GBT 20317-2023 熔融挤出沉积成形机床 精度检验（正式版）

熔融挤出沉积成形机床精度检验2023-12-28发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T20317—2023 I引言 Ⅱ1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4结构及参数 5通则 26几何精度检验 47定位精度检验 8加工精度检验 图1机床结构示意 2图2试件结构及尺寸示意 表1试件尺寸精度汇总表 表2偏差频次统计表 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T20317—2006《熔融沉积快速成形机床精度检验》和GB/T20318—2006《熔融沉积快速成形机床参数》,与GB/T20317—2006和GB/T20318—2006相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：参数值，增加了成形平台尺寸与运动轴行程的相对尺寸要求(见第4章，GB/T20318—2006的表1);——更改了X轴运动直线度检查的X、Y坐标方向(见6.1的G1项，GB/T20317—2006的5.1的G1项);——更改了几何精度检验和定位精度检验中的检验步骤(见第6章和第7章，GB/T20317—2006的第5章和第6章);——更改了“加工精度检验”一章的结构，删除了附录A;增加了试件加工条件和检测方法，更改了结果统计分析方法和置信度指标(见第8章，GB/T20317—2006的第7章和附录A)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国特种加工机床标准化技术委员会(SAC/TC161)归口。本文件起草单位：武义斯汀纳睿三维科技有限公司、江苏铭亚科技有限公司、无锡市检验检测认证研究院、威斯坦(厦门)实业有限公司、深圳协同创新高科技发展有限公司、西安增材制造国家研究院有限公司、苏州电加工机床研究所有限公司、清华大学、徐州铭顺佰成科技有限公司、中机研标准技术研究院(北京)有限公司、中国重汽集团济南动力有限公司、徐州唯佳新材料科技有限公司、苏州玖钧智能装备有限公司。本文件主要起草人：张晓军、刘一胜、朱应陈、张平源、姚彩虹、侯颖、王应、林峰、单莹莹、薛莲、本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——GB/T20317,2006年首次发布；——GB/T20318,2006年首次发布；——本次为第一次修订。ⅡGB/T20317—2006《熔融沉积快速成形机床精度检验》和GB/T20318—2006《熔融沉积快速成形机床参数》是我国最早制定的增材制造行业的机床精度检验国家标准。经过十多年的技术发展，熔融沉积快速成形机床在精度检验和参数等方面均随着产品应用的推广和技术成熟度的提升而逐步明确和规范。本文件结合当前熔融挤出沉积成形机床的设计、生产、使用等需求，在机床结构、参数、精度等方面，对2006年版的标准进行了整合修订。1熔融挤出沉积成形机床精度检验本文件规定了熔融挤出沉积成形机床的结构及参数、通则、几何精度检验、定位精度检验及加工精度检验。本文件还给出了与上述检验相对应的公差值。本文件适用于熔融挤出沉积成形机床精度的检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T14896.7特种加工机床术语第7部分：增材制造机床GB/T17421.1—2023机床检验通则第1部分：在无负荷或准静态条件下机床的几何精度GB/T17421.2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/T19764—2005优先数和优先数化整值系列的选用指南3术语和定义GB/T14896.7界定的术语和定义适用于本文件。4结构及参数4.1熔融挤出沉积成形机床(以下简称“机床”)的结构示意见图1。4.2设计X轴、Y轴和Z轴方向上的行程时，优先选用GB/T19764—2005中R'10数系(公比为4.3成形平台各边长(或直径)不应小于相应X轴和Y轴行程20mm。4.4设计喷头直径时，优先选用GB/T19764—2005中R'20数系(公比为1.12)。2+.J”2—-成形室；3——喷头；4——横梁；5——成形平台。图1机床结构示意在本文件中，所有线性尺寸、偏差及相应的公差未注明单位的均用毫米(mm)表示。使用本文件时应按照GB/T17421.1—2023,特别是机床检验前的安装及其他运动件的预热、计量方法的说明和检验设备的推荐精度。在第6章～第7章“检验步骤”栏中，来自GB/T17421.1—2023的检验项目应按照GB/T17421.1—2023具体条文的规定进行。每项几何精度检验都给出了公差(见机床检验前，应根据制造商/供应商的推荐值对机床进行水平调整(见GB/T17421.1—2023中35.4检验次序本文件给出的几何精度检验项目的顺序，并不表示限定的实际检验次序。为便于测量仪器的装拆，检验可按任意次序进行。5.5检验实施检验机床时，并非有必要或有可能执行本文件所给出的全部检验项目。当检验出于验收目的时，在与制造商/供应商达成一致的情况下，由用户自行选择其关心的检验项目。在订购机床时，应明确指定检验项目。未明确规定具体检验项目及未就相应检验费用达成一致时，仅引用本文件作为验收检验，不能被视为对任何缔约方具有约束力。第6章、第7章中所指定的测量仪器仅是范例，也可使用具有相同测量范围和相同或更高精度的其他仪器。指示器应有0.01mm或更高的分辨率。为简化起见，第6章、第7章中的图示为机床的部分结构示意。当内置软件功能可用于补偿几何、定位轮廓和/或热偏差时，根据机床的预期用途，这些软件应在制造商/供应商与用户同意的情况下使用。使用软件补偿时，应在检验报告中说明。应注意，当使用软件补偿时，出于检验目的坐标轴不应被锁定。5.9最小公差在几何精度检验中，实测长度与本文件给出的长度不同时，公差可通过比例法确定(见GB/T17421.1—2023中4.1.2),最小公差值应计到0.02mm。5.10定位精度检验及引用GB/T17421.2定位精度检验时，特别是在环境条件、机床预热、测量方法及结果的计算和数据处理方面，应按照GB/T17421.2的要求。每项定位精度检验都给出了公差(见P1～P3)。5.11加工精度检验采用标准试件评估机床的加工精度，见第8章。在用户与制造商/供应商协商一致的情况下，也可采用其他试件或更高精度要求的试件进行评估。46几何精度检验项目X轴运动直线度：a)在XY水平面内；简图简图公差对于a)和b),任意300测量长度上为0.05。注：若运动轴行程低于300,选取整个运动行程作为测量长度。测量仪器平尺、线性位移传感器、量块，或光学测量仪器。指示器固定在喷头上。a)在XY平面内调整平尺，使其与X方向平行，线性位移传感器触及平尺。在整个测量长度上移动X轴并记录线性位移传感器读数，读数最大差值即为误差值。b)在ZX平面内按同样方法重复检查。5项目Y轴运动直线度：a)在XY水平面内；简图公差对于a)和b),任意300测量长度上为0.05。注：若运动轴行程低于300,选取整个运动行程作为测量长度。测量仪器平尺、线性位移传感器、量块，或光学测量仪器。线性位移传感器固定在喷头上。a)在XY平面内调整平尺，使其与Y方向平行，线性位移传感器触及平尺。在整个测量长度上移动Y轴并记录指示器读数，读数最大差值即为误差值。b)在YZ平面内按同样方法重复检查。6项目G3X轴运动和Y轴运动的垂直度。简图(公差任意300测量长度上为0.08。注：若运动轴行程低于300,选取整个运动行程作为测量长度。测量仪器平尺、角尺、线性位移传感器，或光学测量仪器。在成形平台上调整平尺，使其与X方向平行，并将角尺紧靠在平尺上。线性位移传感器固定在喷头上并使之触及角尺。在整个测量长度上移动Y轴并记录读数，按GB/T17421.1—2023中3.6.7计算出两线性轴之间的垂直度误差。也可以只使用角尺，此时：a)角尺长边与X方向平行；b)再检查Y轴运动方向与角尺短边之间的平行度。7项目a)X轴运动的垂直度；b)Y轴运动的垂直度。简图公差对于a)和b),任意300测量长度上为0.08。注：若运动轴行程低于300,选取整个运动行程作为测量长度。圆柱角尺、平板、调整块、线性位移传感器，或光学测量仪器。平板放置在成形平台上，调整平板使其平面与X方向和Y方向均平行。圆柱角尺放置在平板上。线性位移传感器固定在喷头上。a)使线性位移传感器沿X方向触及圆柱角尺，在整个测量长度上沿Z方向移动成形平台并记录若干个位置的读数，按GB/T17421.1—2023中3.6.7计算出两线性轴之间的垂直度b)在Y方向上按同样方法重复检查。8项目成形平台台面的平面度。简图0X公差在500测量长度内为0.08;长度每增加100,公差值增加0.01。注：测量长度指O—X和O—Y中较长边的长度。测量仪器精密水平仪或平尺、量块、线性位移传感器或光学仪器，或其他仪器。精密水平仪放置在成形平台台面上，按照相应长度在X方向和Y方向上逐步移动，并记录读数。每个方向的角度测量方法按照GB/T17421.1—2023中12.1.3的规定。平面度误差应根据GB/T17421.1—2023中12.2.4.2计算并记录。9项目成形平台台面与a)X轴运动的平行度；b)Y轴运动的平行度。简图公差对于a)和b),任意300测量长度上为0.08。注：若运动轴行程低于300,选取整个运动行程作为测量长度。测量仪器平尺、线性位移传感器、量块，或光学方法。线性位移传感器固定在喷头上。a)平尺沿X方向放置在量块上，在整个测量长度上移动X轴并记录读数，线性运动作用点轨迹的参考直线与成形平台台面基准之间的角度即为平行度误差。b)在Y方向上按同样方法重复检查。7定位精度检验项目P1X轴运动的定位精度、重复定位精度和反向差值。简图YY公差测量长度双向定位精度A双向重复定位精度R反向差值B平均反向差值B双向系统定位偏差E平均双向定位偏差范围M测量仪器激光测量仪器或线性标尺。检验时线性标尺或激光测量仪器的光束轴线应与被检轴平行。原则上采用快速进给定位方式，也可由用户和制造商/供应商协商采用适宜的进给速度。项目Y轴运动的定位精度、重复定位精度和反向差值。简图)Z’公差测量长度>500～1000双向定位精度A双向重复定位精度R反向差值B平均反向差值B双向系统定位偏差E平均双向定位偏差范围M测量仪器激光测量仪器或线性标尺。检验时线性标尺或激光测量仪器的光束轴线应与被检轴平行。原则上采用快速进给定位方式，也可由用户和制造商/供应商协商采用适宜的进给速度。项目Z轴运动的定位精度和重复定位精度。简图公差双向定位精度A双向重复定位精度R激光测量仪器或线性标尺。检验时线性标尺或激光测量仪器的光束轴线应与被检轴平行。原则上采用快速进给定位方式，也可由用户和制造商/供应商协商采用适宜的进给速度。8加工精度检验8.1试件的结构和尺寸采用试件评估机床的加工精度，其结构及尺寸如图2和表1所示。AA—A图2试件结构及尺寸示意表1