974等，中国的GB/T 16462－1996（等效BS 4656－28:1998）。虽然数控车床已经发展了几十年，但多年来国际上却没有统一的数控车床检验标准，直到2004年，国际上才先后颁布了ISO 13041－1、ISO 13041 －4、ISO 13041－7和ISO 13041－8数控车床和车削中心系列标准，后来在 2005、2008、2009年又先后颁布了 ISO13041－5、ISO13041－6、ISO13041－2、ISO13041－3标准。目前日本、英国、法国和西班牙等国家也都等同或修改采用了上述已颁布的ISO系列标准。到目前为止，除了上述国家等同或修改采用了ISO13041系列标准外，还没有其他国外先进国家制定出本国或本地区的相应车削中心检验标准（包括美国、德国等），但随着国际数控车床系列标准的颁布，国外主要国家都会等同或修改采用国际标准的。另外欧盟已颁布了数控车床和车削中心的安全标准，如EN12415－2000《机床安全 小规格数控车床与车削中心》、EN12478－2000《机床安全大规格数控车床与车削中心》。

3 车床标准体系的研究和建立

通过车床产业现状和发展趋势的分析，了解车床行业标准的配套性、可行性。通过积极采用国际标准和国外标准并根据国情制定出一套完整的车床标准体系，并根据标准体系研究制定相应的产品标准，以适应和指导车床行业未来的发展和需求，从而提高产业的整体技术水平，提高市场的占有率。

（1）对于普通车床，由于其产品变化不大，不是发展方向，现有各类标准基本能满足未来一段时间的需要。根据普通车床的用途，将其分为:卧式车床标准、卡盘多刀车床标准、高精度卧式车床标准、仿形车床标准、转塔车床标准、多用车床标准及其他普通车床标准。

（2）对于通用型数控车床，由于产品飞速发展，其检验标准也应该不断地更新和完善，并应考虑未来的需要，特别应重点研究数控车床标准，如:经济型数控车床标准、全功能数控车床和车削中心标准、精密级数控车床和车削中心标准、高速数控车床标准等。

①经济型数控车床目前执行的标准是GB/T 25659.1－2010简式数控卧式车床 精度检验 和GB/T 25659.2－2010简式数控卧式车床 技术条件两项国家标准。由于经济型数控车床是在普通车床上发展起来的，由于其结构简单、性能指标不高，因此称为经济型。这类机床虽然目前市场较大，但不是重点发展对象，仅仅是数控车床从低档向中、高档过渡的一类机床，国外很少生产此类机床，因此这两项标准足以满足未来的需要。

②全功能数控车床标准不够完善。该类机床属于中、高档数控机床，是国家“十二五”重点扶持项目，也是我们重点研究的对象，目前我国数控车床和车削中心检验标准是修改采用ISO 13041而

形成的一个系列标准，共分为8个部分，现已完成第1部分、第4部分、第7部分和第8部分，还有4个部分正在研制，待这4个部分转化完成后，数控车床和车削中心的检验标准也基本齐全，对于普通精度等级的数控车床和车削中心来说，其标准水平也就达到了国际同类标准的水平。

表2 车床标准明细表

③精密数控车床标准研究值得期待。现在国、内外都出现了精密级（或高精度）数控车床，虽然这类机床还非常少，但此类机床的研制越来越受到一些企业的关注，同时此类机床也是未来最具有核心竞争能力的产品，因此研究制定此类机床的产品标准非常紧迫，所以本次车床标准体系中将其列入拟制定标准。

④高速数控车床标准同样急需研制。我国高速数控机床主要依赖进口，高速数控车床的研发和生产基本上是空白。为了提升我国高档数控机床的制造水平，打破国外在高速数控车床领域的垄断地位，进而增强我国基础制造装备的开发、制造、试验等方面的自主创新能力，尽快制定一个技术水平高、权威性强、具有一定核心竞争力的高速数控卧式车床行业标准势在必行，因此本次车床标准体系中将其列入拟制定标准。

（3）其他专用数控车床（如数控油缸车床、数控活塞异形外圆车床、数控管螺纹车床等）标准，这类机床因其应用于特定几种行业，具有高效率生产特点，且需求量逐年上升，更需要有统一的行业标准，因此本次车床标准体系中将其列入拟制定标准。

针对以上分析，拟定了车床标准体系框图（见图1）和标准明细表（见表2）。

4 结语

车床标准体系的建立，不仅能为我国车床行业提供市场急需的标准需求，而且随着各类标准的不断完善和补充，还能为我国车床，特别是数控车床的科研、开发、生产提供必要的技术支撑，从而使我国的机床更具有竞争力，对提高国产产品的市场占有率有现实意义。

［1］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB/T4020－1997，卧式车床 精度检验［S］.北京:中国标准出版社，2007.

［2］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB/T 16462.1 －2007，数控车床和车削中心检验条件第1部分:卧式机床几何精度检验［S］.北京:中国标准出版社，2007.

［3］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB/T 16462.4 －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［S］.北京:中国标准出版社，2007.

［4］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB/T 16462.7－2009，数控车床和车削中心检验条件第7部分:在坐标平面内轮廓特性的评定［S］.北京:中国标准出版社，2009.

［5］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB/T 16462.8－2009数控车床和车削中心检验条件第8部分:热变形的评定［S］.北京:中国标准出版社，2009.

［6］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB 22997－2008机床安全 小规格数控车床与车削中心［S］.北京:中国标准出版社，2009.

［7］全国金属切削机床标准化技术委员会.GB 22998－2008机床安全 大规格数控车床与车削中心［S］.北京:中国标准出版社，2009.

［8］日本工业规格.JIS B6202，普通旋盘－精度检［S］.http:www.docin.com/p －34299353.html，1998.

［9］日本工业规格.JIS B6127，卧式转塔车床和单轴自动车床［S］.http:www.docin.com/p －34299460.html，1998.

［10］中国标准化研究院标准馆编.德国标准目录［Z］.北京:中国标准出版社，2006.

［11］The International Organization for Standardization.ISO 6155:1998 ，Machine tools －test conditions for horizontal spindle turret and single spindle automatic lathes－Testing of the accuracy［S］.published in Switzerland，ISO copyright office，1998.