【正文】 產(chǎn)的主導(dǎo)企業(yè)，2004年數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量超千臺(tái)的企業(yè)有14家，其產(chǎn)量合計(jì)占全行業(yè)數(shù)控機(jī)床總產(chǎn)量的50％以上，其中數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量最高的一家企業(yè)年產(chǎn)量達(dá)6 000多臺(tái)。連續(xù)幾年來(lái)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量快速上升，也帶動(dòng)了出口，2004年全行業(yè)數(shù)控金屬加工機(jī)床出口14 404臺(tái)。數(shù)控機(jī)床的年產(chǎn)量已經(jīng)突破原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布的到2005年全國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到25 000^30 000臺(tái)的奮斗目標(biāo)。數(shù)控機(jī)床的品種也從“九五”期間的128種發(fā)展到目前的1 500多種。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大部分達(dá)到了國(guó)際20世紀(jì)90年代初期或中期水平，為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)提供了一批高水平的數(shù)控機(jī)床。不僅如此，“十五”期間，我國(guó)在高端數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得重大突破。目前，我國(guó)在普及型數(shù)控機(jī)床技術(shù)上已經(jīng)成熟，還基本掌握了多（五）坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)。這不僅打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖，而且使該技術(shù)進(jìn)人實(shí)用性階段。北京機(jī)電研究院為東方汽輪機(jī)廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，已在東方汽輪機(jī)廠(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，不僅完全滿(mǎn)足了汽輪機(jī)葉片加工質(zhì)量的要求，而且其加工效率可與進(jìn)口機(jī)床的媲美，但其價(jià)格僅為進(jìn)口機(jī)床的三分之一。復(fù)合加工技術(shù)的研究也取得很大成績(jī)，我國(guó)研制成功的五軸聯(lián)動(dòng)車(chē)銑復(fù)合加工中心、五軸五面加工中心、雙主軸車(chē)削中心等均已實(shí)現(xiàn)商品化。我國(guó)高速加工技術(shù)的研究與應(yīng)用取得重要進(jìn)展。其中在直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)的研究方面，基本掌握了負(fù)載變化擾動(dòng)、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等部分關(guān)鍵技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)在直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的空白，進(jìn)一步縮短了與國(guó)外的差距。此外，我國(guó)還完成了10 000^18 000 r/min高速主軸單元的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和加工制造工藝的研究，并在國(guó)產(chǎn)加工中心上應(yīng)用。超精密加工（亞微米）技術(shù)和裝備的研究也取得突破，北京機(jī)床研究所研制的超精密加工和納米加工技術(shù)與裝備已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，打破了國(guó)外對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖。目前，數(shù)控機(jī)床在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為企業(yè)技術(shù)改造的首先設(shè)備之一。我國(guó)已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)大國(guó)、消費(fèi)大國(guó)和進(jìn)口大國(guó)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)需要大量數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)人才和應(yīng)用人才。當(dāng)前，國(guó)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快，呈現(xiàn)出高速度、高精度、高可靠性、多軸控制、工藝復(fù)合、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和環(huán)?；l(fā)展的態(tài)勢(shì)。與國(guó)外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展相比，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展仍然存在著較大差距，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。(1)在技術(shù)水平上，國(guó)外對(duì)加工中心的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向高速、精密、多軸、復(fù)合、智能和環(huán)保等技術(shù)的研究。我國(guó)加工中心的總體技術(shù)水平與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平相比大約落后10^15年，在“高、精、尖”技術(shù)方面則更大。 (2)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，高端市場(chǎng)（即高速、精密、多軸、復(fù)合加工中心市場(chǎng)）基本上被美國(guó)、日本和歐洲發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家所壟斷，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、復(fù)合加工中心、高速加工中心等產(chǎn)品，雖然已經(jīng)投人使用，但多數(shù)產(chǎn)品與商品化尚有一段距離，而且在技術(shù)水平和性能參數(shù)上與歐、美、日等地的產(chǎn)品還有較大差距。低端市場(chǎng)（即普及型數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)）受到周邊的日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)品的沖擊較大，形成激烈競(jìng)爭(zhēng)。多年來(lái)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量小、進(jìn)口產(chǎn)品量大的局面一直存在。 (3)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力上，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)缺乏對(duì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的深人研究與開(kāi)發(fā)，特別是對(duì)加工中心應(yīng)用領(lǐng)域的拓展力度不強(qiáng)，集中體現(xiàn)在：產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力較弱，對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后，技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)。導(dǎo)致開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性不明顯，市場(chǎng)針對(duì)性不強(qiáng)，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 (4)產(chǎn)業(yè)化水平上，市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小。從總體上看，加工中心還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平及配套能力較低；產(chǎn)品質(zhì)量不高，主要體現(xiàn)在可靠性不高，商品化程度不足，關(guān)鍵功能部件沒(méi)有自己配套的主渠道；數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用還不夠等等。這些問(wèn)題已經(jīng)引起了國(guó)家有關(guān)部門(mén)的高度重視，并正在采取措施加以改進(jìn)。2006年6月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)｝）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》），裝備制造業(yè)得到了國(guó)家前所未有的重視，《意見(jiàn)》將在三個(gè)方面重點(diǎn)下四點(diǎn): 第一，加快開(kāi)發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床品種，縮短與世界先進(jìn)水平的差距，提升我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)整體水平，對(duì)市場(chǎng)急需的高檔數(shù)控機(jī)床品種，要集中力量，重點(diǎn)突破，加大科技投人，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和開(kāi)發(fā)研究，提高原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新能力，掌握一批高檔數(shù)控關(guān)鍵產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)，推出一批高檔數(shù)控機(jī)床品種，滿(mǎn)足重點(diǎn)用戶(hù)急需，精心培育高檔數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)。 第二，積極促進(jìn)功能部件產(chǎn)業(yè)化，培育一批功能部件的龍頭企業(yè)，加大政策支持力度，重點(diǎn)發(fā)展高檔數(shù)控系統(tǒng)、高速主軸單元、精密滾動(dòng)功能部件、動(dòng)力刀架、精密轉(zhuǎn)臺(tái)、高速導(dǎo)軌防護(hù)裝置等高水平的功能部件，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，培育國(guó)產(chǎn)品牌，實(shí)現(xiàn)功能部件與數(shù)控機(jī)床同步發(fā)展。 第三，進(jìn)一步發(fā)展普及型數(shù)控機(jī)床，我國(guó)普及型數(shù)控機(jī)床技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)業(yè)化迫在眉捷，急需進(jìn)一步提高可靠性和質(zhì)量，及時(shí)供應(yīng)市場(chǎng)，提高產(chǎn)業(yè)集中度，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、快速地滿(mǎn)足市場(chǎng)，以提高制造能力和生產(chǎn)集中度為重點(diǎn)，支持骨干企業(yè)快速發(fā)展。 第四，努力提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率，是“十一五”期間行業(yè)發(fā)展的重中之重，要從質(zhì)量、可靠性、服務(wù)等方面入手，創(chuàng)品牌、擴(kuò)市場(chǎng)、擋進(jìn)口、爭(zhēng)出口，爭(zhēng)取在五年內(nèi)使國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率有較大提高。 《意見(jiàn)》切中了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題，為發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床提供了良好的政策環(huán)境。毫無(wú)疑問(wèn)，隨著《意見(jiàn)》的貫徹實(shí)施，多年來(lái)困擾我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)發(fā)展的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化和自主開(kāi)發(fā)能力偏低的問(wèn)題，將得到一定程度的解決，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率長(zhǎng)期不高的局面將被扭轉(zhuǎn)。高等學(xué)校作為國(guó)家各類(lèi)人才的培養(yǎng)基地，為裝備制造業(yè)培養(yǎng)急需的數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)與應(yīng)用人才，是義不容辭的責(zé)任。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造技術(shù)的進(jìn)步，以及社會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和品種多樣化的要求越來(lái)越強(qiáng)烈。中、小批量生產(chǎn)的比例明顯增加，要求現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床成為一種精密、高效、復(fù)合、集成功能和低成本的自動(dòng)化加工設(shè)備。同時(shí)，為了滿(mǎn)足制造業(yè)向更高層次發(fā)展，為柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)，以及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)備，也要求數(shù)控機(jī)床向更高水平發(fā)展。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床技術(shù)呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：（1） 高精度化；（2） 運(yùn)動(dòng)高速化；（3）柔性化；（4）高自動(dòng)化；（5）高可靠性；（6）智能化；（7）復(fù)合化；（8）網(wǎng)絡(luò)化；（9）開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)。 數(shù)控銑床的主要功能及特點(diǎn)數(shù)控銑床的可分為立式、臥式和立臥兩用式數(shù)控銑床，各種銑床適用的數(shù)控系統(tǒng)不同，其功能也不盡相同。除各有其特點(diǎn)之外，常具有下列主要功能：① 點(diǎn)位控制功能；② 連續(xù)輪廓控制功能；③ 刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能；④ 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能；⑤ 鏡像加工功能；⑥ 固定循環(huán)功能； ⑦ 特殊功能 。 具備自適應(yīng)功能的數(shù)控銑床可以在加工過(guò)程中把感受到的切削狀況的變化，通過(guò)適應(yīng)性控制系統(tǒng)及時(shí)控制機(jī)床改變切削用量，使銑床及刀具始終保持最佳狀態(tài)，從而可獲得較高的切削效率和加工質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具使用壽命。數(shù)控銑床的主要特點(diǎn)：（1） 高柔性及工序復(fù)合化；（2） 加工精度高；（3）生產(chǎn)效率高；（4）減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。： 數(shù)控銑床的分類(lèi)： 按運(yùn)動(dòng)方式分：（1）點(diǎn)位控制數(shù)控銑床 (2）直線(xiàn)控制數(shù)控銑床（3）輪廓控制數(shù)控銑床；按控制方式分：(1）開(kāi)環(huán)控制數(shù)控銑床(2）閉環(huán)控制數(shù)控銑床(3）半閉環(huán)控制數(shù)控銑床；按主軸的布局形式分：（1）立式數(shù)控銑床：（2）臥式數(shù)控銑床（3）立臥兩用式數(shù)控銑床等等 數(shù)控銑床的應(yīng)用數(shù)控銑床主要用于加工平面和曲面輪廓的零件，還可以加工復(fù)雜型面的零件、樣板、模具、螺旋槽等。同時(shí)也可以進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪和鏜孔的加工，但因數(shù)控銑床不具自動(dòng)換刀功能，所以不能完成復(fù)雜孔的加工。數(shù)控銑床主要應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)、模具制造業(yè)、機(jī)床制造業(yè)、航空航天業(yè)、造船業(yè)、軍事工業(yè)及其他行業(yè)本課題設(shè)計(jì)的立式數(shù)控銑床可以銑削平面和溝槽，也可加工空間曲面；若將銑刀換成鉆頭或絞刀，則可加工光孔或螺紋孔。銑床主要技術(shù)參數(shù)如下：工作臺(tái)工作面尺寸（長(zhǎng)寬） 工作臺(tái)X向最大行程 工作臺(tái)Y向最大行程 工作臺(tái)T型槽數(shù) 3工作臺(tái)T型槽寬 18mm 工作臺(tái)T型槽間距 90mm 快速移動(dòng)速度（X、Y軸） 20m/min 最小分辨率 定位精度 177。重復(fù)定位精度 177。 確定機(jī)床的總體布局本課題擬解決問(wèn)題的思路是參照XK7132型立式銑床和TH5632C型立式加工中心機(jī)床的總體布局、機(jī)械傳動(dòng)部分、進(jìn)行優(yōu)化組合，設(shè)計(jì)出精度高、靈活性強(qiáng)的立式數(shù)控銑床。由于工作臺(tái)尺寸較大，可加工較重或尺寸較高的工件，故機(jī)床運(yùn)動(dòng)分配如下：主運(yùn)動(dòng)：刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)X、Y方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和銑刀頭帶著刀具