機床精度檢驗標準中的輔助要素

于志三

（蘇州電加工機床研究所有限公司，江蘇蘇州 215011)

機床精度檢驗標準是機床產品驗收標準中的重要組成部分。我國機床行業(yè)從20世紀80年代開始研究制定機床精度檢驗標準。經過幾十年的努力，并借鑒國際標準、國外先進標準典范，現(xiàn)已形成既具我國自主創(chuàng)新內涵、兼有國際、國外先進標準外形的機床精度檢驗標準結構。

作為機床主要類別之一的特種加工機床的精度檢驗標準均為2001年后制定或修訂，標準結構參照ISO機床精度檢驗標準，包括范圍、規(guī)范性引用文件、術語和坐標軸的命名、使用要求、幾何精度檢驗、數(shù)控軸的定位精度和重復定位精度、加工檢驗等內容。其中，范圍、規(guī)范性引用文件、術語和坐標軸的命名等為標準輔助部分（或稱輔助要素)。之所以稱之為“輔助”，是因為這些章節(jié)不是機床產品技術性能直接的技術規(guī)范，但它們是整個標準的有機組成部分，對于理解和使用標準是重要且不可或缺的。本文結合在特種加工機床領域多年的標準化工作體會，對機床精度檢驗標準的前3章內容加以闡釋，以期對這類標準的解讀和使用有所幫助。

1 關于“范圍”

我國早期標準中，這章標題為“主題內容和適用范圍”，恰好點出了該章所包含的兩個主要方面。

1.1 主題內容

標準的主題內容闡明標準 “有什么”。在標準中，采用特定的表述形式，簡潔、完整地陳述了針對標準化對象做了什么規(guī)定，使讀者可從中一目了然地對標準內容有個概略性了解。

如GB/T 5291.1—2001的主題內容：“規(guī)定了一般用途、常規(guī)精度的電火花成形機（EDM)的幾何精度檢驗、加工檢驗及數(shù)控軸定位精度和重復定位精度的檢驗;還規(guī)定了與上述檢驗相對應的允差值?！盵1]。這段話首先確定了標準化對象是一般用途、常規(guī)精度的電火花成形機;接下來介紹了標準規(guī)定的內容：幾何精度檢驗、加工檢驗及數(shù)控軸定位精度和重復定位精度的檢驗，以及與檢驗相對應的允差值（指標)。

1.2 適用范圍

標準的適用范圍指出標準“用于什么產品”，闡明標準的適用領域及適用界限。語言明確、具體，標準使用者可迅速確定標準是否適用于自己所關心的產品。

如GB/T 5291.1—2001的適用范圍：“本標準適用于十字工作臺型和固定工作臺型的單立柱機床。”[1]。明確了標準適用于十字工作臺和固定工作臺兩種型式的單立柱機床。

一般地，范圍中有這兩段敘述就夠了。有些標準還會指出標準不包含哪些內容及不適用于哪些產品。

2 關于“規(guī)范性引用文件”

編寫標準時，經常會遇到編寫的內容在其他現(xiàn)行標準中已作了規(guī)定，這時需重復其他標準的內容。這種情況下，通常不是抄錄需重復的具體內容，而是采取引用的方法。

2.1 標準中為什么需要引用文件

（1)每個標準均不可能包羅萬象，但有其起草范圍，標準內容不應超出自身范圍。如果標準中的一些內容，特別是一些需要的規(guī)則、規(guī)定或方法超出了范圍，只能采取直接引用其他專業(yè)領域已經標準化的成果這一方式，而不能抄錄。

（2)引用具體內容時，有時需引用最新版本。如果把需引用的內容抄錄下來，當被引用標準修訂后，這些內容可能會出現(xiàn)變化;而引用其內容的標準卻不能同步變化或更新，這就造成同類的內容在不同標準中的規(guī)定有差異，喪失了標準的協(xié)調性。

（3)抄錄可能造成標準篇幅過大，還可能造成斷章取義或其他抄錄錯誤。

2.2 "引用標準"與"引用文件"

早期標準中，這章標題為“引用標準”，可見早期標準對于引用僅限于標準類文件。而現(xiàn)行標準制定中，不僅可引用標準類文件，還可引用非標準類文件，如國家標準化指導性技術文件，范圍擴大了。

2.3 關于"規(guī)范性引用"

規(guī)范性引用是指標準正文中引用了某文件或其條款后，該文件或其條款即成為標準整體不可分割的組成部分，所引用的文件或其條款與標準中的規(guī)范性要求具有同等的效力，使用標準時同樣應遵守。規(guī)范性引用的典型表述形式為：“……應符合……的規(guī)定”、“……應按照……的要求”等。

與“規(guī)范性引用”相對的是“資料性引用”，它是指標準中引用了某文件后，該文件中的內容并不構成標準中的規(guī)范性內容，使用標準時也不需遵守，這些內容只是提供一些參考的信息或資料。資料性引用的典型表述形式為：“……參見……的內容”、“……中給出了進一步的說明”等。

只有規(guī)范性引用的文件需要且必須列入這章中。如需給出資料性引用的文件，則將其列入?yún)⒖嘉墨I中。

2.4 注日期與不注日期

最新的“規(guī)范性引用文件”一章的引導語（文件清單前的一段話)主要是談標準引用文件的注日期與不注日期的問題。注日期引用文件是指在清單中給出所引文件的完整編號，即必須指明所引文件的年號或版本號;不注日期引用文件是指在引用時未提及所引文件的年號或版本號。在標準使用過程中，不注日期引用文件在任何時候都自動采用所引文件的最新版本;注日期引用文件則須按清單中的文件版本，而不論其是否為最新版本。這意味著，如果沒有另外明確的標準文件廢止規(guī)定，不同年號（版本)的標準文件均是有效的。因為任何一個標準都可能隨時在被引用，如果在其修訂發(fā)布的同時，廢止了修訂前的版本，而在有效期中引用其原先版本的其他標準不可能及時、同步地修訂，這就出現(xiàn)了這些標準中存在廢止標準的內容，這是不協(xié)調的。因此，我國在《標準化法》實施后，就逐步改變了在標準修訂重新發(fā)布的同時廢止前一版本的做法。

那這是否又意味著：在實施或引用標準時，面對不同版本的標準可隨意選擇使用嗎？筆者認為：應鼓勵使用最新版本的標準。舊版本不被立即廢止是由于其可能正被現(xiàn)行有效標準所引用而不能廢止的無奈之舉。

2.5 避免誤讀

面對這章給出的文件清單，標準使用者特別是初次接觸標準的人員，可能覺得該清單就如科技文章中的參考文獻一樣，是標準編寫的依據(jù)或參考來源。其實不然，清單列出的僅是標準正文中規(guī)范性引用的所有文件。標準參考和依據(jù)的文件恰恰不會列入這個清單。

3 關于“術語和坐標軸的命名”

這章由機床運動圖和術語表構成，每種型式的機床都給出機床運動圖和術語表。機床運動圖包含機床坐標系和運動的命名，術語表命名了機床的主要術語。

3.1 機床坐標系

3.1.1 名稱

機床坐標系是一個右手直角坐標系，3個主要軸稱為X軸、Y軸和Z軸;繞X軸、Y軸和Z軸回轉的軸分別稱為A軸、B軸和C軸。這里的“右手”所包含的意思是：

（1)將右手的大拇指、食指和中指擺成互相垂直狀，則3個手指分別指向X軸、Y軸和Z軸的正方向。坐標系3個軸的相互位置永遠不變。

（2)用右手分別握住X軸、Y軸和Z軸時，大拇指的指向分別為各軸的正方向，則其余四指的指向分別為A軸、B軸和C軸的正方向。

3.1.2 原點

機床坐標系原點位置由機床制造廠規(guī)定。

3.1.3 機床坐標軸的確定

首先確定Z軸及其方向，其次確定X軸及其方向。如需Y軸，可利用右手法則確定其方向。Z軸、X軸及其方向的確定原則見GB/T 19660—2005[2]。

3.1.4 機床坐標系示例

圖1是GB/T 19361—2003單立柱型單向走絲電火花線切割機床的運動圖[3]。圖中右下角為機床坐標系。

圖1 單向走絲電火花線切割機床運動圖

由于單立柱型單向走絲電火花線切割機床是無主軸切削機床，按GB/T 19660—2005的規(guī)定，其Z軸應垂直于工件裝卡面，方向是從工件到頭架，+Z軸方向為離開地面的方向;而X軸一般為水平方向，平行于且指向主要切削方向。但對于單向走絲電火花線切割機床來說，認定其水平方向上的哪個方向是主要切削方向是較困難的。所以，標準中的坐標軸是沿用ISO 841（GB/T 19660所采用的國際標準)早期版本的原則確定的，即面對機床正面，右手方向為+X軸方向。

3.2 機床的運動

機床的加工動作通過機床的運動實現(xiàn)，而機床的運動由其某些部件帶動刀具或工件移動來體現(xiàn)。

3.2.1 機床運動名稱和方向

平行于機床坐標系各直線軸的運動為機床主要的直線運動，分別命名為X、Y、Z。繞機床坐標系一個或一個以上主要直線軸的回轉運動為機床主要的回轉運動，分別命名為A、B和C。

機床除主要直線運動外，還有平行 (也可不平行)于它們的第二直線運動、第三直線運動時，則分別命名為 U、V、W 及 P、Q、R。

機床除主要回轉運動外，還有次要的回轉運動時，則命名為D、E。

表示運動方向時，可在運動符號前加 “+”或“-”，如+X、+Y，-Z、-A 等。

3.2.2 刀具移動和工件移動

刀具移動時，其正方向與軸的正方向相同，運動命名與3.2.1相同。工件移動時，其正方向與軸的正方向相反，運動命名是在運動名稱上加 “′”，如X′、Y′、A′、W′等。 可見，-X 方向等同于+X′方向。

3.2.3 實際理解和運用

在機床制造和標準中，人們往往把機床運動直接稱為坐標軸的運動，如X運動就稱為X軸運動，A運動就稱為A軸運動。在標準中更是把帶動刀具或工件移動的部件稱為坐標軸。如圖1所示，滑板運動表示為Y′軸運動，工作臺運動表示為X′軸運動，等等。

3.2.4 機床運動解析示例

圖 1給出了 X、Y、Z、U、V 運動 （或稱 X 軸、Y軸、Z軸、U軸、V軸運動)。不難發(fā)現(xiàn)，X軸、Y軸運動是由工件移動決定的，故其右上角加了“′”;Z軸、U軸、V軸運動是由刀具移動決定的。

3.3 術語

在這一章中，針對每種機床型式，還給出了與機床運動相關的主要零部件的術語表。其實，這些并非標準中的術語，因為：①標準編寫要求規(guī)定，非術語標準中，術語和定義的編寫不應采用表格的形式編排[4];② 非術語標準中，術語和定義是將標準正文中出現(xiàn)的一些可能會引起歧義的詞語列出并作出解釋。而該表列出的所謂術語，既非全部在標準正文中出現(xiàn)，也未按要求給出釋義。這里所指的術語僅僅指機床及其零部件的名稱。

[1] 全國特種加工機床標準化技術委員會.GB/T 5291.1—2001 電火花成形機 精度檢驗 第1部分：單立柱機床（十字工作臺型和固定工作臺型)[S].北京：中國標準出版社，2002.

[2] 全國工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會.GB/T 19660—2005 工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成 機床數(shù)值控制坐標系和運動命名[S].北京：中國標準出版社，2005.

[3] 全國特種加工機床標準化技術委員會.GB/T 19361—2003 電火花線切割機 （單向走絲型) 精度檢驗[S].北京：中國標準出版社，2004.

[4] 白殿一，逄征虎，劉慎齋，等.標準的編寫[M].北京：中國標準出版社，2009.