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高速数控机床项目计划书 制作人： 联系电话： 邮箱： 日期： 第一章 高速数控机床概述 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，而高速数控机床的应用则囊括了高速主轴控制器、快速响应的伺服系统、高速高精度计算机控制系统、机床机械结构、高速机床其他辅助技术在内的多项高速数控机床技术。 电主轴是高速数控机床的关键部件,目前国际上高水平的电主轴产品(如瑞士Fisher 公司产品,转速nmax = 45 000 r/ min ,功率P = 75 kW) ,其轴承多采用陶瓷球轴承、磁浮轴承和空气静压轴承。高水平的电主轴从静止到最高速仅需1. 5 s ,加速度达到2 g 。这些参数要求主轴控制器具有极高的动态品质、精度、可靠性和可维护性。 高速机床不但要求机床有极高的主轴速度,而且要求有很高的进给速度和加速度,进给速度一般大于30 m/ min ,加速度达到1 ～ 2 g ,在滚珠丝杠驱动方式下其极限值约为60 m/ min 和1 g ,而使用直线电机后可达到160 m/ min 以上和2. 5 g 以上,定位精度可高达0. 5～0. 05μm。采用快速、精密、高灵敏度和耐用的直线电机,避免了滚珠丝杠(齿轮,齿条) 传动中的反向间隙、惯性、摩擦力和刚度不足等缺点,实现了无接触直接驱动,可获得一致公认的高精度、高速度位移运动(在高速位移中极高的定位精度和重复定位精度) ,并获得极好的稳定性。但要达到这些要求必须有高性能和高灵敏度的伺服驱动系统。 　　为了在超高速加工复杂零件时获得高精度,许多CNC 系统采用了精简指令集(RISC) 系统。它可以快速计算系统参数产生的预期误差,并根据实际需要进行 修正,从而使实际轨迹精确地跟踪编程轨迹,消除跟踪误差,并且还具有控制加、减速和优化执行程序等功能。 除了上述的技术外，高速数控机床还离不开稳定的机床结构设计以及其他辅助技术。欲制造出高品质的数控机床，就离不开在上述各领域的沉淀和积累。 第二章 高速数控机床市场分析 我国为机床消费及生产大国 2002 年我国机床消费上升到第一位，并且连续保持至今；2009 年开始我国机床产量也已连续两年保持全球第一。根据统计，2010 年全球主要28 个机床生产国机床消费总额为598.9 亿美元，中国消费占比45.6%；全球28 个主要机床生产国总产值663.3 亿美元，中国产值占比31.5%。 国家制定专项规划 国家已制定高档数控机床与基础制造专项规划，主要针对我国航空航天、船舶、汽车和发电设备等行业的高端数控机床需求，并通过鼓励订购使用国产数控机床、在重大项目上支持国产机床等措施鼓励高端数控机床发展；考虑到目前国内外差距，进口替代空间巨大。 下游装备制造业快速发展为机床行业带来动力 机床的需求来自于下游装备制造行业的固定资产投资，我国汽车、航空航天、国防军工、船舶、电力设备、轨道交通设备、工程机械、 模具、电子信息设备等领域快速发展为机床行业带来动力。在“十二五”以及更长时期，我国都将进行大范围和深层次的产业结构调整，这将给机床行业尤其高端数控机床带来巨大机会，见下表。 序号 行业 需求 1 航空工业 飞机机翼、机身、尾翼等和发动机零件的制造需要大批高速五轴加工中心、龙门移动式高速加工中心、精密数控车床、精密卧式加工中心、多坐标镗铣中心、精密齿轮和螺纹加工数控机床等 2 汽车及其零配件制造业 汽车制造业需要大批高效、高性能、专用数控机床和柔性生产线，如用于发动机加工的以高速卧式加工中心为主的柔性生产线、曲轴加工专用数控机床等；汽车零配件生产需求大批数控车床、立卧式加工中心、数控高效磨床和数控齿轮加工机床等。 3 工程机械、模具制造业 工程机械制造业需求大批中小型数控机床如数控车床、中型加工中心、数控铣床和齿轮加工机床等；模具制造业需求高速数控铣床、三坐标测量机、精密电加工机床、高精度加工中心、精密磨床等。 4 电子信息设备制造业 需求大批小型精密数控机床，如高速铣削中心、高速加工中心、小型精密车床、小型精密冲床、精密和超精密加工专用数控机床及精密电加工机床等。 我国的机床数控化率与发达国家有差距，有广阔发展空间 通过向美、日、德、瑞士等发达国家引进技术及合办企业并自主研发，在我国制造业快速发展背景下，我国机床业取得了快速发展，数控机床所占比重也不断提升，金属切削机床产量及产值数控化率从2000 年8%、22%的水平提升到了2010 年的29.6%、52.5%。目前发达国家数控机床产量数控化率水平在60-70%左右，产值数控化率在80%-90%，而我国目前只有约30%的产量数控化率和50%左右的产值数控化率，与发达国家相比仍有