GB/T 41509-2022 綠色制造 干式切削工藝性能評價規(guī)范（正式版）

ICS25.010CCSJ30國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T41509—2022 I 2規(guī)范性引用文件 2 3 3 3 4 5附錄A(規(guī)范性)評價指標(biāo)及評測方法 7附錄B(規(guī)范性)評價指標(biāo)加權(quán)綜合評價計算方法 附錄C(資料性)報告模板 IGB/T41509—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國綠色制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC337)提出并歸口?？罩圃旒夹g(shù)研究院、青島理工大學(xué)、中機(jī)研標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(北京)有限公司、匯專科技集團(tuán)股份有限公有限公司。1GB/T41509—2022綠色制造干式切削工藝性能評價規(guī)范本文件適用于干式切削加工工藝性能分析和評價。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T230.1—2018金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB3095—2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T3785.1—2010電聲學(xué)聲級計第1部分：規(guī)范GB/T17248.1—2000聲學(xué)機(jī)器和設(shè)備發(fā)射的噪聲測定工作位置和其他指定位置發(fā)射聲壓級的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)使用導(dǎo)則機(jī)床檢驗通則第3部分：熱效應(yīng)的確定機(jī)床檢驗通則第5部分：噪聲發(fā)射的確定產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法測量標(biāo)準(zhǔn)第1部分：實物測量標(biāo)準(zhǔn)GB/T23573—200923574—200924179—200931310—2014金屬切削機(jī)床粉塵濃度的測量方法金屬切削機(jī)床油霧濃度的測量方法金屬材料殘余應(yīng)力測定壓痕應(yīng)變法金屬材料殘余應(yīng)力測定鉆孔應(yīng)變法HJ618—2011環(huán)境空氣PMo和PM2.5的測定重量法3術(shù)語和定義在切削過程中不使用任何切削液的工藝方法。工藝適應(yīng)實際生產(chǎn)的能力。2GB/T41509—20223.3材料去除率materialremovalrate單位時間里所去除材料的體積。3.4機(jī)床切削過程中去除單位體積工件材料所消耗的機(jī)床總能量。3.53.6機(jī)床熱穩(wěn)定性thermalstabilityofmachinetool3.73.8加工成本processingcost產(chǎn)折舊等)等相關(guān)的經(jīng)濟(jì)成本。4基本原則干式切削工藝性能評價流程應(yīng)覆蓋所界定的目標(biāo)4.4先進(jìn)性原則注點。4.5實用性原則3GB/T41509—20225指標(biāo)體系應(yīng)按附錄A的規(guī)定執(zhí)行。評價指標(biāo)參考值應(yīng)根據(jù)實用性原則，由評價方根據(jù)工藝基本要求、行業(yè)經(jīng)驗或相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選取。注：評價指標(biāo)參考值是評價指標(biāo)應(yīng)該達(dá)到的最低要求值。注：評價指標(biāo)目標(biāo)值是評價指標(biāo)應(yīng)該達(dá)到的最高要求值。6評價方法6.1評價工作可由任一方組織實施。當(dāng)評價結(jié)果用于對外公布時，則評價方至少應(yīng)包括獨立于利益相6.3評價應(yīng)采用指標(biāo)加權(quán)綜合評分的方法。各項指標(biāo)加權(quán)綜合評分的總分為100分，指標(biāo)得分根據(jù)評判依據(jù)在0分和100分之間取值。評價指標(biāo)加權(quán)綜合評價計算方法應(yīng)按附錄B的規(guī)定執(zhí)行。業(yè)要求的數(shù)值；b)國家或行業(yè)對評價基準(zhǔn)值尚無明確要求的，由評價方在行業(yè)內(nèi)通過調(diào)研或?qū)嶋H檢測獲取。7評價流程4工藝性能改進(jìn)GB/T41509—2022工藝性能改進(jìn)范圍技術(shù)屬性評價結(jié)果分析評價報告圖1干式切削工藝性能評價流程示意圖8評價要求8.1基本要求實施綠色制造干式切削的相關(guān)方應(yīng)以機(jī)械行業(yè)先進(jìn)技術(shù)、工藝、設(shè)備、原材料和節(jié)能環(huán)保措施為基8.2界定評價目標(biāo)及范圍評價時，應(yīng)根據(jù)干式切削工藝類型和加工對象界定評價目標(biāo)及范圍，應(yīng)聲明開展評價的具體目標(biāo)和藝條件進(jìn)行測試和評價。8.3數(shù)據(jù)采集評價時，應(yīng)根據(jù)評價計算方法和評價指標(biāo)判定依據(jù)，應(yīng)說明數(shù)據(jù)采集所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)處理過程以及相關(guān)數(shù)據(jù)來源，并聲明數(shù)據(jù)適應(yīng)的條件和范圍，保證數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性、有效5GB/T41509—2022斷所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合理性。評價指標(biāo)評測應(yīng)依據(jù)附錄A的要求進(jìn)行。指標(biāo)權(quán)重應(yīng)通過專家打分的形式來確定，指標(biāo)權(quán)重應(yīng)按附錄B的規(guī)定進(jìn)行計算。打分專家應(yīng)熟悉指標(biāo)參考值和目標(biāo)值的制定應(yīng)有明確的評判依據(jù)，并獲得評價相關(guān)方的一致認(rèn)可。各指標(biāo)無量綱化處理應(yīng)按附錄B的規(guī)定進(jìn)行計算。綜合評價值通過對三級指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計算獲得，應(yīng)按附錄B的規(guī)定進(jìn)行計算。能運行設(shè)計等。刀具優(yōu)化措施應(yīng)至少包括合理選擇刀具基體材料與涂層材料；刀工藝參數(shù)優(yōu)化措施應(yīng)至少包括通過單因素或多因素優(yōu)化方法，對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以改進(jìn)干式切9評價報告干式切削工藝性能評價報告主要包括下列內(nèi)容：b)評價任務(wù)和目的要求；6GB/T41509—2022d)評價指標(biāo)評測說明；h)評價相關(guān)人員與機(jī)構(gòu)等。評價報告模板參見附錄C。7GB/T41509—2022(規(guī)范性)評價指標(biāo)及評測方法干式切削工藝性能評價指標(biāo)見表A.1。一級指標(biāo)二級指標(biāo)三級指標(biāo)評測依據(jù)技術(shù)屬性切削效率材料去除率/(mm3/s)按A.2的規(guī)定測定加工表面完整性表面粗糙度/μm按GB/T19067.1—2003的規(guī)定進(jìn)行測定殘余應(yīng)力/MPa按GB/T24179—2009或GB/T31310—2014的規(guī)定進(jìn)行測定表面硬度(HRC)按GB/T230.1—2018的規(guī)定進(jìn)行測定機(jī)床熱穩(wěn)定性按A.3的規(guī)定測定熱致加工誤差按A.4的規(guī)定測定經(jīng)濟(jì)屬性刀具經(jīng)濟(jì)壽命刀具加工的工件總數(shù)按GB/T16460—2016、GB/T16461—2016的規(guī)定進(jìn)行測定加工成本單件加工成本/(元/件)按A.6的規(guī)定測定環(huán)境屬性機(jī)床能效機(jī)床切削比能/(J/mm3)按A.7的規(guī)定測定環(huán)境排放粉塵排放/(mg/m3)按GB3095—2012規(guī)定的污染物排放限值選取，或按照GB/T23573—2009、HJ618—2011的規(guī)定進(jìn)行測定油霧排放/(mg/m?)按GB/T23574—2009的規(guī)定進(jìn)行測定噪聲排放/dB按GB/T17248.1—2000、GB/T17421.5—2015的規(guī)定進(jìn)行測定A.2切削效率切削效率利用材料去除率進(jìn)行評價。材料去除率應(yīng)按公式(A.1)計算，材料去除體積為工序開始和結(jié)束時工件體積的變化量，材料去除時間可通過機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)或計時器獲取。Qz——材料去除率，單位為立方毫米每秒(mm?/s);8A.3加工表面完整性加工表面完整性可通過表面粗糙度、殘余應(yīng)力、表面硬度進(jìn)行評定，應(yīng)符合下列規(guī)定：a)表面粗糙度應(yīng)按GB/T19067.1—2003的規(guī)定進(jìn)行評測；b)殘余應(yīng)力應(yīng)按GB/T24179—2009或GB/T31310—2014的規(guī)定進(jìn)行評測；c)表面硬度應(yīng)按GB/T230.1—2018的規(guī)定進(jìn)行評測。A.4機(jī)床熱穩(wěn)定性機(jī)床熱穩(wěn)定性應(yīng)按照機(jī)床熱效應(yīng)引起的機(jī)床零部件目標(biāo)點空間位置變化量進(jìn)行評定。機(jī)床熱效應(yīng)引起的機(jī)床零部件目標(biāo)點空間位置變化量應(yīng)按GB/T17421.3—2009規(guī)定的方法進(jìn)行測定，目標(biāo)點應(yīng)至少包括機(jī)床各主軸軸線端點、刀具端面、工件夾持點等。其中目標(biāo)點i的空間位置變化量應(yīng)按公i——機(jī)床上目標(biāo)點的編號；△i.mt——目標(biāo)點i的空間位置變化量；A;,bal(xi,bal,Yi,bal,≈,bal)——目標(biāo)點i在機(jī)床熱平衡狀態(tài)下的空間坐標(biāo)；Aj.ini(x;.ini,yi.ini,2j.ini)——目標(biāo)點i在機(jī)床初始狀態(tài)下的空間坐標(biāo)。A.5熱致加工誤差熱致加工誤差可通過測量工件的特征尺寸獲得，按照未進(jìn)行誤差補(bǔ)償條件下的工件特征尺寸變化范圍進(jìn)行評定。工件特征尺寸變化范圍應(yīng)按公式(A.3)計算?！鳌ぜ卣鞒叽缱兓秶?，單位為毫米(mm);?init——初始加工時，室溫條件下所測得的工件特征尺寸，單位為毫米(mm);δ——機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)時，室溫條件下所測得的工件特征尺寸，單位為毫米(mm)。A.6刀具經(jīng)濟(jì)壽命刀具經(jīng)濟(jì)壽命應(yīng)按公式(A.4)計算。Ntotal——刀具加工的工件總數(shù)；Nr.i——刀具單次刃磨加工的工件數(shù)；Mre.——刀具刃磨次數(shù)。刀具壽命的評測應(yīng)按照GB/T16460—2016、GB/T16461—2016的要求進(jìn)行。A.7加工成本加工成本宜采用單件加工成本進(jìn)行評價。單件加工成本為一段切削時間內(nèi)的加工總成本與加工工件數(shù)之間的比值，按公式(A.5)計算?？偝杀九c產(chǎn)品原輔材料、刀具、以及制造費用(包括人員工資、水電氣費用、固定資產(chǎn)折舊等)等相關(guān)。9式中：Cm——單件加工成本，單位為元每件；Cm——原材料費用，單位為元；Cam——輔助材料費用，單位為元；Ce——刀具費用，單位為元；Nt——加工工件數(shù)，單位為件。A.8機(jī)床能效GB/T41509—2022…………(A.5)機(jī)床能效宜采用機(jī)床切削比能進(jìn)行評價，機(jī)床切削比能應(yīng)按公式(A.6)計算。去除工件材料的機(jī)床能耗可通過電能表或功率測量儀測量?！?A.6)式中：ecse——機(jī)床切削比能，單位為焦耳每立方毫米(J/mm3)。A.9環(huán)境排放A.9.1粉塵排放干式切削工藝粉塵排放由粉塵濃度和PM25、PM?o濃度表示。粉塵濃度應(yīng)按照GB/T23573—2009規(guī)定的方法進(jìn)行測量。粉塵的濃度值應(yīng)按公式(A.7)計算。PM2.5和PM?o的濃度應(yīng)按照HJ618—2011規(guī)定的方法進(jìn)行測量，PM2.5、PM的濃度值應(yīng)按公式(A.8)計算?！?A.7)…………(A.8)式中：Np——粉塵濃度值，單位為毫克每立方米(mg/m3);M?——機(jī)床工作時油霧濃度測量采樣前濾膜質(zhì)量，單位為毫克(mg);M?——機(jī)床工作時油霧濃度測量采樣后濾膜和粉塵的質(zhì)量，單位為毫克(mg);Q——采樣的抽氣流量，單位為立方米每分(m3/min);t——采樣時間，單位為分(min);p——PM?.5、PM10的濃度值，單位為毫克每立方米(mg/m3);W?——采樣后濾膜的質(zhì)量，單位為毫克(mg);W?——采樣前濾膜的質(zhì)量，單位為毫克(mg);V——已換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(101324.72Pa,273.15K)下的采樣體積，單位為立方米(m3)。A.9.2油霧排放油霧排放可由機(jī)床周邊油霧濃度表示。機(jī)床周邊油霧濃度應(yīng)按照GB/T23574—2009規(guī)定進(jìn)行測量和計算。機(jī)床周邊油霧濃度應(yīng)按公式(A.9)～公式(A.13)計算。注：油霧濃度指單位體積空氣中油霧的質(zhì)量。GB/T41509—2022NoM=N?N?…………(A.9)N?=1000×(M?—M?)/V?…………(A.10)N?=1000×(M?—M?)/V?…………(A.11)…………(A.12)V,=q、t式中：NoM——機(jī)床周邊油霧濃度值，單位為毫克每立方米(mg/m3);N?——機(jī)床工作時機(jī)床周邊的油霧濃度值，單位為毫克每立方米(mg/m3);N?——機(jī)床工作前機(jī)床周邊的油霧濃度值，單位為毫克每立方米(mg/m3);M?———機(jī)床工作時油霧濃度測量采樣前濾膜質(zhì)量，單位為毫克(mg);M?———機(jī)床工作時油霧濃度測量采樣后濾膜質(zhì)量，單位為毫克(mg);M?——機(jī)床工作前油霧濃度測量采樣前濾膜質(zhì)量，單位為毫克(mg);M機(jī)床工作前油霧濃度測量采樣后濾膜質(zhì)量，單位為毫克(mg);V?——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣空氣體積，單位為立方米(m3);V,——實際采樣空氣體積，單位為立方米(m3);q、——采樣時抽氣流量，單位為立方米每分(m3/min);T—---采樣時環(huán)境溫度，單位為攝氏度(℃);p——采樣時大氣壓力，單位為帕斯卡(Pa)。A.9.3噪聲排放干式切削工藝噪聲排放的測量儀器應(yīng)使用GB/T3785.1—2010規(guī)定的1級或2級聲級計或與該聲級計的準(zhǔn)確度相當(dāng)?shù)钠渌麥y量儀器。噪聲排放的測量條件、測量方法應(yīng)按照GB/T17248.1—2000、GB/T17421.5—2015的要求執(zhí)行。發(fā)射聲壓級宜采用IEC60651規(guī)定的時間計權(quán)和頻率計權(quán)進(jìn)行測量，發(fā)射聲壓級應(yīng)按公式(A.14)計算。式中：Lp———發(fā)射聲壓級，單位為分貝(dB);P(t)——發(fā)射聲壓有效值，單位為帕斯卡(Pa);…………(規(guī)范性)評價指標(biāo)加權(quán)綜合評價計算方法B.1評價指標(biāo)權(quán)重的確定評價時，應(yīng)邀請不少于3名專家，采用專家打分法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重，應(yīng)分別按百分制進(jìn)行打分。各三級指標(biāo)的權(quán)重分配宜參照表B.1進(jìn)行計算。表B.1評價指標(biāo)權(quán)重計算表評價指標(biāo)專家1打分專家2打分專家n打分各指標(biāo)打分總和權(quán)重w;技術(shù)屬性材料去除率C?.1C?.2w?=ZC?.;/(∑C?.;+ZC?,十…十ZC?2.j)表面粗糙度C?.1C2.2C?,w?=2C?,;/(ZC?,;+ΣC?,十…+∑C?2,j)殘余應(yīng)力…表面硬度機(jī)床熱穩(wěn)定性熱致加工誤差…經(jīng)濟(jì)屬性刀具加工的工件總數(shù)…單件加工成本環(huán)境屬性機(jī)床切削比能……粉塵排放油霧排放噪聲排放C12,1C12.2C12.SC12.W12=ZC??,;/(∑C,,+ZC?十…+C?2,j)合計ZC;,=100Zw=1B.2評價指標(biāo)的無量綱化處理干式切削工藝性能評價指標(biāo)的評價值(V;)可通過其參考值和目標(biāo)值進(jìn)行確定，計算方法參見公式(B.1)。