【正文】 功率和轉(zhuǎn)矩要求。運動參數(shù)： =2400r/min =40r/min主軸的調(diào)速范圍： ===60主軸的計算轉(zhuǎn)速： =150r/min主軸恒功率變速范圍：（2）主傳動級數(shù)的確定綜合考慮電動機與主軸功率特性的匹配問題（數(shù)控車床主軸要求的恒功率變速范圍遠大于調(diào)速電動機的恒功率變速范圍），為了解決這一問題，需要在電動機與主軸之間串聯(lián)一個分擋變速機構(gòu)，以便擴大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機輸出功率的要求。輕型機床的計算轉(zhuǎn)速可比表中推薦值的高。 計算轉(zhuǎn)速的確定主軸的計算轉(zhuǎn)速在主軸調(diào)速范圍中所居的地位，是因為機床種類而已。機床主傳動部件即主軸變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容包括：主軸組件設(shè)計，操縱機構(gòu)設(shè)計，傳動軸組件設(shè)計，其他機構(gòu)（如開停、制動及換向機構(gòu)等）設(shè)計，潤滑與密封裝置設(shè)計，箱體及其他零件設(shè)計等。高速時電動機通過帶輪直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)；低速時，另一個電動機通過兩級齒輪傳動驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴大了變速范圍，克服了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電動機功率不能充分利用的缺陷。電動機本身的調(diào)速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。如圖11（a）所示，通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴大輸出轉(zhuǎn)矩，一滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。在主傳動系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動機和直流主軸電動機無級調(diào)速系統(tǒng)。 （3）、主傳動的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲要小，傳動效率高，以滿足機床的工作性能要求。（4）、主軸組件的耐磨性高，使傳動系統(tǒng)具有良好的精度保持性。（2）、變速范圍寬。數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)主要包括電動機、傳動系統(tǒng)和主軸部件，它與普通機床的主傳動系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)上比較簡單，這是因為變速功能全部或大部分由主軸電動機的無級調(diào)速來承擔(dān)，剩去了復(fù)雜的齒輪變速機構(gòu)，有些只有二級或三級齒輪變速系統(tǒng)用以擴大電動機無級調(diào)速的范圍。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。在重視人才及機床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍而勝于藍。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。 (2).德國的數(shù)控發(fā)展史 德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。因而在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。（4）、現(xiàn)在我國工廠設(shè)計和工藝人員中青年占多數(shù)，他們的專業(yè)知識和實際經(jīng)驗不足，有擔(dān)負(fù)著開發(fā)的重任。根據(jù)中國加工中心19962005年消費增長模型，%。 　　國外公司在中國數(shù)控系統(tǒng)銷量中的80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。究其原因，國內(nèi)本土數(shù)控機床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了510年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達到了1015年。此外，數(shù)控機床在外貿(mào)出口方面亦業(yè)績驕人，%。其產(chǎn)量2001年為17521臺，2002年24803臺，2003年36813臺，2004年51861臺，平均年增長39%；2005年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量59639臺，接近6萬臺大關(guān)，是“九五”。數(shù)控機床是制造業(yè)的加工母機和國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)。他是由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些數(shù)控機床加工中心。二、 論文綜述 理論的淵源及演講過程現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是高速化、高精度化、多功能和智能化目前，柔性制造技術(shù)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。由于數(shù)控機床綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果具有高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此它提高了機械制造的制造水平，解決了接卸制造中的常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的發(fā)雜型面零件加工，為社會提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠的機械產(chǎn)品已取得了巨大的經(jīng)濟效益 。目前，數(shù)控技術(shù)已逐步晉級，數(shù)控機床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，已成為機械自動化的一個重要發(fā)展方向。柔性制造技術(shù)主要有柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)。傳輸裝置將工件放在托盤或其他連接設(shè)備上送到加工設(shè)備使加工能夠準(zhǔn)確、迅速和自動的進行計算機集成制造系統(tǒng)就是利用計算機進行信息集成，從而實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造以求的企業(yè)的總體效益。它為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟與社會效應(yīng)?！笆濉逼陂g，中國機床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。 　　2007年，中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達123,257臺，數(shù)控金屬成形機床產(chǎn)量達3,011臺；國產(chǎn)數(shù)控機床擁有量約50萬臺，進口約20萬臺。同時中國在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機床還沒有形成品牌效應(yīng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破，中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。 我國是世界上機床產(chǎn)量最多的國家，但在國際市場競爭中仍處于較低水平；即使國內(nèi)市場也面臨著嚴(yán)峻的形勢，一方面國內(nèi)市場 對各機床有大量的需求，而另一方面確有不少國產(chǎn)機床滯銷積壓，國外機床產(chǎn)品充斥市場。國外有關(guān)研究的綜述數(shù)控機床各國數(shù)控機床發(fā)展歷史　　美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控 機床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進、經(jīng)驗最多的國家。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。于1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內(nèi)約占70%，對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。 與普通機床比較，數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)具有下列特點。數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Ra100，以保證加工時能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。凡有機械摩擦的部位，如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤滑。 （4）、操作靈活可靠，維修方便，潤滑密封良好，以滿足機床的使用要求。為擴大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級調(diào)速和電動機無級調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。數(shù)控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。4 內(nèi)裝電動機主軸傳動結(jié)構(gòu) 如圖11（d）所示，這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機發(fā)熱對主軸影響較大 主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 機床主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是將傳動方案“結(jié)構(gòu)化”，向生產(chǎn) 提供主傳動部件裝配圖，零件工作圖及零件明細(xì)表等。 主軸變速箱部件裝配圖包括展開圖、橫向剖視圖、外觀圖及其他必要的局部視圖等。對于大型機床，由于應(yīng)用范圍很廣，調(diào)速范圍很寬，計算轉(zhuǎn)速可以取高一些。數(shù)控機床由于考慮切削輕金屬，調(diào)速范圍比普通機床寬，計算轉(zhuǎn)速也可以比表中推薦的高些。主傳動系統(tǒng)的傳動方式采用定比傳動和分擋無級變速相結(jié)合的傳動方式。 圖21如圖21所示，車床主軸要求的功率特性和轉(zhuǎn)矩特性。如果采用交流調(diào)頻電機，F(xiàn)ANUC主軸電機S系列，其額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，最高轉(zhuǎn)速為6000r/min，恒功率調(diào)速范圍/=6000/1500=4。圖224遠小于主軸要求的=16。由于主軸要求的恒功率變速范圍 遠大于電動機的恒功率變速范圍 ，所以在電動機與主軸之間要串聯(lián)一個分級變速箱，以擴大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機的輸出功率的要求。這時，變速箱每擋內(nèi)有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)變速，主傳動系統(tǒng)功率特性圖中出現(xiàn)缺口，稱之為功率降低區(qū)。因為用變速箱變速時必須停車，這在連續(xù)切削時是不允許的。（恒轉(zhuǎn)矩）的轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速為2400r/min～600r/min時，是恒功率。當(dāng)電機又從6000r/min降至1500r/min時，主軸從600r/min降至150r/min，仍為恒功率。如圖25所示，從a到d（由2段組成）轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的下降而上升。 —該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）。根據(jù)機床主傳動的工作特點，早期的機床主軸傳動全部采用三相異步電動機加上多級變速箱的結(jié)構(gòu)。 主軸傳動和進給傳動一樣，經(jīng)歷了從普通三相異步電動機傳動到直流主軸傳動，而隨著微處理器技術(shù)和大功率晶體管技術(shù)的進展，現(xiàn)在又進入了交