【正文】 ⑥良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。⑤具有較高的精度與剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸傳動(dòng)提出了更高的要求：①調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速：為保證加工時(shí)選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。主軸系統(tǒng) 機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有較大的差別。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床各種動(dòng)作的執(zhí)行者. (7)速度測(cè)量：通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來完成。 (3)可編程邏輯控制器：是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心。它基本上擁有了合適的創(chuàng)新功能，滿足現(xiàn)代工業(yè)的基本需要，是現(xiàn)在市場(chǎng)上沒有的設(shè)計(jì)，而且也是可以生產(chǎn)的改良設(shè)計(jì)，值得去把它實(shí)踐設(shè)計(jì)出來。本課題設(shè)計(jì)機(jī)床的外殼殼體設(shè)計(jì)，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)不做細(xì)致考慮。圖44 散熱式機(jī)床設(shè)計(jì) 方案五：（如圖45）它的優(yōu)點(diǎn)就是警報(bào)性能比較好，重心穩(wěn)定，適用于一些加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的加工工序，此外，它具有很好的警報(bào)功能，當(dāng)加工過程中發(fā)生任何異常狀況，他都能自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)停車。（2）產(chǎn)品功能的確定① 造型大方美觀② 新型材料應(yīng)用③ 色彩搭配和諧④ 滿足多數(shù)人的人機(jī)關(guān)系需求⑤ 加工出高精度的產(chǎn)品⑥智能輸入程序⑦ 減震裝置設(shè)計(jì)⑧減噪音裝置設(shè)計(jì)⑨ 散熱及時(shí)⑩ 運(yùn)轉(zhuǎn)安全、平穩(wěn) 方案一：（如圖41）該方案根據(jù)機(jī)床的人機(jī)色彩心理學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，考慮到傳統(tǒng)機(jī)床草色單一，所以本次設(shè)計(jì)為機(jī)床添加了綠色，綠色代表環(huán)保，告訴人們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)的同事不要忘記環(huán)境保護(hù)。在充分保證機(jī)床的加工功能之外，對(duì)一些鑄造，沖壓，快速成型等技術(shù)要了解，避免在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中無法加工的現(xiàn)象，浪費(fèi)資源。第4章 產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）明確產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)步驟第一步：選擇可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在日本東芝公司的幫助下，蘇聯(lián)海軍艦艇開始具有了逃避美國(guó)海軍“火眼金睛”的能力。在美國(guó)的壓力下，日本警視廳對(duì)東芝公司進(jìn)行突擊檢查，查獲了全部有關(guān)秘密資料，并逮捕了涉案人員。從上世紀(jì)80年代中期開始，北約各國(guó)的海軍紛紛報(bào)告，蘇聯(lián)潛艇和軍艦螺旋槳的噪聲明顯下降，跟蹤難度加大，這使得美國(guó)開始懷疑，蘇聯(lián)是否獲得了什么先進(jìn)的技術(shù)，但是卻苦于沒有什么證據(jù)。后來，日本的技術(shù)人員才知道，這些蘇聯(lián)技術(shù)人員，白天幫日本人裝機(jī)器，晚上還要挑燈夜戰(zhàn)，憑白天學(xué)到的方法去裝配另一部機(jī)器。蘇方扣下l0％的價(jià)款，直到東芝完成合同所規(guī)定的條款后才給付這筆尾款。這種高約10米、寬22米、重250噸的銑床，可以精確地加工出巨大的螺旋槳，使?jié)撏七M(jìn)器發(fā)出的噪音大大降低，這場(chǎng)交易中真正得利的還是蘇聯(lián)，他們得到的產(chǎn)品是不能以價(jià)格來衡量的。為了改變本國(guó)潛艇面臨的危險(xiǎn)局面，蘇共中央政治局指示，要不惜一切代價(jià)從西方國(guó)家獲取精密加工方面的高新技術(shù)。蘇聯(lián)潛艇的噪音很大，美國(guó)海軍在200海里以外就能偵測(cè)到，蘇軍如果不能及早消除潛艇音，不管建造多少潛艇，打起仗來，它們都逃脫不了“ 折戟沉沙 ”的命運(yùn)。(9)當(dāng)機(jī)床發(fā)生報(bào)警及故障時(shí)，應(yīng)首先看報(bào)警表，了解報(bào)警及故障的原因和提示的處理辦法。工藝人員應(yīng)積極配合，與操作人員一起完成好加工任務(wù)。應(yīng)叫維修人員來處理機(jī)床故障，各負(fù)其責(zé)。在加工程序模擬試驗(yàn)正常后，再進(jìn)行工件的加工。注意數(shù)控機(jī)床的電源電壓是否穩(wěn)定；所需壓縮空氣的壓力是否正常，是否清潔；各部位的潤(rùn)滑裝置是否良好，是否清潔等。圖39 機(jī)床的日常保養(yǎng)與維護(hù)如圖310 、3131313所示，員工正在使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工零件。對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤要定期維護(hù)與保養(yǎng)，避免被污染。例如，定期補(bǔ)充潤(rùn)滑油；及時(shí)更換冷卻液；時(shí)常校正傳動(dòng)間隙以避免運(yùn)行導(dǎo)軌有大的劃痕磕碰，必要時(shí)可對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行人工刮研校正。日常維護(hù)與保養(yǎng)可分為每天檢查（常規(guī)檢查）、每月檢查（有針對(duì)性地檢查）、每季度檢查（重點(diǎn)檢查）、半年檢查（專項(xiàng)檢查）、年總檢查（全面檢查）等定期檢查。因此，日常維護(hù)要對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)與保養(yǎng)。數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)為了更加充分地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，避免因事故發(fā)生而延誤生產(chǎn)進(jìn)度，必須做好日常的維護(hù)與保養(yǎng)工作。要加強(qiáng)陪訓(xùn)新員工期間的巡回指導(dǎo)與督察。現(xiàn)代機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)過程，是以向社會(huì)提供產(chǎn)品為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，而高職院校是以實(shí)訓(xùn)教學(xué)、技能培訓(xùn)等為主，由于各自的任務(wù)不同，在使用上存在著很大的差別與不同?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天, 實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合, 人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展, 而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展, 由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。數(shù)控技術(shù)軸, 西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。 群控系統(tǒng)的柔性, 同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 現(xiàn)在自行車迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了很多種類：如圖31到圖38 圖31 早期機(jī)床 圖32 現(xiàn)代機(jī)床 圖33 數(shù)控車床 圖34 數(shù)控鉗床 圖35 數(shù)控刨床 圖36 數(shù)控銑床 圖37 數(shù)控磨床 圖38 數(shù)控鉆床 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)（1）性能發(fā)展方向。 采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國(guó)北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實(shí)現(xiàn)的。（4）編輯方式：實(shí)現(xiàn)程序的管理和編輯。7) HOW 實(shí)現(xiàn)這些功能的途徑：通過功能技術(shù)分析，尋找國(guó)內(nèi)外最新專利技術(shù)，權(quán)衡利弊，探尋最佳途徑。 2) WHY 創(chuàng)新的原因：新技術(shù)與新材料的出現(xiàn)，新形式、新色彩、新結(jié)構(gòu)、新功能、新思維、新產(chǎn)品不斷吸引人們，我們的設(shè)計(jì)文化形態(tài)一個(gè)新型、多元、富有時(shí)代特色的設(shè)計(jì)文化形態(tài)。可以得出幾項(xiàng)都是得分比較高的方案，為優(yōu)先選擇的方案 [28]。 產(chǎn)品需求重要性分析員工在使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，需求主要集中于安全性、性價(jià)比、操作的難易程度、加工的精度等方面。隔離防護(hù)安全裝置就是專為保護(hù)人身安全而設(shè)置的 [27]。安全防護(hù)裝置必須達(dá)到相應(yīng)的安全要求，保證在規(guī)定的壽命期內(nèi)有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐磨性、耐腐蝕和抗疲勞性，即保證其本身有足夠的安全可靠度。 （4）易于加工。這種有機(jī)玻璃被子彈擊穿后同樣不會(huì)破成碎片。 （2）機(jī)械強(qiáng)度高。有機(jī)玻璃具有如下的特性： （1）高度透明性。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T 39762022《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 》（見表21）。機(jī)床高度要與人體的高度互相配合。機(jī)床本身的安全性主要是指機(jī)床的安全維護(hù)和檢測(cè)，操作過程中的安全性主要是針對(duì)操作人員的，主要要求有：編程員在編程時(shí)設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)在工件毛坯以外，至少應(yīng)在工件外表上。(5) 改善材料，增強(qiáng)耐磨性，最大化使用新型材料，采用無毒，耐磨，緩沖，吸震的非金屬材料，減輕重量。(1) 加工精度有待提高，加工誤差范圍越來越小(2) 進(jìn)一步改善機(jī)床的人際關(guān)系，例如：機(jī)床的高度，大小。(22) 數(shù)控機(jī)床的維修系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的維修系統(tǒng)要定期的為機(jī)床進(jìn)行檢查，維護(hù)，潤(rùn)滑等等。(17) 數(shù)控機(jī)床適用的人群？機(jī)械工程師，機(jī)床操作人員扥等。(11) 數(shù)控機(jī)床的輔助部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的輔助部分包括標(biāo)志，警示牌，散熱片等等。(9) 數(shù)控機(jī)床的安全性能數(shù)控機(jī)床的安全性能是個(gè)至關(guān)重要問題，我國(guó)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的操作標(biāo)準(zhǔn)如下：①編程員在編程時(shí)設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)在工件毛坯以外，至少應(yīng)在工件表面上②編程員和操作者在書寫程序時(shí)，對(duì)小數(shù)點(diǎn)要倍加小心。(5) 現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床急需解決的問題樣式新穎，性價(jià)比高，不能存在很大的安全隱患。(2) 現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床最大的問題據(jù)了解，現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床在在加工精度問題上還是很令人不滿意，設(shè)計(jì)者應(yīng)從加工精度和技術(shù)改善的角度來提高機(jī)床的加工精度，這就需要從機(jī)床的材質(zhì)，形態(tài)，和相關(guān)技術(shù)上面解決此類問題。本課題的主要設(shè)計(jì)思想是始終保持人性化設(shè)計(jì)思念，注重產(chǎn)品使用過程的人機(jī)交互，方便使用中與使用后的操作 [19]。近年來，國(guó)際上幾十家公司展出了直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速機(jī)床，一些制造廠商已將機(jī)床運(yùn)動(dòng)加速度提高到2～3g，快速移動(dòng)速度提高到150～240m/min?？紤]到制造成本、運(yùn)行費(fèi)用，目前一般均采用短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)。 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)：v直線電機(jī)的工作原理：直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。全新直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)使得電機(jī)可直接連接被驅(qū)動(dòng)負(fù)載，而無須像常規(guī)伺服電機(jī)那樣需要通過機(jī)械傳動(dòng)部件（如滾珠螺桿/導(dǎo)螺桿、齒條與齒輪、傳動(dòng)帶/皮帶輪、以及減速器），從而可為客戶的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)帶來零維護(hù)和清潔的機(jī)械組件、更高的精度、更高的可靠性、以及平穩(wěn)安靜的操作等諸多優(yōu)勢(shì) [17]。矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)控制為：低速端為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，中、高速端為恒功率驅(qū)動(dòng) [15]。 電主軸的驅(qū)動(dòng)：當(dāng)前，電主軸的電動(dòng)機(jī)均采用交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，由于是用在高速加工機(jī)床上，啟動(dòng)時(shí)要從靜止迅速升速至每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)乃至數(shù)十萬轉(zhuǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，因而啟動(dòng)電流要超出普通電機(jī)額定電流5～7倍。 電主軸的冷卻：由于電主軸將電機(jī)集成于主軸單元中，且其轉(zhuǎn)速很高，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，引起電主軸溫升，使電主軸的熱態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性變差，從而影響電主軸的正常工作。流體靜壓軸承為非直接接觸式軸承，具有磨損小、壽命長(zhǎng)、回轉(zhuǎn)精度高、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，用于電主軸上，可延長(zhǎng)刀具壽命、提高加工質(zhì)量和加工效率。 相關(guān)技術(shù)分析現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的相關(guān)技術(shù)如下：（1） 電主軸技術(shù) 電主軸的軸承：軸承是決定主軸壽命和承載能力的關(guān)鍵部件，其性能對(duì)電主軸的使用功能極為重要。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過監(jiān)測(cè)加工過程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運(yùn)行的安全性； （2）加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專家或技師的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器” ，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的； （3）智能故障自診斷與自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實(shí)現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位； （4）智能故障回放和故障仿真技術(shù)：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事故進(jìn)行回放和仿真，用以確定錯(cuò)誤引起的原因，找出解決問題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)； （5）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置：能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置。德國(guó)Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結(jié)構(gòu)，該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復(fù)雜零件的全部加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。德國(guó)Chiron公司將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置， [8]. 數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來越獲得重視。表11 數(shù)控機(jī)床SET因素表數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì) SET因素分析列表社會(huì)的（S） 經(jīng)濟(jì)的(E) 技術(shù)的(T)工業(yè)社會(huì)的發(fā)展 企業(yè)的投資 科技技術(shù)的前進(jìn)追求高效的理念 國(guó)家的投資 新型材料出現(xiàn)與合成機(jī)械加工的要求 自己本身價(jià)值 先進(jìn)的制造行業(yè)綜合以上情況分析表明，（見表11） 社會(huì)需要一些新型實(shí)用創(chuàng)新的機(jī)床，來滿足機(jī)械加工和工業(yè)行業(yè)的需求。 （5）最新的機(jī)床誤差檢測(cè)與補(bǔ)償技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)機(jī)床的補(bǔ)償測(cè)量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對(duì)機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高3～4倍，同時(shí)效率得到大幅度提升 [6]。 國(guó)外機(jī)床的發(fā)展?fàn)顩r 在國(guó)外，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀可以概括如下幾點(diǎn)： （1）高速高精與多軸加工成為數(shù)控機(jī)床的主流，納米控制已經(jīng)成為高速高精加工的潮流。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2022年國(guó)%%。s world, industrial developed countries attach great importance to, the race to the development of electromechanical integration, high precision, high efficiency, high automated advanced machine tools, to accelerate the development of industry and national economy. For a long time, Europe, America, and peting each other in the international market, and has formed an invisible front, especially along with the progress of microelectronics, puter technology, numerical control m