近期，在2020年度国家科学技术奖励大会上，由航空工业成飞牵头攻关的“五轴联动数控机床S形试件检测方法及加工精度提升技术”获得国家科技进步二等奖。作为我国金属切削领域唯一一个获得正式立项的国际标准，S形试件从何而来？看似简单的S形试件何以成为检验五轴机床加工性能的标准？

公认标准不合时宜，我们自己干！

20世纪90年代，我国航空工业成飞开始使用五轴联动数控机床加工零件，但是在操作中却频频发生零件铣伤事故。经过深入了解才发现，原来是20多年前制定的验收标准，已经不能满足当下高端机床检测的需要了。

制定全新的五轴数控机床精度测试和评价标准是当时一个世界性难题，但中国决定无论如何都要啃下这块硬骨头。攻关团队历经反复的论证和大量的试切、修正，终于在1999年正式提出一种综合变曲率、跨奇异、变扭曲特征的S形试件作为五轴联动数控机床验收标准。

S形试件

在随后的20年里，S形试件在应用中得到不断优化完善，并且逐渐被行业认可。终于在2019年12月12日，国际标准化组织机床技术委员会全票通过S形试件最终版国际标准草案，正式同意将S形试件列为国际标准。

国际标准化组织机床技术委员会

到航空工业成飞参观S形试件切削现场

S形试件何以成为检验标准？

S形试件，看似简单，只是一个S形的曲线（它由一个呈S形状、3~8mm的直纹面等厚缘条和一个矩形基座组合而成），但实际上这个曲线却非常巧妙地将航空零件的若干加工特征集成了起来，所有的加工特征集成在了这个S形的工件上面。只要五轴机床能够加工合格的S形试件，那么该五轴机床就完全可以安全用于加工航空零件，特别是加工一些复杂型面的薄壁零件。

S形试件

加工难点：

1. “S”试件壁薄

2. 频繁换向

3. 光洁度要求高

4. 轮廓尺寸要求高

5. 回转轴与直线轴传动刚度的匹配

 沈阳机床加工S形试件过程（点击观看视频）

S形试件主要用于检测五轴联动机床动态加工精度，它可以检验整机的几何精度、定位精度、综合加工效率、综合表面加工质量、整机振动及颤振等一系列问题，也可以发现和寻找影响机床加工精度的故障原因，并可以解决机床精度丧失或降低后修复问题等。

标准之外，是对高精度机床的追求

制定机床加工精度检验标准的目的是保证机床发挥最大效用，这也从侧面反映出机床人对高精度机床的不懈追求。随着高端制造技术的进步，各机床品牌不断推出更高精度的机床设备，每年3月一大批代表最新技术的高精度机床都在ITES深圳工业展现场展出，亲临展会零距离接触机床，与技术人员面对面沟通。

牧野

牧野集团专业生产全球高度精准与高质量的金属切削与EDM机床，其中包括卧式加工中心、立式加工中心、五轴加工中心、石墨加工中心和电火花线切割机与电火花成型加工机床。牧野坚守高精密、高效率、高稳定性的理念，为客户提供始终如一的高品质产品，为汽车、航空及模具加工行业提供柔性加工革新方案。

2021 ITES现场

赫克

美国赫克(HURCO)公司是一家专业开发数控系统和生产高性能数控机床的工业自动化制造商，将展出立式加工中心，产品广泛应用于航天航空、国防、汽车、医药仪器、能源、通讯及计算机等行业。

2021 ITES现场

斗山

斗山机床生产国内领先的高效率数控车床、数控加工中心、数控镗铣床、龙门加工中心以及线切割机等近百种型号机床。为汽车、航空、IT、能源等高附加值行业提供精密加工设备。

2021 ITES现场

宝力

宝力集团是中国自动化设备集成商及机械代理商，宝力将展出日本ROKU-ROKU加工中心，日本ROKU-ROKU碌碌产业株式会社，是生产微细孔加工机床的著名企业，在微细孔、小刀具清角加工、镜面加工、超硬材质加工等领域颇有建树。产品应用于医疗、汽车、模具等行业。

2021 ITES现场

普锐米勒

普锐米勒机床一直专注于五轴加工中心机床和高速、高精密加工中心机床的制造，将展出五轴加工中心，产品主要应用于模具、汽车等领域。

2021 ITES现场