第一篇：數控機床2014（推薦）
試卷代號：243 1中央廣播電視大學2013-2014學年度第一學期“開放專科”期末考試
數控機床試題
一、單項選擇題（15道題，每小題3分，共45分）
1．(C)屬于數控機床的機床本體。A．自動換刀裝置B．伺服電機C．進給機構D．脈沖編碼器
2．滾珠絲杠螺母副消除間隙的主要目的是(B)。A．減小摩擦力矩B．提高反向傳動精度和軸向剛度C．增大驅動力矩D．提高使用壽命
3．按照運動軌跡控制分類，數控鉆床屬于(A)。A．點位控制B．輪廓控制C．直線控制D．遠程控制
4．對箱體類，異形類，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以單面孔系加工為主，工序集中的，一般選用(C)進行加工。A.臥式加工中心B．數控車床C．立式加工中心D．車削中心
5．(C)是數控系統和機床本體之間的電傳動聯系環節。A．控制介質B．反饋裝置C．伺服系統D．輔助裝置
6．數控機床的液壓系統的控制屬于機床的邏輯控制，由(D)完成。A．脈沖編碼器B．數控裝置C．伺服驅動控制器D．可編程控制器
7．位置檢測勞置是位置控制閉環系統的重要組成部分，是保證數控機床(A)的關鍵。A．精度B．穩定性C．效率D．速度
8．圖1所示臥式加工中心的自動換刀裝置采用的是(A)換刀方式。A．機械手B．刀庫式C．成套更換方式D．轉塔式
9．加工中心最突出的特征是是設置有(B)，并能自動換刀。A．自動排屑裝置B．刀庫C．自動交換工作臺D．主軸準停裝置
10.ATC是(A)，數控機床采用其后數控加工的輔助時間主要用于工件的安裝和調整。A．自動換刀系統B．自動托盤交換系統C．自動排屑系統D．自動冷卻系統
11．下列(D)檢驗屬于定位精度檢驗。A．主軸軸向及徑向跳動B．主軸在Z軸方向移動的直線度C．X、Y、Z坐標軸的相互垂直度D．直線運動軸機械原點的返回精度
12．液壓和氣動裝置在數控車床中不能用于(A)。A.交流伺服電機的控制B．尾架套筒的頂出和退回C．主軸高低速的換擋D．卡盤的夾緊與放松
13．數控電火花加工機床的加工局限性有(D)。A．電火花加工屬不接觸加工B．易于實現加工過程自動化C．加工過程中沒有宏觀切削力D．只能用于加工金屬等導電材料
14．加工中心按照功能特征分類，可分為(C)、鉆削和復合加工中心。A．刀庫十主軸換刀B．臥式C．鏜銑D．三軸
15.數控機床的故障按故障特征分類，可分為(B)和有報警故障兩大類。A．隨機性故障B．無報警故障C．可恢復性故障D．機械故障
二、判斷題（5道題，每小題2分，共10分）
16．(√)數控機床是為了解決單件、小批量、精度高、形狀復雜的零件加工的自動化要求而產生的。17．(×)數控機床加工的加工精度比普通機床高，是因為數控機床的傳動鏈較普通機床的傳動鏈長。
18．(×)數控機床工作的環境溫度是沒有限制條件的。19．(√)數控系統是數控機床實現自動加工的核心。20．(×)液壓裝置工作速度快和工作頻率高，對環境要求適應性好，裝置結構簡單，工作
介質不污染環境。
三、簡答題（3道題，共25分）
21．數控機床常見的導軌類型有哪幾種？（5分）答：數控機床的導軌類型有滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌等
22．簡述數控機床機械結構的主要特點。（10分）答：(1)高的靜、動剛度；(2)良好的抗振性能；(3)良好的熱穩定性；4)高的靈敏度；(5)高效化裝置、高人性化操作。
23．與普通機床相比較，數控機床的主傳動系統的特點有哪些？(10分)
答：1)轉速高、功率大；(2)變速范圍寬；(3)主軸變換迅速可靠；(4)主軸組件的耐磨性高
四、綜合題（共20分）
圖2為CJK1640型數控車床外形圖，圖3為CK7525型數控車床外形圖，識圖并回答下
列問題。
24.圖2中的CJK1640型數控車床和圖3中的CK7525型數控車床，按數控系統的功能分類，各屬于什么類型的數控車床？（4分）A)經濟(2分)；(B)全功能。（2分）(A)圖2中的CJK1640型數控車床屬于一型數控車床
(B)圖3中的CK7525型數控車床屬于型數控車床
25.圖2中的CJK16 40型數控車床，這種類型的數控車床的特點是什么？（3分）
答：經濟型數控車床一般是在普通車床的基礎上進行改進設計，并采用步進電動機驅動的開環伺服系統。其控制部分采用單板機、單片機或檔次比較低的數控系統來實現。此類車床結構簡單，價格低廉。但功能簡單
26.圖3中的CK7525型數控車床，這種類型的數控車床的特點是什么？（3分）
答：全功能型數控車床控制系統是標準型的，帶有高分辨率的CRT顯示器以及各種顯示、圖形仿零點、刀具補償等功能，而且具有通信或網絡接口。全功能型數控車床采用閉環或半閉環控制的伺服系統，可以進行多個坐標軸的控制，并有高剛度、高精度和高效率等特點。
27.從床身結構上看，這兩個數控機床的結構布局有什么不同？各自的特點是什么？(10分)
答：(1)圖1中的CJK1640型數控車床，采用水平床身。（2分）圖2中的CK7525型數控車床，采用傾斜床身。（2分）(2)水平床身特點：是加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這
種結構床身下部空間小，排屑困難。（3分）
傾斜床身特點：①機床外形美觀，占地面積小； ②易于排屑和冷卻液的排流；③便于操作者操作和觀察；④易于安裝上下料機械手，實現全面自動化； ⑤可采用封閉截面整體結構，以提高床身的剛度。（3分）
第二篇：數控機床買賣合同
數控機床買賣合同2篇
隨著法律觀念的日漸普及，關于合同的利益糾紛越來越多，簽訂合同是減少和防止發生爭議的重要措施。你所見過的合同是什么樣的呢？下面是小編整理的數控機床買賣合同，僅供參考，歡迎大家閱讀。
數控機床買賣合同1甲方名稱：________________
乙方名稱：________________
經甲乙雙方友好協商，本著自愿、平等、公平、誠實信用的原則，特簽訂本協議。
合計：_______________元整
1、甲方應在所需產品__________天前向乙方訂貨，并交納所需費用10%作為保證金。
2、甲方在未付清設備款之前，本合同機器設備所有權仍歸乙方享有。
3、甲方應向持有乙方加蓋公章的收款委托書的乙方工作人員付款。
1、乙方設備詳細規格及技術配置見合同附件。
2、交貨地點：乙方工廠。
3、由乙方進行安裝調試，甲方配合驗收。驗收合格后，甲乙雙方另簽訂驗收報告書并加蓋公章。
4、驗收標準：執行乙方標準機型出廠檢驗標準。如甲方對標準機型進行改變或加裝的，雙方另行簽訂補充協議，預定驗收標準，作為本協議的附件。
1、本合同所規定的設備由乙方負責運輸，并承擔一切風險。運費和保險費由甲方支付。
2、甲方收到第一條所列設備后，如發現與設備不符，應在七日內書面通知乙方處理，期間如對甲方的正常作業造成的負面影響，乙方應相應做出賠償。
1、自設備經過雙方驗合格之日起，該設備進入保修期，保修期為十二個月。保修期內乙方在接到甲方保修通知后，必須在最短的時間趕到現場，最遲在三天內派人趕到甲方現場。
2、保修期內乙方負責維修，甲方承擔乙方維修人員的差旅費。若屬甲方認為操作不當等原因造成的故障，則不屬于保修范圍。
1、甲方無正當理由拒絕調試、驗收或拒收設備的，甲方應向乙方償付貨款總值的10%作為違約金，合同繼續履行逾期二十天的乙方有權解除合同并沒收定金。
2、乙方所交的設備品種、型號、規格不符合合同規定的，甲方有權拒收設備，乙方償付甲方貨款總值的.10%作為違約金。
3、乙方逾期交貨的，每逾期一天，乙方向甲方償付逾期交貨部分的5%作為滯納金，累積滯納金不超過逾期繳獲部分貨款總額的20%。
1、因設備的質量問題發生爭議，由乙方所在地或法院指定的質量鑒定單位進行質量鑒定、設備不符合質量標準的，鑒定費由乙方承擔。
2、凡與本合同有關而引起的一切爭議，甲、乙雙方應首先通過友好協商解決，如經協商后仍不能達成協議時，任何一方可以向法院提出訴訟。
1、本合同的所有附件具有與合同同等的法律效力。
2、本合同一式兩份，經雙方蓋章后生效。
甲方：________________乙方：________________
法人代表：________________法人代表：________________
簽約時間：_______________
數控機床買賣合同2需方(甲方)：_______________合同編號：_______________
供方(乙方)：_______________(自貢機床、托普數控用)
簽訂地點：_______________簽訂時間：_______________
經雙方友好協商簽訂如下合同：
三、供方對質量負責的條件和期限：質量“三包”期限一年。
采用項運輸方式(①汽車運輸②火車運輸③其他)
運達地為;全部運輸過程所需保險采用(①供方代為投保②需方自行投保③不投保);
交貨過程中產生的費用由(①供方②需方)承擔。
七、產品驗收地點、方法及提出異議期限：由需方按本合同約定標準及本合同附件驗收，有質量異議在收貨后十日內提出，需方未在上述期限內提出異議視為需方驗收合格。
逾期交貨或逾期付款的一方應按逾期部分金額每日萬分之四比例向對方支付遲延履行金;
十一、解決合同糾紛的方式：友好協商解決，協商不成，任何一方有權向法院提起訴訟。
十二、如需提供擔保、另立合同擔保書，作為本合同附件。
十三、其它約定事項：_______________。
十四、本合同生效條件：_______________(①該合同經當事人雙方簽字蓋章后生效。②按本合同第八條的約定。)
十五、甲、乙雙方已對本合同的所有條款進行了充分、友好協商，雙方承諾對本合同無任何異議。
十六、本合同一式四份，雙方各執兩份，每份具有同等法律效力。
十七、本合同履行期間，甲乙雙方均不得隨意變更或解除合同。
未盡事宜，雙方協商一致并另行簽訂補充協議，補充協議與本合同具有同等法律效力。
需方：_______________供方：_______________(自貢機床、托普數控)
地址：_______________地址：_______________
委托代理人：_______________委托代理人：_______________
郵編：_______________郵編：_______________
電話：_______________電話：_______________
傳真：_______________傳真：_______________
開戶行：_______________開戶行：_______________
帳號：_______________帳號：_______________
第三篇：數控機床程序格式
程序按這種格式寫，便于編輯。
O7001；
N10 G21 G40 G97 G99； N20 M03 S400 T0101； N30 G00 X110.0 Z5.0； N40 G94 X-1.0 Z0 F0.15;N50 G72 W2.0 R1.0；
N60 G72 P70 Q110 U0.4 W0.2 F0.2； N70 G00 Z-18.0S1000； N80 G01X60.0； N90 Z-8.0 0； N100 X30.0； N110 Z5.0；
N120 G70 P70 Q110 F0.1； N130 G00 X150.0 Z50.0； N140 M30；
初始化程序
主軸正轉，400r/min，換1號刀 快移至循環起點 車端面
粗車Z向進刀2.0mm，退刀1.0mm
精加工循環 快退至換刀點 程序結束
第四篇：數控機床論文
畢業論文
摘 要
為了適應機械行業的發展趨勢，簡化一般工廠中工人的勞動量，在本設計中應用簡單的數控系統設計。就實際情況分析，一般的機械加工精度和效率足以完成工作需求，不需要高精密的數控系統，但考慮一般機械系統實現自動化生產相對比較困難，而且實現起來相當復雜，設備比較龐大。然而這些問題可以在一個非常簡單的數控系統中很容易的得到很好的解決。隨著微型計算機系統的發展，性能的不斷提高，大范圍應用的普及，應用一個簡單的數控系統來完成一般的工作，在一般的小型工廠中足可以實現。
本次設計的銑床，除了能進行銑削加工，主軸上安裝不同的刀具時，還可以進行鉆孔或攻絲加工。所以我們采用了如下的設計方案：進給系統采用大慣量寬調速直流伺服電動機，滾珠絲杠，雙螺母墊片調整預緊間隙，導軌副采用直線滾動導軌副，主傳動系統采用無級調速電機。
在設計過程中，我得到了老師的精心指導，幫我收集了很多我無法找到的資料。袁老師在完成繁重的教學任務之余，經常拖著疲憊的身體，對我們的工作進行仔細地審查，針對我們的情況，進行了耐心的講解，從設計的原理到結構功能，做出了大量的指導性工作，使我們對所要設計的課題有了更深的了解，在這里也要感謝同組同學的熱心幫助，同學們總是微笑著面對我的提問，耐心講解，使我對有些問題有更加清楚的認識。
關鍵詞：總體結構布局 銑床傳動方式 主傳動系統 進給系統
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Abstract In order to adapt to the machinery industry development trends, simplified general factory workers in the labor, in the design of a simple numerical control system design.On the actual situation analysis, the general machining accuracy and efficiency needs to complete its work, do not need high-precision numerical control system, but considering the general mechanical system to automate production is relatively difficult and very complex to achieve, equipment relatively large.However, these problems can be in a very simple numerical control system in very easy to get a good solution.With the development of micro-computer system, the continuous improvement of performance, large-scale application of the universal application of a simple numerical control system to complete the work in general, the small factories in general can be achieved in full.The processing center, in addition to a milling, spindle installed on a different tool, can also carry out drilling or tapping processing.Therefore, we have adopted the design of the programmes are as follows: feeding system using the inertia of wide speed range DC servo motor, ball screw, double-nut pads adjust preload gap, the rails of a rail line rolling deputy, the main drive system adopts the-Speed Motor.In the design process, I was given the careful guidance of teachers Hsu, To help me collect a lot I can not find the information.Yuan teachers completed the arduous task of teaching, while towing tired of the daily physical, to our work carefully review the situation against us, on a patient, from design to the principles of structure and function, to A lot of guidance, so that we have to design the machine gained a deeper understanding of the same group here also like to thank the enthusiastic help students, the students have always smiling face
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of my question, patiently explained to me for some The problem is more clear understanding.Keywords ：The overall structure layout Transmission Feed system Main drive system
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目 錄
1緒論...................................................................2 1.1數控機床的產生及發展.......................................2 1.2數控機床的組成及分類.....................................3 1.3數控機床的特點...........................................3 2設計的主要參數及基本思想...............................................4 2.1 課題要求.............................................................4 2.2 總結構設計...........................................................4 2.3 銑床總布局的確定.....................................................5 3數銑床的設計和計算.....................................................6 3.1 主傳動系統的設計.....................................................6 3.2 進給系統的設計.......................................................9 3.3 進給系統的計算......................................................10 4 數控系統的介紹及選擇..................................................10 4.1數控及計算機數控....................................................10 4.2 計算機數控系統的內部工作過程........................................10 4.3數控系統的特點......................................................11 5 夾具的選擇及介紹......................................................11 5.1 數控銑床夾具介紹....................................................11 5.2 技術要求............................................................12 5.3 對夾具零部件的要求..................................................13 結論...................................................................15 致謝...................................................................16 參考文獻................................................................17
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1緒論
機械制造業是國民經濟的支柱產業。據統計，我國的機械制造業在工業總產值中占40%。可以說，沒有發達的機械制造業，就不可能有國家的真正繁榮的富強。而機械制造業的發展規模和水平，則是反映國民經濟實力和科學技術水平的重要標志之一。提高加工效率、降低生產成本、提高加工質量、快速更新產品，是機械制造業競爭和發展的基礎，也是機械制造業技術水平的標志。
1.1數控機床的產生及發展
數字控制機床是用數字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數控機床。數控機床具有廣泛的適應性，加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機床高，可以精確加工復雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復雜的工件，并能獲得良好的經濟效果。
隨著數控技術的發展，采用數控系統的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。80年代初，隨著計算機軟、硬件技術的發展，出現了能進行人機對話式自動編制程序的數控裝置；數控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監控刀具破損和自動檢測工件等功能。
隨著微電子技術、計算機技術和軟件技術的迅速發展，數控機床的控制系統日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數控系統本身將普遍實現自動編程。未來數控機床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數控機床品種越來越多；激光加工等技術將應用在切削加工機床上，從而擴大多工序集中的工藝范圍；數控機床的自動化程度更加提高，并具有多種監控功能，從而形成一個柔性制造單元，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統中。
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1.2 數控機床的組成及分類
1.2.1 數控機床的組成
數控機床由：程序、輸人/輸出裝置、CNC單元、伺服系統、位置反饋系統、機床本體組成:（1）程序的存儲介質，又稱程序載體（2）輸人/輸出裝置（3）CNC單元(4)伺服系統(5)位置反饋系統（檢測反饋系統）(6)機床的機械部件。對于加工中心類的數控機床，還有存放刀具的刀庫、交換刀具的機械手等部件，數控機床機械部件的組成與普通機床相似，但傳動結構要求更為簡單，在精度、剛度、抗震性等方面要求更高，而且其傳動和變速系統更便于實現自動化擴展。1.2.2 數控機床分類
數控機床按所能實現的控制功能分為點位控制、直線控制、連續軌跡控制三類。根據機床伺服驅動控制方式的不同，可將機床分為開環控制、半閉環控制和閉環控制三種類型。
1.3 數控機床的特點
1、數控系統取代了通用機床的手工操作，具有充分的柔性，只要重新編制零件程序，更換相應工裝，就能加工出新的零件。
2、零件加工精度一致性好，避免了通用機床加工時人為因素的影響。
3、生產周期短，特別適合小批量、單件零件的加工。
4、可加工復雜形狀的零件，如二維輪廓或三維輪廓加工。
5、易于調整機床，與其他加工方法相比，所需調整時間較少。
6、易于建立計算機通信網絡。設備初期投資大。
7、由于系統本身的復雜性，增加了維修的技術難度和維修費用。設計的主要參數及基本思想
2.1 課題要求
三坐標立式數控銑床可實現X向（縱向）、Y（橫向）、Z（升降）三個方向的自動移動，控制靈活，定位準確，精度高，剛性好，可用端銑刀或立銑刀完成平面銑削，臺階面銑削，開槽、凸輪曲面加工，型腔曲面加工以及外形曲面的加工。機床的數控系統可選用進口或國 6
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產三軸數控系統，配置靈活，機床的三個方向定位精度達0.012，重復定位精度0.006。機床動力頭可選用標準銑削頭，也可選用專用單軸銑削頭或多軸銑削頭，效率高，剛性好，精度高，用于平面加工可達平面度0.03／300。
2.2 總結構設計
1、設計要求：
⑴、具有大的切削功率，高的靜、動態剛度和良好的抗震性能； ⑵、具有較高的幾何精度、傳動精度和熱穩定性； ⑶、具有實現輔助操作自動化的結構部件。
2、提高機床的結構剛度
機床的剛度是指在切削力和其他力作用下，抵抗變形能力。機床的床身和立柱等支承件，采用鋼板和型鋼焊接而成具有減小質量提高剛度的顯著優點。用鋼板焊接有可能將構件做成全封閉的箱形結構，從而有利于提高構件的剛度。在立柱的中間布置上隔板，可以提高構件的剛度。
合理的結構布局也可以提高剛度。本次設計的銑床工作臺只做橫向和縱向進給運動，刀具可以上下移動，這樣可以避免加工較重零件時，升降式工作臺剛度不足的問題。
3、提高機床的抗震性
裝配在一起的旋轉部件，應保證同軸，并且要消除傳動間隙。裝在機床是的電機等旋轉部件需隔振安裝。減少機床內部震源或降低激振力，就減少了產生強迫振動的可能性，相當于提高了機床的抗震性。
4、提高低速進給的平穩性和運動剛度
⑴、減少動、靜摩擦系數之差
執行部件所受的摩擦阻力主要來自導軌副，因此，選用滾動導軌，此外采用具有防爬作用的導軌潤滑油，這種導軌潤滑油中加有極性添加劑，能在導軌表面形成一層不易破裂的油膜，從而改變了導軌的摩擦特性。另外在進給傳動系統中，采用滾珠絲杠螺母副，也可以減少摩擦系數之差。
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⑵、提高傳動系統的傳動剛度
適當加大傳動軸的直徑，加強支承座的剛度，對軸承、絲杠螺母副和絲杠本身進行預緊可以提高傳動剛度。
5、較小機床的熱變形
機床的熱變形，特別是數控機床的熱變形，是影響加工精度的重要因素，引起熱變形的熱源主要是機床的內部熱源，如主電機、進給電機發熱，摩擦以及切削熱等。熱變形影響加工精度的原因，主要由于熱源分布不均勻，熱源產生的熱量不等，各處零部件的質量不均，形成各部位的溫升不一致，從而產生不均勻的溫度場和不均勻的熱膨脹變形，以致影響刀具與工件的正確相對位置。減少機床熱變形及其影響措施是：
⑴、減少機床內部熱源和發熱量 采用低摩擦系數的導軌和軸承。
⑵、改善散熱和隔熱條件 主軸部件用強制潤滑冷卻，甚至采用制冷后的潤滑油進行循環冷卻；切削過程中發熱最大，要進行強制冷卻，并且要自動及時排屑。
本機床可以安裝在恒溫車間，并在使用前進行預熱，使機床達到熱穩定后再進行加工，這是在使用時防止熱變形影響的一種措施。
6.提高機床的加工精度
由于滾珠絲杠不能自鎖，所以在Z坐標軸的伺服電機上應加上制動器。以防止主軸箱因自重滑落，影響加工精度。
2.3 銑床總布局的確定
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根據以上所寫的內容確定銑床的總布局如下圖所示
1.立柱 2.主軸箱 3.床身 4.工作臺 5.導軌3數銑床的設計和計算
3.1 主傳動系統的設計
3.1.1 序言
數控銑床是高度自動化機床，數控銑床主傳動系統的特點是：①機床有足夠高的轉速和大的功率，以適應高效率加工的需要；②主軸轉速的變換迅速可靠，一般能自動變速；③主軸應有足夠高的剛度和回轉精度；④主軸轉速范圍應很廣，如對鋁合金材料的高速切削，幾乎沒有上限的限制，主軸最高轉速取決于主傳動系統中傳動元件的允許極限(如主軸軸承允許的極限轉速)，而最低轉速則根據加工不銹鋼等難加工材料的要求來確定。
主傳動系統的的設計要求是：①具有更大的調速范圍，并實現無級調速。數控銑床就要為了
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保證加工時能選擇合理的切削用量，充分發揮刀具的切削性能，從而獲得最高的生產率、加工精度和表面質量，必須具有更高的轉速和更大的調速范圍。②、具有較高的精度和剛度，傳動平穩，噪聲低。數控機床加工精度的提高，與主傳動系統的剛度密切相關。為此，應提高傳動件的制造精度與剛度，采用高精度軸承及合理的支承跨距等，以提高主軸組件的剛度。③、良好的抗震性和熱穩定性。數控機床上一般既要進行粗加工，又要進行精加工；加工時可能由于斷續切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自激振動等原因引起的沖擊力或交變力的干擾，使主軸產生振動，影響加工精度和表面粗糙度，嚴重時甚至破壞刀具或零件，使加工無法進行。因此在主傳動系統中的各主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且要求具有足夠的抑制各種干擾力引起振動的能力－抗震性。3.1.2 銑床主傳動方式的選擇
主軸動力由無級調速電機產生，其與主軸直接相連來實現主軸的運動。
主軸電機采用北京數控設備廠的BESK－3型調頻主軸電機，其轉速范圍為22.5－4500r/min,額定功率為3kw。交流調速電機能達到的最高轉速比同功率的直流電動機高，磨損和故障也少。
3.1.3 主軸組件的設計 ①、對主軸組件的性能要求：
主軸組件是機床主要部件之一。它的性能，對整機性能有很大的影響。主軸直接承受切削力，轉速范圍也很大，所以對主軸組件的主要性能提出如下要求：
旋轉精度：主軸的旋轉精度是指在裝配后，在無載荷、低速轉動的條件下，主軸安裝工件或刀具部位的定心表面（銑床軸端的7：24錐孔）的徑向和軸向跳動。旋轉精度取決于各主要件如主軸、軸承、殼體孔等的制造、裝配和調整精度。工件轉速下的旋轉精度還取決于主軸的轉速、軸承的性能，潤滑劑和主軸組件的平衡。
剛度：剛度主要反映機床或部件抵抗外載荷的能力。影響剛度的因素很多，如主軸的尺寸和形狀，滾動軸承的型號、數量、預緊和配置形式，前后支承的跨距和主軸前懸伸，傳動 10
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件的布置方式等。數控機床既要完成粗加工，又要完成精加工，因此對其主軸組件的剛度應提出更高的要求。
溫升：溫升將引起熱變形使主軸伸長，軸承間隙的變化，降低了加工精度；溫升也會降低潤滑度的粘度，惡化潤滑條件。因此對高精度機床應研究如何減少主軸組件的發熱，如何控溫等。
可靠性：數控機床是高度自動化機床，所以必須保證工作可靠性。
精度保持性：對數控機床的主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度。以上這些要求，有的是矛盾的。例如高剛度與高速，高速與低溫升，高速與高精度等。這要具體問題具體分析，例如設計高效數控機床的主軸組件時，主軸應滿足高速和高剛度的要求；設計高精度數控機床時，主軸應滿足高剛度、低溫升的要求。本次設計的銑床，主軸應滿足高剛度、低溫升的要求。
②、主軸組件的組成和軸承選型：
主軸組件，包括主軸、軸承、傳動件和相應的緊固件。主軸組件的構造，主要是支承部分的構造。主軸的端部是標準的。因此，研究主軸組件，主要是研究主軸的支承部分。
主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對來說，軸承的負載較輕。因此在一般情況下，承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標。
主軸軸承，應根據精度、剛度和轉速選擇。為了提高剛度和精度，主軸軸承的間隙應該是可調的。這是主軸軸承的主要特點。
為了提高剛度和承載能力，主軸為雙支承，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸球軸承組合，雙列短圓柱滾子軸承只能承受徑向載荷，雙向推力角接觸角接觸軸承與雙列圓柱滾子軸承相配套，用于承受軸向載荷。后支承采用成對面對面安裝的角接觸軸承可承受雙向載荷。
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3.2 進給系統的設計
1、進給伺服系統的組成
數控機床的伺服系統一般由驅動控制單元、驅動元件、機械傳動部件、執行件和檢測反饋環節組成。驅動控制單元和驅動元件組成伺服驅動系統；機械傳動部件和執行元件組成機械傳動系統；檢測元件與反饋電路組成檢測裝置，亦稱檢測系統。
2、⑴、①、②、③、④、⑤、⑵、① ② 量。
③
3、①、②、③、④、線性。
數控銑床對進給伺服系統的設計要求 在靜態設計方面的要求有： 能夠克服摩擦力和負載。很小的進給位移量。高的靜態扭轉剛度。足夠的調速范圍。
進給速度均勻，在速度很低時無爬行現象。在動態設計方面的要求有：、具有足夠的加速和制動扭矩，以便快速的完成啟動制動過程。、具有良好的動態傳遞性能，以保證在加工中獲得高的軌跡精度和滿意的表面質負載引起的軌跡誤差盡可能小。
對于數控機床機械傳動部件則有以下要求： 被加速的運動部件具有較小的慣量。高的剛度。良好的阻尼。
傳動部件在拉壓剛度、扭轉剛度、摩擦阻尼特性和間隙等方面盡可能小的非現1
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3.3 進給系統的計算
由于是靜連接，選普通平鍵，圓頭，普通平鍵連接的主要失效形式是鍵，軸上鍵槽和輪轂上鍵槽三者中較弱者被擊潰。由于輪轂上的鍵槽深度較淺，輪轂的材料強度通常在三者中也最弱，所以平鍵聯接的強度計算通常以輪轂為計算對象，計算鍵聯接的強度時假設鍵與鍵槽側面的壓力均勻分布，并假設合力的作用點在軸半徑處4 數控系統的介紹及選擇 數控系統是數控機床的核心。數控機床根據功能和性能要求，配置不同的數控系統。系統不同，其指令代碼也有差別。因此，編程時應按所使用數控系統代碼的編程規則進行編程，功能越強大，操作越復雜。
4數控系統的介紹及選擇
4.1數控及計算機數控
用數值數據的裝置，在運行過程中，不斷引入數值，從而對某一生產過程實現自動控制，叫做數值控制，簡稱數控。用計算機控制加工功能，實現數值控制，稱為計算機數控。數控系統包括程序輸入輸出設備、數控裝置、可編程序控制器（PLC）、主軸驅動單元等。其中的數控裝置通常稱為數控或計算機數控。下圖為數控系統結
機床數控程序輸入設備輸出設備計算機數控裝置（CNC）PLC主軸控制單元速度控制單元主軸電動機進給電動機位置監測器圖4.1數控系統結構圖
現代的數控裝置都是采用計算機作為數控裝置的核心，通過內部信息處理過程來控制數控機床數控裝置通過主軸驅動單元控制主軸電動機的運行，通過各坐標軸的進給伺服驅動單元控制數控機床各坐標的運動，通過可編程控制器控制機床的開關電路。數控操作人員可通過數 13
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控裝置上的操作面板進行各操作，或通過通信接口，由遠程進行操作，操作情況及一些內部信息處理結果可在數控裝置是顯示器中顯示。
一般情況下，在數控加工之前，啟動CNC，進行讀入數控加工程序。此時，在數控裝置內部是控制程序作用下，通過程序輸入裝置或輸入接口讀入數控加工程序，并存放于CNC的零件程序存儲器或存儲區域內。當開始加工時，在控制程序作用下將零件加工程序從存儲器中讀出，按程序段進行處理。先進行譯碼處理，將零件加工程序中的信息轉化成計算機便于進行處理的內部形式，并將程序段的內容分成位置數據和控制指令，一并存放相應的存儲區域。根據數據和指令的性質，以后大致進行3中流程處理：位置數據處理、主軸驅動處理、及機床開關功能控制。
1、位置處理
位置數據處理過程按數序大致有以下三個階段：（1）、預處理。（2）、插補運算。（3）、位置控制的處理。
2、主軸驅動處理
3、機床開關功能控制
4.2數控系統的特點
本銑床的數控系統采用以工業PC機為硬件平臺，DOS及其豐富的支持軟件為軟件平臺的是技術路線，使得系統具有可靠性好、性能價格比高、更新換代和維護方便、便于二次開發等優點。系統可與3到9軸聯動的銑床和加工中心配套使用。系統除具有標準數控功能外，還內設二級電子齒輪、內裝式可編程序控制器、雙向式螺距補償、加工斷點保護與恢復、故障診斷與顯示功能。獨創的三維曲面直接插補功能，極大簡化了零件程序信息和加工輔助工作。此外，系統使用漢字菜單和在線幫助，操作方便，具有三維仿真校驗及加工過程動態跟蹤能力，圖形顯示形象直觀。夾具的選擇及介紹
5.1 數控銑床夾具介紹
1．機床夾具的分類
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機床夾具的種類很多，按驅動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液動夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具和自夾緊夾具。2．機床夾具的組成
（1）、定位裝置。（2）、加緊元件。（3）、夾具體。（4）、其他元件及裝置。
3．工件、夾具在數控機床上的安裝工件、夾具在數控機床上的安裝與在普通機床上的安裝，其定位和夾緊的基本原則是一致的，所不同的是整個數控和工藝系統，包括數控程序的編制，工件、夾具在數控機床工作臺上的定位，都要求在工作臺上確定一個坐標系統。在工作臺上先確定零點，并建立x、y直角坐標系。整個工作臺按x、y坐標系，從零點起分成若干等分。在工作臺上安裝的工件、夾具的定位的位置都從坐標原點，即機床工作臺零點算起，標注為x和y的坐標值。
從數控機床工作臺上的零點到夾具定位元件上的零點的x、y坐標值，以及從夾具定位元件上的零點到工件上的加工點的坐標值是分開標注的。但應注意，工件上的加工點的x的坐標值是數控機床工作臺上零點到夾具定位元件上的零點x的坐標值和夾具定位元件上的零點到工件上的加工點的x的坐標值之和。工件的y坐標值的確定情況相同。
數控機床工作臺零點位置的選取有兩種方法：即固定零點和浮動零點。固定零點是把坐標原點永遠確定在一個位置上。浮動零點由編制數控機床程序人員根據實際方便的情況而確定的坐標零點。夾具定位元件上的零點和工件上的加工點都可以被確定為坐標原點。
5.2 技術要求
在夾具的設計中，不可避免的需要用到諸如螺釘、螺栓、螺母、定位銷等機械零件，在夾具中它們各自起著相當重要的作用，有它們才能保證生產的正常的運行。這些機械零件可分為標準件和非標準件，下面將逐一介紹機械零件的一些相關的要求。
1、制造零件及不見采用的材料應符合相應的國標（GB）的規定，允許采用機械性能不低于原規定牌號的其他材料制造。
2、拉四方鋼材（按GB906-66<冷拉四方鋼品種>），六角鋼材（按GB907-66<冷拉六方鋼品種>）或圓鋼材（按GB905-66<冷拉四方鋼品種>）制造的零件，其外形尺寸符合要求時，可不加 15
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工。
3、鑄件及鍛件機械加工余量和尺寸公差暫時按各部相應標準的規定。
4、鑄件不許有裂紋、氣孔、砂眼、縮松、夾渣等缺陷，澆口、冒口、結疤、粘砂應清除干凈，鍛件不許有裂紋、皺折、飛邊、毛刺等缺陷。
5、需機械加工的鑄件或鍛件加工前應經時效處理或是退火、正火處理。
6、零件焊縫不應有未填滿的弧坑、氣孔、溶渣雜質、基體材料燒傷等缺陷。
7、熱處理后的零件不許有裂紋或是龜裂等缺陷。
8、零件上的內外螺紋均不得滲碳。
9、零件上有配合要求的表面應經防銹處理，鋼制零件的其余表面除有特殊要求外應經氧化處理。
10、凡加工要求注公差的尺寸，其尺寸公差應按GB1804-79〈公差與配合未注公差尺寸的極限偏差>IT13的規定。
11、非配合的錐度和角度和自由度公差用按表1的規定.5.3 對夾具零部件的要求
設計專用夾具零件及部件時，其公差和技術要求可依據夾具總裝配圖上的配合性質和技術要求并參照《夾具零件及部件技術條件》（GB2259-80）制訂，設計的要求一般情況下可包括以下內容： 1.夾具零件毛坯的技術要求：
如毛坯質量、硬度、毛坯熱處理以及精度要求等。2.夾具零件的熱處理的技術要求：
包括為改善機械加工性能和為達到要求的機械性能而提出的熱處理要求。3.夾具零件的尺寸公差，見下表4。4.結論
本次設計的銑床，除了能進行銑削加工，主軸上安裝不同的刀具時，還可以進行鉆孔或攻絲加工。所以我們采用了如下的設計方案：進給系統采用大慣量寬調速直流伺服電動機，滾珠絲杠，雙螺母墊片調整預緊間隙，導軌副采用直線滾動導軌副，主傳動系統采用無級調
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速電機。本次設計我們綜合考慮了以下內容：
1.伺服電動機具有以下優點：控制系統簡單，工作可靠，成本低?？刂菩阅芎?，在一定的頻率下，能按控制頻率的要求快速啟動、停和反轉。改變控制脈沖頻率，電動機的轉速就隨之變化。并可在很寬的范圍內平滑調節，是開環控制系統的理想元件。
2.滾珠絲杠副傳動的優點：傳動效率高，摩擦損失小，其功率消耗只相當于常規絲杠螺母副的1/4～1/3。給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向可消除空程死區，定位精度高，剛性好。啟動力矩小，運動平穩，無爬行現象，傳動精度高，同步性好。磨損小，使用壽命長，精度保持性好。由于滾珠絲杠不能自鎖，故Z坐標軸上應加制動器來解決這一問題。
3.圓螺母—墊片調整間隙并預緊，該方式結構緊湊，調整方便。4.直線運動滾動導軌的優點：
（1）.將滾珠式直線導軌副做成標準部件，只要安裝在相對運動的導軌平面上，就可以組成合適的導軌。從而設計和裝配簡單方便；
（2）.在所有方向均能承受載荷；
（3）.通過預加負荷，可以得到高精度、高剛度以及承受切削負荷的運動剛度；（4）.由于具有自動調整功能，因而可達微米級的運動精度；
（5）．摩擦系數小和動、靜摩擦系數很接近。因此，運動輕便，摩擦力小，摩擦發熱小，磨損小，可避免出現爬行，有較高的定位精度。
5．無級調速電動機的優點：對于直線運動的執行器官，可以認為是恒定牽引力的，因此，拖動它的電動機，也應該是恒轉矩的，無級調速電機可以進行恒轉矩調速，因此可以直接和主軸連接。
汽車節能是汽車節能減排的重要組成部分，本文通過世界各國對汽車節能減排采取的應對政策出發，闡述汽車節能減排的重要意義，并且通過講述汽車的發展簡史表明，高效、節能、環保新能源汽車已經成為世界各國主要的研究目標，由于新能源汽車現在還處于起步階段，所以我國如果想在世界汽車之林中有所成就的話，新能源汽車無疑是我們發展的最新目標，通過人、車、路分析節能減排的因素及應對策略。
我國汽車工業在選擇汽車節能技術及節能產品時，要綜合考慮我國汽車工業的發展現狀，借鑒國際上汽車工業發達國家的先進經驗，選擇合適我國國情的節能技術和產品，歸納起來主要考慮：節能效果顯著，節能貢獻率大；國內有比較成熟的技術儲備，國際上有可靠的技術來源；有利于自主品牌的發展；經濟可行；有害排放少；標準及法規相對比較完善。
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結束語
制定符合中國國情的總體發展戰略，確立與國際接軌的發展道路，對21世紀我國數控技術與產業的發展至關重要。本文在對數控技術和產業發展趨勢的分析，對我國數控領域存在的問題進行研究的基礎上，對21世紀我國數控技術和產業的發展途徑進行了探討，提出了以科技創新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續發展道路的總體發展戰略。在此基礎上，研究了發展新型數控系統、數控功能部件、數控機床整機等的具體技術途徑。
我們衷心希望，我國科技界、產業界和教育界通力合作，把握好知識經濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰，為在21世紀使我國數控技術和產業走向世界的前列，使我國經濟繼續保持強勁的發展勢頭而共同努力奮斗！
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致 謝
時光匆匆如流水，轉眼便是大學畢業時節，春夢秋云，聚散真容易。在這個美好的季節里，我在電腦上敲出了最后一個字，心中涌現的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結，意味著我生命中最純美的學生時代即將結束，盡管百般不舍，這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。
三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學習上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。
還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機會，養育之恩沒齒難忘；
他們不僅培養了我對中國傳統文化的濃厚的興趣，讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！
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參考文獻
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第五篇：數控機床畢業論文
湖北科技職業學院畢業論文
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論文題目：中國數控機床的發展 姓 名：××× 學 號：××× 專業班級：××× 指導老師：×××
二〇一五年四月
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摘要
自從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床的產生給機械制造業帶來了具有革命性意義的改變。數控加工技術具有以下特點：具有高度柔性，加工的精度高，加工質量穩定、可靠，生產效率較高，還可以減輕操作者的勞動強度、改善工作條件，既能促進生產管理的現代化又能促使經濟效益的提高。數控機床是數字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。它是一種機電一體化程度較高的產品，可以用于加工各種小批量零件，或者結構較復雜、精度要求較高的零件等等。數控機床的優良特點及其廣泛的應用范圍使得它成為當代機械制造業的主流裝備，也是市場熱門商品。我國的數控機床經歷了多年的進步與發展已經取得了不錯的成績，但在科技日益進步的今天，如何進一步推進其發展在今天是一個很關鍵的問題。
關鍵字： 數控機床 趨勢 發展策略
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目錄
第一章 數控機床的產生
1.1 數控機床·················································4 1.2數控技術················································ ·4 1.3我國數控機床現狀··········································5 第二章 數控機床的發展趨勢
2.1向工序集中化發展········································· ·6 2.2向高速度、高精度方向發展···································7 2.3向柔性化、功能集成化方向發展······························· 8 2.4向智能化方向發展·········································· 9 2.4.1引進自適應控制技術····································· ·9 2.4.2智能故障回放和故障仿真技術······························ ·9 2.4.3刀具壽命自動檢測······································· ·9 2.4.4智能4M數控系統········································ ·9 2.4.5智能化交流伺服驅動技術·································· 10 2.5向高可靠性方向發展······································· 10 2.5.1采用更高集成度電路芯片································· ·10 2.5.2實現硬件功能軟件化······································10 2.5.3增強故障自診斷、自恢復和保護功能·························10 2.6向網絡化方向發展········································· 11 2.7向標準化方向發展········································· 11 2.8向功能復合化方向發展······································12 第三章 中國數控機床發展策略
3.1加大技術科研力度··········································13 3.2進一步提高數控機床產品的自主開發、制造能力··················13 3.3加快高性能數控功能部件的研發，提升數控機床品質·········· ····14 3.4加快技術引進與國際合作學習·································15 結語······················································ ·15
參考文獻················································· ·17
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第一章 數控機床的產生
1.1數控機床
數控機床，顧名思義，即采用了數控技術的機床。數控機床的出現是為了滿足多品種，小批量的自動化生產，能夠適用產品頻繁變化且具有柔性的生產需求。從應用來說，數控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示，通過控制介質將數字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發出各種指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，是機床自動加工出所需要的零件。1.2數控技術
說到數控機床就不得不提起數控技術。數控技術，簡稱“數控”,英文：Numerical Control（NC）,是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。根據國家標準ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，對機床數字控制的定義：用數字控制的裝置（簡稱數控裝置），在運行過程中，不斷地引入數字數據，從而對某一生產過程實現自動控制，叫數字控制，簡稱數控。用計算機控制加工功能，稱為計算機數控。目前它是采用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術通過使用計算機按事先存貯的控制程序來實現對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入數據的儲存、處理、湖北科技職業學院畢業論文
運算、邏輯判斷等各種控制機能都可以通過設計者來設計開發各種程序來實現。1.3我國數控機床現狀
我國數控技術起步于20世紀中期，縱觀其發展歷程，可以劃分為三個階段：第一階段從上世紀五十年代至七十年代，這個階段為封閉式發展階段。在此階段，處于新中國初期，百廢待興，人才缺乏，科技落后，由于國外的技術封鎖限制和我國自身基礎條件的限制，數控技術的發展趨勢并不明顯。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，這個階段是引進技術和消化吸收階段。在此階段，機床工業也隨之逐步走上科學生產、大力發展的道路并初步建立起了國產化體系。由于改革開放的推進過程和國家的重視，以及各方面環境的改善，使得我國數控技術在產品的研究、開發等方面都取得了顯著性的進步。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，這個階段是實施產業化的研究并且進入市場競爭的階段。在此階段，開始引進日、德、美數控系統、以及各類數控機床、加工中心，進行合作生產。通過邊仿、邊學、邊造、邊用，逐步掌握了數控機床的一些技術、特點與發展規律，發展比較迅速。我國國產數控裝備的產業化在這個階段取得了實質性的進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達到了50％，配國產數控系統也達到了10％。隨后，我國也已經進入世界高速數控機床生產國和高精度精密數控機床生產國的行列。目前我國數控機床需求量日益擴大，產量正呈飛速增長的趨勢，數據顯示，我國數控金屬切削機床產量從2004年的湖北科技職業學院畢業論文
51,861.00臺增長至2013年的209,287.00臺。2013年，我國數控金屬切削機床行業產量呈現增長態勢，比2012年205,695.13臺同比增長1.75%。據統計，目前我國可供市場的數控機床有1500種，幾乎覆蓋了整個金屬切削機床的品種類別和主要的鍛壓機械。領域之廣，可與日本、德國、美國并駕齊驅。按專項規劃，到２０２０年，我國航空航天、船舶、汽車、發電設備制造所需要的高檔數控機床與基礎制造裝備約８０％立足國內。高檔數控機床與基礎制造裝備總體技術水平進入國際先進行列，部分產品國際領先。
從上面的內容中我們看到了我國在數控機床領域取得的一些成績。而另一方面，盡管我國數控金屬切削機床行業近年來取得了長足的發展，數控化率穩步提高，但機床消費和生產的結構性矛盾仍然比較突出。目前，國內對中高檔機床的需求量逐漸超過低檔機床。但國產數控金屬切削機床以低檔為主，高檔數控機床絕大部分依賴進口。我國數控金屬切削機床行業技術創新投入不足，自主創新能力較弱，導致國產數控金屬切削機床在質量、交貨期和服務等方面與國外著名品牌相比存在較大的差距。
第二章 數控機床的發展趨勢
近些年來，隨著科學技術的發展，先進制造技術的興起和不斷成熟，對數控技術提出了更高的要求。自從我國數控機床的技術發展到了成熟期以后，各個領域都開始了對于數控機床的廣泛關注。當前我國的機床鑄造產業正處于高速發展時期，產業由量變正走向質變的階
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段。綜合分析國內外數控機床發展形勢，我國數控機床的發展還應順應以下發展趨勢：
2.1向工序集中化發展
上世紀中期，在一般數控機床的基礎上開發了數控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數控機床。在加工中心機床上，機床的機械手可以自動更換刀具，連續地對工件進行多種工序加工。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時也減少了機床的臺數與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數控機床的生產效率和數控加工的經濟效益。2.2向高速度、高精度方向發展
精度和速度是數控機床的兩個重要指標，直接關系到產品的質量和檔次、產品的生產周期和在市場上的競爭能力。高精度、高速度是機械加工的目標，數控機床因其價格昂貴，在這些方面的發展也就更為突出。
在加工精度方面，數控機床精度的要求現在已經不局限于靜態的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償越來越獲得重視。最近幾年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3-5μm提高到1-1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級。加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副、靜壓導軌、直線滾動導軌、磁浮導軌等部件，提高了CNC系統的控制精度，應用了高分辨率位置檢測裝置，而且也在于使用了各種
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誤差補償技術，如絲杠螺距誤差補償、刀具誤差補償、熱變形誤差補償、空間誤差綜合補償等等。
在加工速度方面，如今的數控機床普遍是高速加工，高速加工源于20世紀90年代初，以電主軸和直線電機的應用為特征，使主軸轉速大大提高，進給速度達60m／min以上，進給加速度和減速度達到1-2g以上，主軸轉速達100000r/min以上。高速進給要求數控系統的運算速度快、采樣周期短，還要求數控系統具有足夠的超前路徑加（減）速優化預處理能力，有些系統可提前處理5000個程序段。為保證加工速度，高檔數控系統可在每秒內進行2000-10000次進給速度的改變。另一方面，運算速度的高速化也為數控機床增添了動力：微處理器的迅速發展為數控系統向高速、高精度方向發展提供了保障，開發出CPU已發展到32位以及64位的數控系統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的極大提高，使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度。2.3向柔性化、功能集成化方向發展
數控機床在提高單機柔性化的同時，朝單元柔性化和系統化方向發展，如出現了數控多軸加工中心、換刀換箱式加工中心等具有柔性的高效加工設備；出現了由多臺數控機床組成底層加工設備的柔性制造單元、柔性制造系統、柔性加工線。
在現代數控機床上，自動換刀裝置、自動工作臺交換裝置等已成為基本裝置。隨著數控機床向柔性化方向的發展，功能集成化更多地體現在：工件自動裝卸，工件自動定位，刀具自動對刀，工件自動測
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量與補償，集鉆、車、鏜、銑、磨為一體的“萬能加工”和集裝卸、加工、測量為一體的“完整加工”等。2.4向智能化方向發展
隨著人工智能在計算機領域不斷滲透和發展，數控系統向智能化方向發展。在新一代的數控系統中，由于采用“進化計算”、“模糊系統”和“神經網絡”等控制機理，性能大大提高，具有加工過程的自適應控制、負載自動識別、工藝參數自生成、運動參數動態補償、智能診斷、智能監控等功能。
2.4.1引進自適應控制技術
通過監測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統的或現代的算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態及機床加工的穩定性狀態，并根據這些狀態實時調整加工參數和加工指令，使設備處于最佳運行狀態，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設備運行的安全性；
2.4.2智能故障回放和故障仿真技術
能夠完整記錄系統的各種信息，對數控機床發生的各種錯誤和事故進行回放和仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問題的辦法，積累生產經驗；
2.4.3刀具壽命自動檢測
利用紅外、聲發射、激光等檢測手段，對刀具和工件進行檢測。發現工件超差、刀具磨損和破損等，及時進行報警、自動補償或更換刀具，確保產品質量。
2.4.4智能4M數控系統
在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和
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快速響應的有效途徑，將測量（Measurement）、建模（Modeling）、加工（Manufacturing）、機器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一個系統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。
2.4.5智能化交流伺服驅動技術
目前已研究能自動識別負載并自動調整參數的智能化伺服系統，包括智能化主軸交流驅動裝置和進給伺服驅動裝置，使驅動系統獲得最佳運行。
2.5向高可靠性方向發展
所謂的數控機床可靠性，就是指數控機床產品及其系統能夠在限定時間內完成一定的動作指令的能力。數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標，它主要取決于數控系統各伺服驅動單元的可靠性。為提高可靠性，目前主要采取以下措施：
2.5.1采用更高集成度電路芯片
采用更高集成度的電路芯片，采用大規?；虺笠幠５膶Ｓ眉盎旌鲜郊呻娐?，可以減少元器件的數量，有效地提高可靠性。
2.5.2實現硬件功能軟件化
通過硬件功能軟件化，以適應各種控制功能的要求，同時通過硬件結構的模塊化、標準化、通用化及系列化，提高硬件的生產批量和質量。
2.5.3增強故障自診斷、自恢復和保護功能
增強故障自診斷、自恢復和保護功能對系統內硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷、報警。當發生加工超程、刀損、干擾、斷電
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等各種意外時，自動進行相應的保護，而這些措施就大大地增加了數控機床的可靠性。2.6向網絡化方向發展
對于面臨激烈競爭的企業來說，使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網絡資源共享，又能實現數控機床的遠程監視、控制、培訓、教學、管理等等，還可實現數控裝備的數字化服務。數控機床的網絡化將極大地滿足柔性生產線、柔性制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式，如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。目前先進的數控系統為用戶提供了強大的聯網能力，除了具有RS232C接口外，還帶有遠程緩沖功能的DNC接口，可以實現多臺數控機床間的數據通信和直接對多臺數控機床進行控制。有的已配備與工業局域網通信的功能以及網絡接口，促進了系統集成化和信息綜合化，使遠程在線編程、遠程仿真、遠程操作、遠程監控及遠程故障診斷成為可能。這些先進的系統也為數控機床未來的網絡化發展方向提供了導向作用。2.7向標準化方向發展
近些年來，數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50多年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G、M代碼對加工過程進行描述，顯然，這種面向過程的描述方法已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種
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不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。數控機床的標準化發展也定將會推動數控技術的高速發展。2.8向功能復合化方向發展
數控車床復合加工技術，即是在一臺設備上完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴孔等多種加工要求，復合加工機床的最突出優點是可以大大縮短工件的生產周期、提高工件加工精度。在全球數控機床制造和金屬加工領域，復合加工技術正以其強大的加工能力被不斷發展與應用。為了實現復雜形狀工件的加工，使在一臺機床上能完成復數工序和復數工種的加工，這樣的數控機床稱為復合加工機床。就是說，在復合化機床上可以實現完全不同性質加工過程的加工。
今天的復合加工技術，是針對以普通的數控車削中心和加工中心為基礎，發展到復合車銑加工中心。這要求機床制造業應以現有的技術水平為基礎，研發、制造、穩定和推廣具有高效、復合、穩定、成本低廉的，適合于現代加工技術的高水平數控機床。
第三章 中國數控機床發展策略
在今天，以轎車制造業為代表的汽車及其零部件制造業、以航空航天為代表的高新技術產業的加速發展，為機床制造業帶來了巨大商機。同時，要滿足我國重大基礎制造和國防工業領域對高檔數控機床的巨大需求，擺脫對國外高檔數控機床的依賴及壟斷，必須突破高檔數控機床及相應高性能功能部件的關鍵技術。我國數控機床的發展需
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要以市場需求為導向，主機為牽引，統籌考慮數控系統與功能部件、關鍵部件與主機，推行數字制造；以功能部件為基礎，以共性技術為支撐，加速振興我國機床制造業。中國今后要加速發展數控機床產業,既要深入總結過往的經驗教訓,切實改善存在的問題,又要認真學習國外的先進經驗,沿正確的道路前進。建議切實做好以下幾點: 3.1加大技術科研力度
眾所周知，科學技術是第一生產力，科技對于產業發展的促進作用在今天已經不言而喻了。數控機床是其他制造業得以實現的基礎，因為它的水平關系著其他行業產品制造質量的高低。我國數控機床科技水平一直處于較低水平，雖然在某些領域可以與世界機床強國比較高低，但是整體的弱勢也是造成我國數控機床行業無法進入“世界機床強國”行列的原因。在美國，特別講究“效率”和“創新”，注重基礎科研。在機床技術上不斷創新，美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實，且一貫重視科研和創新，故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。而德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業與大學科研部門緊密合作，對用戶產品、加工工藝、機床布局結構、數控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上力求越來越好。
3.2進一步提高數控機床產品的自主開發、制造能力
我國如今已成為一個制造業大國，提高數控機床產品的自主開
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發、制造能力是一個關鍵的問題。共性和關鍵技術攻關必須與數控機床和功能部件的基地建設有機結合，要以高檔數控機床發展為主攻目標，提高整機可靠性和產業化水平，提高國產數控系統和關鍵功能部件的配套能力，特別是要提高在國產中高檔數控機床中的配套能力；加強數控機床基礎開發理論的研究、基礎工藝技術研究及應用軟件開發，做好行業標準和專利工作，為我國數控機床行業的發展打下堅實的基礎。
3.3加快高性能數控功能部件的研發，提升數控機床品質
數控功能部件作為數控機床的一個子系統同樣具有機電一體化的特征，這也是它區別于一般配套件和附件之處。因此，它的組成通常是由動力能源、信息傳遞反饋與控制、廣義機械執行裝置三者的總成。這些功能部件有高速運動的電主軸單元、直接驅動的直線電機單元和力矩電機的回轉運動單元等；有先進結構精密切削的雙擺主軸頭、數控動力刀架和主臥轉換頭等；有快速交換及高速的自動刀具交換裝置、自動托盤交換裝置和刀具在線智能補償裝置等功能部件的研發及其專業化生產，不僅能為機床主機制造廠提供功能完善和品質優良的選件，而且有利于縮短機床新產品的開發和制造周期，也有助于降低數控機床成本。高性能的功能部件將具有智能化接口，能與整機協調匹配，并與數控系統構成分布式的控制，因此，加強為主機廠的售前服務，充分滿足主機的個性化需求是提高其競爭力的重要措施。功能部件向功能多樣化、運行高可靠性化和結構緊湊化的發展也將促進數控機床復合化加工的擴展并推動新一代可重構機床的出現。
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數控系統、功能部件、關鍵部件是發展高檔數控機床的基礎，目前我國在這方面發展十分薄弱，而這也已經成為制約數控機床發展的瓶頸，必須加快發展，提高專業化、批量化生產技術水平和能力。產品的發展和自主創新能力的提高必須依賴于核心技術的掌握，依賴于共性技術的支撐?；A技術研究是機床整體水平提高的前提和保障，是機床設計的關鍵和基礎，對于我國機床行業進入一個全新的層次會有很大的幫助。
3.4加快技術引進與國際合作學習
新技術幾乎是所有企業共同的追求，為了較快得到最新技術，企業可直接與國外科研院所和國外一流企業合資、合作，通過以市場換技術，以有限的資金換取無限的發展，實現主流產品生產的高起點、成批量、專業化。在引進與合作過程中，我們還需要加強引進技術的消化吸收與再創新。具體來說：在某些領域上，與國外差距較大，國外先進技術有引進的可能，則通過引進技術，加強消化吸收，實現再創新，滿足用戶的需求；在技術基礎較好的領域中，可以充分利用已經形成一定優勢的技術，與用戶結合，產學研結合，開發滿足用戶需要的產品，形成技術創新能力，這樣也可能在原創上做出突破。總之，加快技術引進與國際合作學習在當前來說是一個明智的選擇。
結語
雖然我國數控機床的發展經歷了長期的跌宕起伏，已經由成長期進入成熟期，但是機床制造業既面臨著機械制造業需求水平提升而引
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發的制造裝備發展的良機，也遭遇到了當今激烈的國際市場競爭的巨大壓力，加速推進數控機床的發展是解決有關機床制造業持續發展問題的一個關鍵。隨著制造業對數控機床的不斷擴大的需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍仍然在不斷擴大中。數控機床行業是為制造業提供裝備的產業，當代中國制造業的崛起，必然給數控機床行業帶來巨大的商機，并且帶來新的發展空間。因此，數控機床行業可以抓住這個大好機會，盡快減小其世界先進水平的差距，全面提高我國數控機床行業水平，創品牌、擴市場、當進口、爭出口，爭取將國產數控機床做大做強。
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參考文獻
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