style="width:10.42664in;height:6.12678in" /> 本文是学习GB-T 31557-2015 高速数控定梁龙门雕铣机. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了高速数控定梁龙门式雕铣机的技术要求、试验方法及检验规则。
本标准适用于数控定梁龙门式雕铣机床(以下简称雕铣机),其他形式的数控雕铣机、数控雕刻机也
可参照使用。
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 5226.1—2008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件
GB/T 6576—2002 机床润滑系统
GB/T 7932—2003 气动系统 通用技术条件
GB/T 9061—2006 金属切削机床 通用技术条件
GB15760—2004 金属切削机床 安全防护通用技术条件
GB/T 16769—2008 金属切削机床 噪声声压级测量方法
GB/T 17421.1—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/T 17421.2—2000 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
GB/T 25373—2010 金属切削机床 装配通用技术条件
GB/T 25376—2010 金属切削机床 机械加工件通用技术条件
GB/T 26220—2010 工业自动化系统与集成 机床数值控制 数控系统通用技术条件
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
高速数控定梁龙门式雕铣机 high speed CNC
gantry-type engraving and milling machine with
fixed crossbeam
曲面加工进给速度大于6 m/min, 主轴功率大于2 kW 及最高转速大于18000
r/min,工作台宽度
至1000 mm 的定梁龙门式数控机床。
按本标准验收时，应同时对 GB/T 9061—2006、GB/T 25376—2010、GB/T
25373—2010 中未经本
标准具体化的其余验收项目进行检验。
4.2.1 应随机供应表1所列附件和工具。
GB/T 31557—2015
表 1 附件和工具
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4.2.2 增加使用性能的特殊附件，根据用户要求按协议供应。
应符合GB 5226.1—2008 的规定。
应符合 GB/T 26220—2010 的规定。
应符合GB/T 7932—2003 的规定。
应符合GB/T 6576—2002 的规定。
产品的冷却系统应保证冷却充分、可靠；各部位均不应渗漏。切削冷却液不应混入润滑系统。
产品上有可能对人身健康或对设备易造成损伤部分，应采取相应措施，安全防护装置和保险装置应
符合GB15760 的规定。
空运转时，整机噪声声压级不应超过78 dB(A)。
外观质量应符合GB/T 9061—2006 中3.15的要求。
产品技术文件应包括使用说明书、合格证明书和随机清单。
应不大于20%,单位为毫米(mm)。
根据机床的具体情况由设计规定，推荐不大于重复定位精度的1/2。
GB/T 31557—2015
4.14.1 基本要求
雕铣机的性能和结构应能同时满足"雕"和"铣"的功能。
4.14.2 雕刻加工
主轴最高可加工转速不应低于12000 r/min,
主轴运转时应平稳、可靠、无异常噪声和振动，主轴温
度不应超过70℃,温升不应超过40℃。
4.14.3 铣削加工
在铣削加工中等以上强度金属材料(如铸铁 HT250、45#
钢)时，雕铣机各运动机构应平稳、可靠、
无异常噪声和振动，主轴温度不应超过70℃,温升不应超过40℃。
5.1.1
机床检验时，应注意防止气流、光线和热辐射的干扰。机床应防止受环境温度变化的影响，检具
在使用前应与机床等温。
5.1.2 检验与验收前，应将机床安置在适当的基础上，并需调整机床水平。
5.1.3 检验过程中，不应调整影响机床精度和性能的结构和零件。
5.1.4
检验应在制造完毕的成品上进行，特殊情况可按制造厂的使用说明书拆卸某些零、部件。
5.1.5
机床由于结构上的限制或不具备规定的测试工具时，可采用与本标准有同等效果的方法代替。
应配齐保证产品基本性能要求所必需的附件、专用工具及随机技术文件。对扩大使用性能的特殊
附件应根据供需双方协议供应。
应按GB 5226.1的要求进行检验，检验是否符合4.3的规定。
应按 GB/T 26220 的要求进行检验，检验是否符合4.4的规定。
应按GB/T 7932 的要求进行检验，检验是否符合4.5的规定。
应按 GB/T6576 的要求进行检验，检验是否符合4.6的规定。
应按相应的标准进行检验，检验是否符合4.7的规定。
GB/T 31557—2015
安全防护装置和保险装置应按GB 15760—2004
的要求进行检验，检验是否符合4.8的规定。
噪声声压级的测量可按照GB/T
16796—2008规定的方法和仪器进行。所测机床空载的噪声是否
符合4.9的规定。
目测产品外观质量，检验是否应符合4.10的规定。
5.11.1 主轴温升试验
主轴应在无负荷状态下进行空运转。试验时，主轴应从最低转速起，以每级1000
r/min 的增速依 次运转，每级速度的运转时间不应少于2 min。
在最高转速下运转时间不少于1 h,使主轴轴承达到稳
定温度。在靠近主轴轴承处检验其温度和温升，温度不应超过60℃,温升不应超过30℃。
5.11.2 主轴运转试验
主轴应在无负荷状态下进行空运转。试验时，主轴应从最低转速起，以每级1000
r/min 的增速依
次运转至最高转速，逐级检验主轴的转速，主轴运转应平稳、可靠，主轴转速的实际偏差不应超过测试值
的±10%。
5.11.3 进给机构运动试验
进给机构运动试验应满足下列要求：
a) 空运转时，做低、中、高进给速度试验，进给机构应平稳、可靠；
b) 进给速度的实际偏差不应超过测试值的±10%。
5.11.4 整机连续空运转试验
产品可在全部功能下模拟工作状态做不切削的连续空运转试验。其连续空运转时间应不少于
48h。
连续运转过程中不应发生故障，如出现异常或故障，在查明原因进行调整或排除后，应重新进行
试验。试验时，自动循环应包括所有功能和全部工作范围，各次自动循环之间的休止时间不应超过
5.12.1
用中等速度检验主轴的起动、停止，观察反应是否灵敏可靠，连续反复操作应不少于10次；对
有反转功能的主轴还应做正、反转检验。
5.12.2
用中等速度检验进给机构的正转、反转、点动，观察反应是否灵敏可靠，连续反复操作应不少于
1 0 次 。
5.12.3 反复变换主轴转速，检查变速是否平稳、可靠和指示的准确性。
5.12.4 反复变换进给机构的速度，检查变速是否平稳、可靠和指示的准确性。
GB/T 31557—2015
5.12.5
对装有松拉刀的主轴，应进行连续不少于5次的锁刀、松刀和吹气的动作试验，动作应灵活、可
靠、准确。
5.12.6
对刀库以任选的方式进行每把刀具不少于2次的自动换刀试验，刀库上刀具配置应包括设计
规定的最大质量、最大长度和最大直径的刀具，要求换刀动作应灵活、可靠、准确，换刀装置的承载质量
和换刀时间应符合设计规定。
5.12.7 检验装卸工件、刀具和附件等装置是否灵活、可靠。
5.12.8
对装有对刀仪、旋转坐标轴、五轴联动套件等装置的产品，应进行连接试运转，并检查是否灵
活、可靠。
5.12.9 对数控系统的各项功能进行动作试验，检验是否灵活、准确、可靠。
5.13.1 负荷试验应包括下列内容：
a) 承载工件最大重量的运转试验(抽查);
b) 最大切削抗力的试验。
5.13.2 承载工件最大重量的运转试验应满足下列要求：
a) 用设计规定的承载工件最大重量的重物置于工作台面上，使其载荷均匀。
b) 分别以最低、最高进给速度使工作台运行。用最低的进给速度运行时，
一般在行程的两端和 中间三处进行，工作台在每处移动距离不应少于20 mm;
用最高进给速度运行时，应在工作台
的全行程上进行。最低、最高进给速度分别往复一次和五次，运行应平稳、可靠，以低进给速度
运行时，工作台应无爬行现象。
5.13.3 最大切削抗力试验应满足下列要求：
a)
主轴可加工的转速范围内，选用适当的主轴转速，采用铣削方式进行试验，通过改变进给量或
切削深度，使产品达到最大切削抗力，检验产品主轴系统是否灵活、可靠，过载保险装置是否灵
活、可靠。产品最大切削抗力的试验及近似算法参见附录 A。
b) 试验用切削刀具应使用直径不小于10 mm 的平底端铣刀。
c) 试件材料应采用 HT250。
5.14.1 试验方法
先以快速使直线坐标上的运动部件向正(或负)向移动一定距离，停止后，向同方向给出数个最小设
定单位的指令，再停止，以此位置作为基准位置，每次给出1个，共给出20个最小设定单位的指令，向同
方向移动(要注意实际移动方向),测量各指令的停止位置。从上述的最终位置，连续向同方向给出数个
最小设定单位的指令，停止后，向负(或正)向给出数个最小设定单位的指令，约返回到上述的最终测量
位置，这些正向和负向的数个最小设定单位指令的停止位置不作测量。然后从上述最终位置开始，每次
给出1个，共给出20个最小设定单位的指令，继续向负(或正)向移动，测量各指令停止位置，见图1。
各直线坐标均需至少在行程的中间及两端的3个位置分别进行试验。按5.14.2的规定计算误差，
以3个位置上的最大误差值作为该项的误差。
具备螺距误差、间隙补偿装置的机床，应在使用这些装置的情况下进行试验。
GB/T 31557—2015
style="width:10.42664in;height:6.12678in" />
图 1
5.14.2 误差计算方法
5.14.2.1 最小设定单位误差 S。按式(1
Sa=\|L;-m\|max ………………………… (1)
式 中 ：
L;—— 1 个最小设定单位指令的实际位移，单位为毫米(mm);
注：实际位移的方向若与给出的方向相反，其位移为负值。
m — 1 个最小设定单位指令的理论位移，单位为毫米(mm)。
5.14.2.2 最小设定单位相对误差 S 。按式(2
式 中 ：
style="width:3.94671in;height:1.0524in" />
……… ………………
(
2)
style="width:0.63342in;height:0.72666in" />— —
20个最小设定单位指令的实际位移的总和，单位为毫米(mm)。
5.14.3 允 差
根据机床具体情况，由制造厂规定。
5.14.4 检验工具
激光干涉仪或读数显微镜和金属线纹尺。
5.15.1 试验方法
各直线运动轴线上的运动部件，从行程上的任意点按相同的移动方向，以快速进行5次返回原点
P 。的试验。测量每次实际位置 P 。 与原点理论位置 P 。的 偏 差
X;(j=1,2, …,5), 见 图 2 。
GB/T 31557—2015
各直线坐标至少在行程的中间及靠近两端的任意3个位置进行试验，按5.15.2的规定计算误差，以
3个位置上的最大误差值作为该项的误差。
设有向原定自动返回功能的机床，才进行本项试验。
具备螺距误差、间隙补偿装置的机床，应在使用这些装置的情况下进行试验。
style="width:5.57337in;height:5.01336in" />
图 2
5.15.2 误差计算
各直线坐标中，原点返回试验时的4倍标准偏差的最大值，即为原点返回误差。见式(3):
R 。=4Somax (3)
式中：
R。 — 原点返回误差，单位为毫米(mm);
Somax——原点返回时的标准偏差，单位为毫米(mm)。
注：S。根据GB/T 17421.2—2000的有关公式进行计算。
5.15.3 允差
根据机床的具体情况由设计规定，推荐不大于重复定位精度的1/2。
5.15.4 检验工具
激光干涉仪或读数显微镜和金属线纹尺。
5.16.1 雕刻加工检验
雕刻加工性能检验宜按下列要求进行：
a) 刀具：R1.5 的2刃球型立铣刀；
b) 刀具材料：硬质合金；
c) 主轴转速：≥12000 r/min;
d) 试件材料：45#钢；
e) 试件加工表面粗糙度：加工圆弧曲面Ra 值不应大于2.5μm;
f) 连续加工时间不少于1
h,在靠近主轴轴承处检验其温度和温升，温度不应超过70℃,温升不
GB/T 31557—2015
应超过40℃;主轴转速应稳定，不应用异常的尖叫声和冲击声。
5.16.2 铣削加工检验
铣削加工性能检验宜按下列要求进行：
a) 刀具：直径为10 mm 的2刃平底端铣刀；
b) 刀具材料：硬质合金；
c) 主轴转速：≤5000 r/min;
d) 切削深度：0.5 mm;
e) 切削刀间距：D (刀具直径)×80%;
f) 进给速度：300 mm/min;
g) 试件材料：HT250;
h) 试件加工表面粗糙度：铣平面Ra 值不应大于3.2 μm ;
i) 连续加工时间不少于1
h,在靠近主轴轴承处检验其温度和温升，温度不应超过70℃,温升不
应超过40℃;机床的各运动机构应平稳、可靠、无异常噪声和振动。
5.16.3 最高可加工转速检验
最高可加工转速检验宜按下列要求进行：
a) 主轴转速：按产品所规定的最高转速进行加工，最高转速不应低于12000
r/min;
b) 试件材料：45#钢；
c) 试件加工表面粗糙度：加工圆弧曲面Ra 值不应大于2.5 μm ;
d) 连续加工时间不少于1
h,在靠近主轴轴承处检验其温度和温升，温度不应超过70℃,温升不
应超过40℃;主轴转速应稳定，不应用异常的尖叫声和冲击声。
5.16.4 最低可加工转速检验
最低可加工转速检验宜按下列要求进行：
a) 主轴转速：按产品所规定的最低转速进行加工，最低转速不得高于5000
r/min;
b) 刀具：直径为10 mm 的2刃平底端铣刀；
c) 刀具材料：硬质合金；
d) 切削深度：0.5 mm;
e) 切削刀间距：D (刀具直径)×80%;
f) 进给速度：300 mm/min;
g) 试件材料：HT250;
h) 试件加工表面粗糙度：铣平面Ra 值不应大于3.2 μm ;
i) 连续加工时间不少于1
h,在靠近主轴轴承处检验其温度和温升，温度不应超过70℃,温升不
应超过40℃;机床的各运动机构应平稳、可靠、无异常噪声和振动。
5.17.1 一般要求
精度检验应满足下列要求：
a) 检验项目可根据需要，由用户和制造厂协商确定，但应在订货协议中明确。
b)
检验工具可使用相同指示器或具有至少相同精度的其他检验工具。指示器分辨率应不低
0.001 mm。
GB/T 31557—2015
c) 当实测长度与本标准规定的长度不一致时，公差应根据GB/T 17421.1—1998
中2.3.1.1的规 定，按能够测量的长度折算，折算结果小于0.001 mm
时，仍按0.001 mm 计。
d) 工作精度检验应在精加工后进行。
e)
检验时，各部分运动应手动(或用低速机动)。负荷试验前后(不做负荷试验的机床在空转后)
均应检验产品的几何精度。
f) 检验时，环境温度应保持在：
1) 普通级20℃±15℃内；
2) 精密级20℃±5℃内；
3) 高精度级20℃±2℃内。
g) 按照GB/T17421.1—1998
中的3.1调整机床安装水平，水平仪读数在纵向和横向的读数均不 超过：
1) 普通级0.030/1000;
2) 精密级与高精度级为0.020/1000。
h) 凡与温度有关的精度检验项目，应在中速稳定温度时进行检验。
5.17.2 轴线的命名
机床坐标系轴线的命名有两种：见图3和图4。本标准后续条文的表述按图3。
style="width:5.61334in;height:5.1667in" />
说明：
1——床身；
2——立柱；
3——横梁；
4——拖板；
style="width:2.06657in;height:1.85914in" />
5——滑枕；
6——主轴；
7——工作台。
图 3 轴线命名1
GB/T 31557—2015
说明：
style="width:5.39999in;height:5.14668in" />
style="width:3.41335in;height:1.58664in" />
图 4 轴线命名2
10
GB/T 31557—2015
5.17.3 几何精度检验
5.17.3.1 线性运动的直线度
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GB/T 31557—2015
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GB/T 31557—2015
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GB/T 31557—2015
5.17.3.2 线性运动的垂直度
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将角尺的一边紧贴平尺放置，并使指示器的测头触及角尺的检验面，移动工作台(或拖板)检验。
也可以不用平尺。使角尺的一边与X轴轴线(或Y轴轴线)平行，检查Y轴轴线(或X轴轴线)
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GB/T 31557—2015
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将角尺的一边紧贴平尺放置，并使指示器的测头触及角尺的检验面，沿Z轴坐标方向移动滑枕
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GB/T 31557—2015
5.17.3.3 工作台
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将工作台和拖板置于行程中间位置。水平仪固定在桥板上，按图示的布点和方向等距离移动测
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GB/T 31557—2015
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在Z轴上固定指示器，指示器测头应近似地放在刀具的切削位置上，使其测头触及工作台面或
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GB/T 31557—2015
5.17.3.4 主 轴
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GB/T 31557—2015
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GB/T 31557—2015
5.17.4 定位精度和重复定位精度检验
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GB/T 31557—2015
5.17.5 动态精度检验
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1 — — 球杆仪；
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热机15 min,按图示连接球杆仪系统，运行测试程序，顺时针和逆时针各360°运转两次捕捉数据
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GB/T 31557—2015
5.17.6 工作精度检验
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GB/T 31557—2015
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3.2 μm | 1.6 μm | 0.8 μm |
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GB/T 31557—2015
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将工件置工作台中央，先用平刀进行粗加工，然后用球刀对球面
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GB/T 31557—2015
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10 m/min～12 m/min;
0.025 mm～0.030 mm;
0.20 mm;
0.050 mm;
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10 m/min～12 m/min;
0.15 mm～0.20 mm;
0.20 mm;
0.050 mm;
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GB/T 31557—2015
检验分为出厂检验和型式检验两种。
每个产品出厂应经过出厂检验，并附有合格证明书后方能出厂。
当有下列情况之一时应进行型式检验：
a) 新产品或老产品转厂生产的试制、定型鉴定时；
b) 正式生产后，若结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
c)
在正常生产的条件下，产品积累到一定产量(数量)时，应周期性进行检验一次；
d) 产品连续停产一年后，恢复生产时；
e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
f) 国家及省市质量监督机构提出型式检验要求时。
本标准规定的检验项目见表2。
表 2 检验项目
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GB/T 31557—2015
表 2 (续)
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出厂检验应逐台检验。型式检验在检验合格入库的产品批量中按10%抽样，但不应少于一台。
产品判定规则如下：
a)
出厂检验：如有不合格项，允许进行修整、调试直到检验合格后方可出厂；经修整、调试仍不能
合格的，判定该产品为不合格品；
b)
型式检验：全部项目合格即判断该产品型式检验合格，如有不合格项应重新抽检，仍不合格，
则判定该产品型式检验不合格；如表2中有主项不合格时，应立即判定该产品型式检验不合
格，不允许复查；
c)
供需双方如对产品质量产生异议，则应由供需双方共同指定的仲裁单位进行复检，以复检结果
为准，费用由责任方负责。
GB/T 31557—2015
(资料性附录)
机床最大切削抗力的试验及近似计算法
机床最大切削抗力的试验，可用功率表和转速表分别测量机床电动机的输入功率和机床主轴转速，
宜按式(A.1)
近似计算出机床切削抗力的主分力，该主分力和刀具角度确定机床的切削抗力，该抗力应
等于机床的最大切削抗力。试验时，
一般应选用机床重切削时最常用的刀具，在等于或小于机床计算转
速范围内选一适当转速，通过逐级改变进给量或切削深度，使机床达到规定切削抗力。
F≈9550(P-P 。)/(r ·n) … … … … … … … … … …(A. 1)
式中：
F — 切削抗力的主分力，单位为牛(N);
P — 切削时电动机的输入功率(指电网输给电动机的功率),单位为千瓦(kW);
Po— 机床装有工件时的空运转功率(指电网输给电动机的功率),单位为千瓦(kW);
r — 刀具的切削半径，单位为米(m);
n — 机床主轴转速，单位为转每分(r/min)。
style="width:0.52014in;height:0.50851in" />式(A.1)
仅是一种近似计算法，必要时可采用其他更精确的公式。对于某些不适用该公式的机床，
可按其他有关公式计算。
更多内容 可以 GB-T 31557-2015 高速数控定梁龙门雕铣机. 进一步学习
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