【正文】 。我國高速加工技術(shù)的研究與應(yīng)用取得重要進(jìn)展。此外，我國還完成了10 000^18 000 r/min高速主軸單元的產(chǎn)品開發(fā)和加工制造工藝的研究，并在國產(chǎn)加工中心上應(yīng)用。目前，數(shù)控機(jī)床在我國國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用，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。國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)需要大量數(shù)控機(jī)床的開發(fā)人才和應(yīng)用人才。與國外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展相比，我國數(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。我國加工中心的總體技術(shù)水平與國外同類產(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。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、韓國和我國臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)品的沖擊較大，形成激烈競爭。 (3)產(chǎn)品開發(fā)能力上，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)缺乏對(duì)產(chǎn)品競爭前數(shù)控技術(shù)的深人研究與開發(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)。 (4)產(chǎn)業(yè)化水平上，市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小。這些問題已經(jīng)引起了國家有關(guān)部門的高度重視，并正在采取措施加以改進(jìn)。 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。 第四，努力提高國產(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、爭出口，爭取在五年內(nèi)使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床國內(nèi)市場(chǎng)占有率有較大提高。毫無疑問，隨著《意見》的貫徹實(shí)施，多年來困擾我國機(jī)床工具行業(yè)發(fā)展的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化和自主開發(fā)能力偏低的問題，將得到一定程度的解決，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場(chǎng)占有率長期不高的局面將被扭轉(zhuǎn)。 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越強(qiáng)烈。同時(shí)，為了滿足制造業(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。 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。 具備自適應(yīng)功能的數(shù)控銑床可以在加工過程中把感受到的切削狀況的變化，通過適應(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，延長刀具使用壽命。： 數(shù)控銑床的分類： 按運(yùn)動(dòng)方式分：（1）點(diǎn)位控制數(shù)控銑床 (2）直線控制數(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。數(shù)控銑床主要應(yīng)用于汽車制造業(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。重復(fù)定位精度 177。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Z方向的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；本機(jī)床采用床身框式立柱的“L” 型結(jié)構(gòu)形式，主軸箱裝在框式立柱中間，設(shè)計(jì)成對(duì)稱形結(jié)構(gòu)。 Y向滑座相對(duì)于機(jī)床床身作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，X向座相對(duì)于Y向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)固定在X向座上，工作臺(tái)不做垂直方向運(yùn)動(dòng)；主軸箱沿框式立柱在沿垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)。 、支承、導(dǎo)向方式機(jī)床X、Y方向進(jìn)給系統(tǒng)分別采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過電機(jī)與滾珠絲杠直接相連。 進(jìn)給傳動(dòng)的機(jī)械裝置、導(dǎo)向方式。本機(jī)床屬于中型機(jī)床，導(dǎo)向方式采用矩形導(dǎo)軌，矩形導(dǎo)軌承載能力高，制造方便。 在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中，為得到高速下的平穩(wěn)運(yùn)行，并具有較高的定位精度且防止爬行，要求進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和元件具有較高的靈敏度，低摩擦阻力和動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差以及高壽命等特點(diǎn)，而滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠螺母副能較好的滿足這些要求。銑削運(yùn)動(dòng)的特征：主運(yùn)動(dòng)為銑刀繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)帶動(dòng)工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進(jìn)給（銑鍵槽時(shí)，可使鍵槽銑刀沿軸線進(jìn)給）。圓柱銑刀和端銑刀的切削部分都可以看做車刀刀頭的演變，銑刀的每一個(gè)刀齒相當(dāng)于一把車刀。通常假定銑削時(shí)銑刀受到的銑削抗力是作用在刀齒某點(diǎn)上，如圖1所示。切向銑削力F二是沿銑刀主運(yùn)動(dòng)方向的分力，它消耗銑床主電動(dòng)機(jī)功率（即銑削功率）最多。 式中:v—機(jī)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（主軸傳遞全部功率時(shí)的最低切削速度,m/s)；ηm—機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，一般取，ηm～。合力F′就是設(shè)計(jì)和校核工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)時(shí)要考慮的工作載荷可以沿著銑床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向分解為三個(gè)力：工作臺(tái)縱向進(jìn)給方向載荷F1，工作臺(tái)橫向進(jìn)給方向載荷Fc，工作臺(tái)垂直進(jìn)給方向載荷Fv。因此，計(jì)算出Fz后，即可計(jì)算出進(jìn)給工作臺(tái)的工作載荷FFc和Fv。 。 。在表1中，d。每齒進(jìn)給量、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f 和工作臺(tái)的進(jìn)給速度 三者之間的關(guān)系為 mm/min式中：Z銑刀齒數(shù)；n銑刀轉(zhuǎn)速（r/min） 首先要初步估算工作臺(tái)的重量及銑削工件的最大切削力才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。銑削用量選擇原則：首先應(yīng)盡可能取較大的切削深度及切削寬度然后盡可能取較大的每齒進(jìn)給量，最后才盡可能取較大的銑削速度。（1）當(dāng)工件表面要求的光潔度為時(shí)，通常銑削無硬皮的鋼料時(shí)，；銑削鑄鋼或鑄鐵時(shí)。粗銑后留余量。半精銑，精銑左右。粗銑時(shí)限制每齒進(jìn)給量的是銑削力及銑刀容屑空間的大小，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性俞好及銑刀齒數(shù)愈少時(shí)，可取得愈大；半精銑及精銑時(shí)限制每齒進(jìn)給量的是工件表面光潔度。銑床通常用于銑削平面和溝槽。其中用立銑刀銑削溝槽時(shí)的銑削力最大，故按用立銑刀銑削溝槽時(shí)計(jì)算銑削力?？砂础督饘偾邢髟砑皯?yīng)用》中的公式進(jìn)行計(jì)算： 銑削溝槽時(shí)采用粗齒高速鋼立銑刀，按工件材料為的碳鋼來設(shè)計(jì)。采用端面銑刀在主軸上的計(jì)算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強(qiáng)力切削，主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動(dòng)機(jī)的全部功率。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱為動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方稱為支承導(dǎo)軌。 1)導(dǎo)向精度高導(dǎo)向精度主要是指導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度和圓度。導(dǎo)軌的幾何精度綜合反映在靜止或低速下導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。例如：導(dǎo)軌全長為20 m的龍門刨床，在導(dǎo)軌全長范圍內(nèi)為0. 08 mm。例如：最大切削直為4m的立車，其允差規(guī)定為0. 05 mm.2)耐磨性好及壽命長導(dǎo)軌的耐磨性決定了導(dǎo)軌的精度保持性。例如：臥式車床的鑄鐵導(dǎo)軌，若結(jié)構(gòu)欠佳、潤滑不良或維修不及時(shí)，貝。與此同時(shí)，也增加了溜板箱中開合螺母與絲杠的同軸度誤差，加劇了螺母與絲杠的磨損。4)低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行。5)工藝性好設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，要注意到制造、調(diào)整和維護(hù)的方便，力求結(jié)構(gòu)簡單、工藝性和經(jīng)濟(jì)性好。2)導(dǎo)軌的熱處理數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率普遍都很高，這就要求導(dǎo)軌具有較高的耐磨性，以提高其精度保持性。導(dǎo)軌淬火的方式有中頻淬火、超音頻淬火、火焰淬火等，其中用的較多的是前兩種方式。下面首先介紹直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的有關(guān)內(nèi)容: 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌有若干個(gè)平面，從制造、裝配和檢驗(yàn)來說，平面的數(shù)量應(yīng)盡可能少。在矩形導(dǎo)軌和三角形導(dǎo)軌中,M面主要起支承作用，N面是保證直線移動(dòng)精度的導(dǎo)向面,J面是防止運(yùn)動(dòng)附件抬起的壓板面；在燕尾形導(dǎo)軌中,M面起導(dǎo)向和壓板作用，J面起支承作用。其中，凸三角形導(dǎo)軌稱為山形導(dǎo)軌，凹三角形導(dǎo)軌稱為v形導(dǎo)軌。凹形導(dǎo)軌易存儲(chǔ)潤滑油，但易落人切屑和雜物，必須設(shè)防護(hù)裝置。 341 W 滾動(dòng)導(dǎo)軌受力分析圖 將已知數(shù)據(jù)代入上式得： 載荷成分段變化，其計(jì)算載荷： 式中：——對(duì)應(yīng)行程內(nèi)的載荷 ； ——分段行程 ； ——全行程等于；2. 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的額定壽命（1）額定壽命的計(jì)算公式為： 式中： L——額定壽命 ； C——額定動(dòng)載荷 ； ——計(jì)算載荷 ； ——溫度系數(shù) ； ——接觸系數(shù) ； ——精度系數(shù) ； ——載荷系數(shù) ；——硬度系數(shù) ； （2）壽命時(shí)間的計(jì)算： 當(dāng)行程的長度一定，以小時(shí)為單位的額定壽命： 式中： ——行程長度 ； L——額定壽命 ； ——每分鐘往復(fù)次數(shù) ； 一般情況下，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副預(yù)期壽命取20000小時(shí)，則：