數控機床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產品，是機械制造設備中具有、、高自動化和高柔性化等優點的工作母機。根據原機械工業部機床工具局的規定，自重在10t-30t范圍內的機床屬于大型機床、30t-100t屬于重型機床、大于100t的屬于超重型機床。重型數控機床主要用于大型和型零件的加工，服務于、航天航空、船舶、能源(發電)、交通運輸(鐵路、汽車)、冶金、工程機械等主要工業支柱產業以及工程項目。

“十五”以來，我國數控機床行業進入發展時期，涌現出諸如大連機床集團和沈陽機床集團等世界的機床企業，重型數控龍門膛銑床，重型落地膛銑床，重型立、臥式車床等重型機床的年產量和市場消費量已居世界前茅，然而我國重型數控機床依賴，這說明雖然國內重型數控機床行業發展，重型機床市場潛力巨大，但國產重型數控機床整體水平與機床相比依然有較大差距，對重型數控機床的研究仍任重而道遠。

目前，對重型機床的研究主要集中在設計、制造及裝配方面，對己裝備服役的重型數控機床的研究則相對較少，但重型機床因其體積龐大、質量重、結構復雜、加工對象，在車間中往往數量較少且加工任務無法替代，成為車間產品加工流程的約束瓶頸，因此重型數控機床往往保持24h的連續加工。

同時因為重型數控機床造價昂貴，其期望服役期往往達10年甚至10年以上，如果僅依靠設計、制造、裝配的機床固有加工性能來維持重型數控機床長時間連續地加工，顯然不合理，所以對己裝備服役的重型數控機床進行研究很有意義。數控加工工藝參數的選擇關系到加工系統的生產率、生產成本和產品的加工質量，且機床在使用一段時間后，會出現由零部件的磨損、老化、腐蝕等原因造成的機床加工精度衰退、加工質量差等，原來的加工工藝參數己經不適應機床當前的固有特性和工作狀態，需要根據目前的機床工作狀態來重新優化選擇加工工藝參數。因此，本文將針對己裝備服役的重型數控機床的加工工藝參數選擇問題進行研究，通過優化重型機床加工過程的工藝參數組合，達到提高機床加工性能的目的。

數控機床的加工工藝參數優化范圍包括無約束優化和約束優化、單目標優化和多目標優化、單刃優化和多刃優化、單刀具優化與多刀具優化等。在實際生產中，目標函數與約束條件多種多樣，選擇時應根據實際需求確定的目標函數與約束條件。本文研究的重型機床的銑削加工是多約束、多目標、多切削刃的優化問題。

機床在加工過程中，因為機床本身的動態特性可能會產生顫振現象，嚴重影響加工質量，所以在建立優化模型的約束中需要將顫振因素考慮進去，顫振可以根據動力學模型對加工過程的模擬來判斷。對于此臺機床而言，當主軸轉速和進給速度、切削超過3mm時，機床發生顫振。

數控機床產業是為裝備制造業和提供基礎裝備的戰略產業，是裝備制造業的核心，其發展水平關乎和國民經濟的發展。當今世界，數控機床的擁有量及其性能水平的高低已成為衡量一個綜合制造的重要標志之一，其作為現代制造業的主流加工設備，已成為制造業和工業競爭的焦點。歷史和現實表明，發展數控機床產業是提高機械工業競爭力的重要。

隨著現代制造業的發展，數控機床的使用已經越來越普遍。我國數控裝備在性方面與差距顯著。首先，國產數控機床整機的性水平與數控機床相比處于劣勢，尤其是加工中心及車銑復合數控加工裝備的性指標明顯低于歐美日等國生產的數控機床。其次，與數控機床配套的功能部件，如數控刀架、刀庫、直線導軌、滾珠絲杠，機械手、主軸，還有一些的定位、檢測、警報裝置等的性水平與相比差距。其大多依靠，拖了數控機床主機發展的后腿，成為數控機床產業發展的瓶頸。

我國已經認識到這種差距，在“八五，、“九五”及“十五”期間，均將數控機床性研究作為科技攻關項目，“十一五”期間把數控機床及其關鍵功能部件性研究放在位置，列為科技重大專項重要研究內容。本文結合“數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項“大型鏈式刀庫和高速盤式刀庫及自動換刀裝置研究”，對數控機床及其關鍵功能部件性研究進行歸納分析，結合現有性分析數據，對數控機床及其關鍵功能部件性研究現狀及研究方法進行論述，探索數控機床及其關鍵功能部件的性研究及性試驗的可行方案，以期為數控機床及其功能部件性水平的提升提供參考。

1、數控機床性研究

性技術研究是從1957美國有名的《電子設備性報告》開始的。這個報告被公認為是電子產品性理論和方法的奠基性文件。從此，性學科逐步發展為一門單獨的學科。而機床性的起源要追溯到20世紀70年代的前蘇聯，專門從事機床性的研究，主要進行機床參數故障模型、工藝性以及性預測等方面的研究。隨著現代數控技術的發展，新一代數控機床性研究學者對數控機床性技術進行了深入的研究。

20世紀80年代，以美國為代表的一些工業發達開始了對機床性技術的研究。他們對數控機床進行現場跟隨試驗，收集了大量的故障數據，分析處理所獲得的故障數據并進行性評價，研究故障數據的分布規律，找到數控機床性的薄弱環節，從而進行性增長設計，實現數控機床的性增長。德國一則是對機床用戶反饋的故障信息進行性分析，建立了機床診斷與預測系統，并在數控機床的設計、制造及裝配過程中建立了性體系。而日本則是對數控機床進行故障診斷與分析，研究數控機床的故障模式與故障原因，對數控機床性水平的提升有重要的意義。英國將模糊理論運用到數控機床的性故障數據的分析及處理中，解決了性技術中的一些不確定性問題。意大利將可維修系統的R&；M(性及維修性)分析應用于一系列機床上。應用壽命數據分析，描述可維修部分的故障分布，然后給出了整個機床的R&；M方法。近幾年，數控機床性技術取得了深入的進展，由傳統的定性分析到定量計算，并且計算機輔助性技術的產生推動了數控機床性技術的發展。

2、國內數控機床性研究

20世紀80年代開始，我國開始重視機械性的研究。經過了30的探索，我國數控機床性水平了程度的提升。在“八五“、“九五”及“十五”期間，數控機床性研究作為科技攻關項目，取得了豐碩的研究成果“十一五”期間，“數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項正在逐步實施，對數控裝備(數控機床、數控系統及數控機床關鍵功能部件)的性技術研究及數控機床產品的性水平的提升和考核給予高度關注。國內各高校針對性設計、性計算方法、性評估及性分配及性評價模型等方面開展了大量的研究。

對可能存在的各種情況

進行分析并提出處理意見，將多維性設計轉化為求解非線性方程組，然后用數值方法求解；對一般性設計方法進行分析，指出其存在的不足；提出了剩余度的概念，建立了剩余度之和為化目標函數，性條件和邊界條件為約束的機械性優化設計的數學模型，編制了相應的計算機程序；對過盈聯接的性優化設計進行了研究，并用實例驗證了研究結果的正確性。