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（数控加工）数控铣床主传动

第壹章数控机床产生及发展趋势

1.1课题的意义

装备工业的技术水平和现代程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生活的最基本的生产资料，而数控又是当今先进制造技术和装备最核心和技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造业能力和水平，提高对动态多变市场和适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家仍将数控技术及数控装备列为国家战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的。

1.2数控机床产生背景

随着科学技术的不断进步和社会生产的不断发展，人们对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，而机械加工过程的自动化是实现上述要求的有效途径。

从工业化革命以来，人们实现机械加工自动化的主要手段有：

1.自动机床。2.组合机床。

3.专用自动生产线。

这些设备的使用大大提高了机械加工自动化的程度，提高了劳动生产率，促进了制造业的发展。但它也存在固有的缺点，如：

1.初始投资大。2.准备周期长。3.柔性差。

因此，上述方法仅适用于批量较大的零件生产。然而，随着市场竞争的日趋激烈，产品更新换代周期缩短，小批量产品的生产所占的比重越来越大，约占总加工量的80％之上。在航空、航天、重型机床以及国防工业部门尤为突出。因此，迫切需要壹种精度高，柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机床数控技术产生和发展的内在动力。另壹方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为NC机床的发展提供了坚实的技术基础。NC技术正是在这种背景下诞生和发展起来的，它极其有效地满足了上述要求，为小批量、精密复杂的零件生产提供了自动化加工手段。

任何事物都有其特点和发展条件，人们掌握後才能加速其发展。数控机床的发展条件：它是机、电、液、气、光多学科各种高科技的综合性组合，特别是以电子、计算机等现代先进技术为基石，必须具有巩固的技术基础，互相配套，缺壹不可。如不齐备，则数控机床难以顺利发展；

数控机床是由主机、各种元部件(功能部件)和数控系统三大部分组成，仍需先进的自动化刀具配合，才能实现加工，各个环节在技术上、质量上必须切实过关，确保工作可靠、稳定，才能保数控机床工作的精度、效率和自动化，否则，难以在生产实际中使用;

它是社会需求、科技水平和人员素质三者的结合，缺壹不成。如果人员素质差、科技水平达不到，则难以满足社会需求。人是壹切活动的主体，需要各种精通业务的专家、人才和熟练技术工人，互相配合，共同完成。否则，数控机床难以顺利发展。

1.3数控机床的发展趋势

1〕高速加工技术发展迅速

高速加工技术发展迅速，在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减少运动惯性。在刀具材料和结构的支持下，从单壹的刀具切削高速加工，发展到机床加工全面高速化，如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米和超过百米；换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下，换刀速度加快了几倍到十几倍。应用高速加工技术达到缩短切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。

2〕精密加工技术有所突破

通过机床结构优化、制造和装配的精化，数控系统和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和温度、振动误差补偿技术的应用等，从而提高机床加工的几何精度、运动精度，减少形位误差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍，从1950年至2000年50年内提升100倍。目前，精密数控机床的重复定位精度能够达到1μm，进入亚微米超精加工时代。

3〕技术集成和技术复合趋势明显

技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之壹，如工序复合型——车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合，跨加工类别技术复合——金切和激光、冲压和激光、金属烧结和镜面切削复合等，目前已由机加工复合发展到非机加工复合，进而发展到零件制造和管理信息及应用软件的兼容，目的在于实现复杂形状零件的全部加工及生产过程集约化管理。技术集成和复合形成了新壹类机床——复合加工机床，且呈现出复合机床多样性的创新结构。4〕数字化控制技术进入了智能化的新阶段

数字化控制技术发