“S”形试件的主体是一个呈“S”形走向的由扭曲曲面形成的等厚度缘条,缘条与坐标平面的夹角连续变化。“S”形试件具有薄壁特征,它来源于典型航空结构,其加工状况反映了机床的刚性、振动等特性。
随着现代制造技术的发展,五轴联动数控加工设备在中国得到了广泛的应用,也成为国家制造装备业发展的重点。五轴联动数控机床的精度检测是机床调试和机床验收的关键环节。对于机床的几何精度、定位精度、重复定位精度等指标,各国都制定了相应的行业标准和参照执行的国际标准,如在定位精度、重复定位精度检测时共同参照执行VDI/DGQ3441。在机床动态精度验收中,由于受机床运动特性、数控插补运算、数控系统功能、后置处理程序、加工零件工艺特性等影响,尚无统一的机床动态精度检测方法和标准。不同的检测方法其结果相差较大,而且能检测到的项目也不一样。国际上通常采用美国国家航空航天局20世纪70年代制定的“通用切削测试——NAS系列金属切削装备规范”(简称“NAS979”标准)。通过对NAS979标准中的圆锥台试件加工和检测,实现对机床五轴联动精度的检测。但由于圆锥台试件在加工中始终处于开角加工区,反映不出五轴联动开、闭角转换时的特性,因此对多轴联动精度检测不完整,而且检测时必须要用圆度仪和角度仪配合才能进行。
“S”形试件及其测试方法是成都飞机工业(集团)有限责任公司针对五轴联动机床精度测试而发明的,已获得中美两国发明专利。通过“S”形试件可检验五轴联动机床精度,掌握飞机大型复杂整体结构件的多轴联动高速切削加工工艺及其关键技术,发现机床的技术问题。“S”形试件得到国际认可,是亚洲机床制造业在ISO标准上的创新贡献。