现有的仿形设备部分解决了以往生产中复杂小零件的加工问题。但在更换零件时，需要从生产模式和设备上进行调整，不仅要消耗大量的人工劳动，延迟生产，而且由于加工误差的影响，加工精度难以保障，更不用说达到更高的要求。论文网

为了解决这些问题，一种灵活、高精度、多功能、高效率的自动化生产设备应运而生，那就是数控机床。

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，最近几年数控产业发展十分迅速，但由于起步较晚，再加上数控机床在国内庞大的使用量，大多数国内的企业都注重于制造较廉价和精度一般的数控车床，而忽略了对中高档数控机床的研究开发。因此70%以上的中高档与大型数控机床和绝大多数的功能部件均依赖进口。而这些便产生了一个恶性循环，为了让我国工业领域的发展更进一步，自主研发高精度的数控机床迫在眉睫。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。

我国的数控技术在总体方向上是在不断地发展与壮大，但是与国外的数控技术的现状与发展相比之下，我国的差距还是有很大的。总说有了差距就有了提高的空间，为了能够使数控车床的主轴部件的精度、刚度、稳定性、速度等方面能够有所提高并能追赶上甚至能够超越国外的。秉承这样的理念开始了本次的数控车床主轴部件设计。

与传统车床相比，数控车床的结构有以下特点：

于数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动，所以它的传动链短。不必使用挂轮、光杠等传动部件，用伺服电动机直接与丝杠联结带动刀架运动。伺服电动机丝杠间也可以用同步皮带副或齿轮副联结。

　　多功能数控车床是采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴，按控制指令作无级变速，主轴之间不必用多级齿轮副来进行变速。为扩大变速范围，现在一般还要通过一级齿轮副，以实现分段无级调速，即使这样，床头箱内的结构已比传统车床简单得多。数控车床的另一个结构特点是刚度大，这是为了与控制系统的高精度控制相匹配，以便适应高精度的加工。

　　数控车床的第三个结构特点是轻拖动。刀架移动一般采用滚珠丝杠副。滚珠丝杠副是数控车床的关键机械部件之一，滚珠丝杠两端安装的滚动轴承是专用铀承，它的压力角比常用的向心推力球辆承要大得多。这种专用轴承配对安装，是选配的，最好在轴承出厂时就是成对的。

　　为了拖动轻便，数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。

　　由于数控机床的价格较高、控制系统的寿命较长，所以数控车床的滑动导轨也要求耐磨性好。数控车床一般采用镶钢导轨，这样机床精度保持的时间就比较长，其使用寿命也可延长许多。

　　数控车床还具有加工冷却充分、防护较严密等特点，自动运转时一般都处于全封闭或半封闭状态。

数控车床一般还配有自动排屑装置。

为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态性能为优化目标,通过灵敏度分析法选择设计变量,建立主轴结构多目标优化设计的数学模型,并提出一种渐进优化算法用于模型求解,得到一种新的主轴结构优化设计方法。将主轴传动方式模糊优选法和主轴结构优化设计方法进行集成,从而形成一套数控机床主轴优化设计专家系统。以一种精密数控机床主轴的多目标优化设计作为应用案例,将优化设计结果与实际情况和实验结果进行对比分析,验证了所构造的数控机床主轴优化设计专家系统的可行性。