微型數(shù)控銑床設(shè)計

火火大火大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告論文題目：微型數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)設(shè)計學(xué) 院專業(yè)、班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師（職稱）：一、選題依據(jù)題目：微型數(shù)控銑床（立式）結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究領(lǐng)域：微型立式數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計工作的理論意義和應(yīng)用價值：傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)中，即使最終產(chǎn)品的尺寸很小，機床與其所加工、裝配的零件尺寸相比還是很大。比如手表、照相機，手機等零件一般長幾毫米、重幾毫克，而使用的機床卻達幾米。而機床的動力和材料消耗近似地與其體積成正比，因此配置與其所加工零件尺寸不相稱的大機床，浪費了能源、空間和資源。再者，由于航空航天、電子、醫(yī)療等行業(yè)和部門，有許多微小零件采用傳統(tǒng)機床無法加工或加工困難，尤其在空間狹小、微重力、真空等特殊環(huán)境下，必須由微型機床實現(xiàn)。設(shè)計微型數(shù)控銑床具有體積小、精度高、重量輕、能耗低、靈敏度高、性能穩(wěn)定慣性小等優(yōu)點，可以大大節(jié)省生產(chǎn)中的能源、空間和資源。而且微型數(shù)控銑床具有集微型機構(gòu)，微型傳感器特點，不但可以加工高精度的各種微小零件，甚至可以加工通信電路和電源等微型器件或系統(tǒng)［1、2］。目前研究的概況和發(fā)展趨勢：近年來，隨著航空航天、國防工業(yè)、微電子技術(shù)、生物醫(yī)療裝備技術(shù)的發(fā)展，民用和國防等領(lǐng)域?qū)Ω鞣N微小型化產(chǎn)品的需求不斷增加，對微型制造機械的要求也越來越高，國外發(fā)達國家早已開始了對微型機械的研究，美國MIT、Berkeley、Stanford和NSF的15名科學(xué)家在上世紀(jì)八十年代末提出“小機器、大機遇：關(guān)于新興領(lǐng)域一微動力學(xué)的報告”的國家建議書，聲稱“由于微動力學(xué)（微系統(tǒng)）在美國的緊迫性，應(yīng)在這樣一個新的重要技術(shù)領(lǐng)域與其它國家的競爭中走在前面”，建議中央財政預(yù)支費用為5000萬美元，得到美國領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)重視，連續(xù)大力投資，并把航空航天、信息和MENS作為技術(shù)發(fā)展的三大重點，1998年開始，資助MIT,加州大學(xué)等八所大學(xué)和貝爾實驗室從事這一領(lǐng)域的研究與發(fā)展。日本通產(chǎn)省1991年開始啟動一項為期10年、耗資250億日元的微型機械大型研究計劃。歐洲工業(yè)發(fā)達國家也相繼對微型機械的研究開發(fā)進行了重點投資，德國自1998年開始微加工十年計劃項目，科技部每年撥款4萬馬克支持”微系統(tǒng)技術(shù)”研究，并把微型機械列為本世紀(jì)科技發(fā)展重點。法國也于1993年啟動7000萬法郎的“微系統(tǒng)與技術(shù)”項目。為了加強歐洲開發(fā)MENS的力量，一些歐洲公司已組成MENS開發(fā)集團。這些發(fā)達國家在微型數(shù)控銑床領(lǐng)域取得了豐碩的成果，日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院技術(shù)研究所（MEL）于1996年開發(fā)了世界第一臺微型車床，這臺微型機床長32mm、寬25mm、高，重量為100g，主軸電機額定功率為，切削黃銅獲得表面粗糙度，圓度，隨后經(jīng)過改進采用由OlympusOpticalCo.,Ltd.開發(fā)的微型線性編碼器檢測滑動導(dǎo)軌的運動，通過閉環(huán)控制運動分辨率達，同時裝備了袖珍式用戶數(shù)控裝置，提高了加工精度和柔性，成為目前世界上最小的微型數(shù)控車床。加工直徑D200um黃銅圓柱體，表面粗糙度約為，圓柱度誤差約為。試驗中的功率消耗低于普通機床的1/500。MEL研制出的微型銑床甚至可以加工出外徑①900um,內(nèi)徑為①700um的軸承套。韓國首爾國立大學(xué)的學(xué)者等人研制了一臺五軸微型銑床，該銑床尺寸規(guī)格為294mmX220mmX328mm，具有三個直線平臺，二個旋轉(zhuǎn)平臺，主軸為空氣渦輪主軸，并用此微型銑床加工了一些微型薄壁(厚度25^m,高650^m)和微立柱(30^mX30^mX320^m),顯示出了很好的加工性能。日本金滬大學(xué)從3維微小型零件加工的角度出發(fā)也研制了一臺與微小零件相匹配的微型機床，這臺微型機床可以放在光學(xué)顯微鏡下觀察加工情況，最小進給分辨率可達4nm。日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院機械技術(shù)研究所研究了機床大幅度小型化的節(jié)能效果后認(rèn)為:機床尺寸縮小為1/10時，車間動力消耗可減少到1/100。我國對微型數(shù)控機床的研究才剛剛起步，目前僅哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)和上海交通大學(xué)的科研院所開展了相關(guān)方面的研究我國有很多機構(gòu)對微型機床開展了相應(yīng)的研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密工程研究所研制的微型精密三軸聯(lián)動立式銑床被用戶滿意接受，該銑床建立了問嵌入PC型開放式跑數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)了界面友好的控制軟件并集成了視頻采集模塊。但與國外的技術(shù)相比還存在很大差距，我國研制的微型數(shù)控機床在穩(wěn)定性、精度、靈敏度的特性與國外還相差很遠(yuǎn)。隨著隨著各種工業(yè)產(chǎn)品的微型化激戰(zhàn)以及微機電系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛，數(shù)控機床的微型化也開始提到日程上來。1995年全球微型機械的銷售額為15億美元，有人預(yù)計到2020年，相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)值將達到800億美元，顯然微型機械及其加工技術(shù)有著巨大的市場和經(jīng)濟效益。⑶[4]微型立式數(shù)控銑床不是傳統(tǒng)數(shù)控銑床直接微型化，它遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)銑床的概念和范疇。微型數(shù)控銑床在尺度效應(yīng)、結(jié)構(gòu)、材料、制造方法和工作原理等方面，都與傳統(tǒng)銑床截然不同。微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性研究、設(shè)計、制造和測試研究是微系統(tǒng)領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。微系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)、微型機械組裝和封裝技術(shù)、微系統(tǒng)的表征和測試技術(shù)是微型立式數(shù)控銑床發(fā)展的幾個前沿技術(shù)，微系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)主要是微結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫、有限元和邊界分析、CAD/CAM仿真和擬實技術(shù)、微系統(tǒng)建模等，微小型化的尺寸效應(yīng)和微小型理論基礎(chǔ)研究也是設(shè)計研究不可缺少的課題，如：力的尺寸效應(yīng)、微結(jié)構(gòu)表面效應(yīng)、微觀摩擦機理、熱傳導(dǎo)、誤差效應(yīng)和微構(gòu)件材料性能等。微型機械組裝和封裝技術(shù)主要指沾接材料的粘接、硅玻璃靜電封接、硅硅鍵合技術(shù)和自對準(zhǔn)組裝技術(shù)，具有三維可動部件的封裝技術(shù)、真空封裝技術(shù)等新封裝技術(shù)的探索。微系統(tǒng)的表征和測試技術(shù)主要有結(jié)構(gòu)材料特性測試技術(shù)，微小力學(xué)、電學(xué)等物理量的測量技術(shù)，微型器件和微型系統(tǒng)性能的表征和測試技術(shù)，微型系統(tǒng)動態(tài)特性測試技術(shù)，微型器件和微型系統(tǒng)可靠性的測量與評價技術(shù)。微型立式數(shù)控銑床的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面：由于微型數(shù)控銑床尺寸的微小化，機構(gòu)的機械性能、運動特性以及各種物理特性等基礎(chǔ)理論技術(shù)方面的問題急需解決，借助計算機技術(shù)對微型設(shè)備、裝備或機構(gòu)建模、仿真、優(yōu)化等，以提供一個微型化的設(shè)計準(zhǔn)則。吸收其它相關(guān)學(xué)科的研究成果，開發(fā)新型功能材料，研制能耗低、尺寸小。集成度高的結(jié)構(gòu)，使執(zhí)行元件及傳動裝置不斷微型化。開展微型化、高性能化、復(fù)合化功能裝置以及控制系統(tǒng)和相應(yīng)傳感器的研究。狹小空間內(nèi)的精細(xì)操作、微組裝技術(shù)，以微型化、低耗能化為目標(biāo)的加工與組裝一體化技術(shù)的研究?？梢酝ㄟ^提高CNC系統(tǒng)控制精度、誤差補償技術(shù)實現(xiàn)高精度的加工，即賦予立式微型數(shù)控銑床自優(yōu)化、自監(jiān)控、自診斷和預(yù)維護功能，機床加工過程是在一系列尺寸、溫度和振動傳感器的監(jiān)視下進行的，在偏離設(shè)定值時會自動調(diào)整工作參數(shù)，超出極限值時能夠報警或停止工作。如此之外，微型立式數(shù)控銑床還應(yīng)朝著高速化和高精度的方向發(fā)展。所謂高速化包括主軸轉(zhuǎn)速的高速化，進給率的進給速率高，運算速度高以及高速的換刀速度。隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對微型數(shù)控銑床加工的高速化要求越來越高。微型數(shù)控銑床精度的要求不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視?？梢酝ㄟ^提高CNC系統(tǒng)控制精度、誤差補償技術(shù)實現(xiàn)高精度?？梢酝ㄟ^實現(xiàn)多軸聯(lián)動提高自由度從而實現(xiàn)對復(fù)雜零件的加工［5］。微型機械技術(shù)是20世紀(jì)末興起、21世紀(jì)初開始快速發(fā)展的高科技前沿領(lǐng)域。隨著微型機械的研究進展，其在機、電、光等系統(tǒng)集成方面的內(nèi)涵將更加豐富。與不同學(xué)科的交叉和應(yīng)用的結(jié)合，微型機械技術(shù)都可能產(chǎn)生相應(yīng)的分支及新的研究開發(fā)熱點，帶動新的學(xué)科和新科技的發(fā)展。這個領(lǐng)域已經(jīng)受到世界各先進國家的廣泛重視。它的現(xiàn)實及潛在的應(yīng)用將會給國民經(jīng)濟和國家安全帶來巨大的好處，在全球范圍內(nèi)，市場呈指數(shù)上升的趨勢，在我國也將成為國民經(jīng)濟新的增長點。二、設(shè)計研究的內(nèi)容重點解決的問題對微型立式數(shù)控銑床總體方案的設(shè)計。完成運動和進給系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）。微型立式數(shù)控銑床的總體方案設(shè)計。微型立式數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)設(shè)計。微型立式數(shù)控銑床進給傳動系統(tǒng)設(shè)計。微型立式數(shù)控銑床的導(dǎo)軌設(shè)計。微型立式數(shù)控銑床回轉(zhuǎn)工作臺。微型立式數(shù)控銑床輔助裝置設(shè)計［6、7］。設(shè)計預(yù)期取得的成果完成微型立式數(shù)控銑床進行總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，依據(jù)總體設(shè)計方案確定出微型立式數(shù)控銑床各部件的主要技術(shù)參數(shù)，完成各部分零部件的選型，根據(jù)選型的零件和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案完成微型立式數(shù)控銑床的總裝配圖、微型立式數(shù)控銑床的三維結(jié)構(gòu)圖，完成整個課題設(shè)計任務(wù)，以及詳細(xì)的說明書一份。三、設(shè)計工作安排擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；首先閱讀大量相關(guān)文獻資料，教材及新聞背景資料，包括機械設(shè)計的原理及方法，微型數(shù)控銑床現(xiàn)有技術(shù)水準(zhǔn)，國際水平探討方面的書籍、報刊，對微型數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)有一定的了解，本課題的設(shè)計，首先應(yīng)初步估算工作臺的重量、最大行程、及銑削工件的最大切削力，進行機床總體布局；確定主要技術(shù)參數(shù)，完成機床主傳動系統(tǒng)及主軸部件的設(shè)計，主傳動系統(tǒng)是由主軸電動機、傳動系統(tǒng)和主軸部件組成，完成滾珠絲杠、導(dǎo)軌、步進電機、減速裝置的設(shè)計；主軸組件是由主軸、軸承、傳動件和固定件等部分組成。最后完成伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計［8］。設(shè)計進度計劃第一周?第二周：查閱資料，完成開題報告。第三周?第四周：查找一篇與本課題相關(guān)的外文文獻，完成外文翻譯。第五周?第六周：學(xué)習(xí)掌握微型機床結(jié)構(gòu)的特點和要求，提出微型銑床總體設(shè)計方^^。第七周?第八周：根據(jù)總體設(shè)計方案，確定主要技術(shù)參數(shù)。第九周?第十周：查閱各部件各部分的選型零件，詳細(xì)到各零件的技術(shù)參，進行零件的選型。完成主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、導(dǎo)軌、輔助裝置的方案設(shè)計。第十一周?第十二周：根據(jù)選型的零件和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，完成總裝配草圖。第十三周?第十四周：整理上述草圖設(shè)計工作，完成微型銑床的三維結(jié)構(gòu)圖形表達。第十五周：整理數(shù)據(jù)，撰寫、修改設(shè)計說明書；打印。第十六周：答辯。四、需要閱讀的參考文獻王琪民.微型機械導(dǎo)論[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2003:36-86董愛梅.教學(xué)型微型銑床的機械系統(tǒng)設(shè)計[J].機械研究與應(yīng)用,2005,7（2）:24-28孫雅洲.微型化制造設(shè)備與微型制造系統(tǒng)[J].中國機械工程,2002,12（4） :6-11溫詩鑄,丁建寧.微型機械設(shè)計基礎(chǔ)研究[J].機械工程學(xué)報,2000,34（07）:15-17朱騫彬.微型機械加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢及其關(guān)鍵技術(shù)[J].精密制造與自動化,2002,27（02）:46-48文懷興.數(shù)控銑床設(shè)計[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2005:18-64.王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京:國防工業(yè)出版社.第二版.2009:34-79李善術(shù).數(shù)控機床及其應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版.2001:57-112王貴明.數(shù)控實用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2001:28-67孫恒,陳作模.機械原理[M].北京:高等教育出版社.第七版.2005:278-292李洪.實用機床設(shè)計手冊[M].沈陽:遼寧科技技術(shù)出版社.1999:57-92陳心昭.現(xiàn)代適用機床設(shè)計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.2006:37-67蒲良貴，紀(jì)明剛.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社.第八版.2005:143-269龔仲華.數(shù)控技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2005:11-63.林琳,石勇.UGNXC機械設(shè)計典型范例[M].北京：電子工業(yè)出版社.2007馮辛安.機械制造裝備設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社.第二版.2006:55-197李文忠.數(shù)控機床原理及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社.2007:39-76李紅濤，來新民，李成鋒等.介觀尺度微型銑床動力學(xué)性能試驗[J].上海交通大學(xué)報,2008,13（7）:97-103張霖,趙東標(biāo)，張建明等.微細(xì)切削用小型數(shù)控銑床的研制[J].東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2007,25（1）:19-23HyungWookBin.Multi-proceduredesignoptimizationandanalysis[J].2010,13(5):135-141Je,D.etalstudyoftheMicroPolestrucyureFabricationandApplicationTechonlogybyMicroEnd-MillingProcessKeyEngineeringaterials[J].2004,25(9):247-153附：文獻綜述或報告文獻綜述數(shù)控技術(shù)是利用數(shù)字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機進行控制，因此也可以稱為計算機數(shù)控（CNC）。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。采用數(shù)控技術(shù)進行控制的機床，稱為數(shù)控機床。美國麻省理工學(xué)院于1952年成功研制了世界上第一臺數(shù)控銑床。它是一種綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機床設(shè)計等先進技術(shù)的典型機電一體化產(chǎn)品。1955年用于制造航空零件的數(shù)控銑床正式問世！以后其他一些工業(yè)國家，如德國，日本，英國，俄羅斯等相繼開始開發(fā)，研制和應(yīng)用數(shù)控機床。我國于1958年研制出第一臺數(shù)控機床，1966年研制出晶體管數(shù)控系統(tǒng)，并生產(chǎn)出數(shù)控銑床。數(shù)控機床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。數(shù)控機床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體四個部分組成。控制介質(zhì)是以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和刀具運動等，將這些信息輸入到數(shù)控裝置，控制數(shù)控機床對零件切削加工。數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖，并通過伺服系統(tǒng)控制機床運動部件按加工指令運動。伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)由伺服電機和伺服驅(qū)動裝置組成，通常所說數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)的集成，因此說伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)。數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統(tǒng)，有的伺服系統(tǒng)還有位置測量裝置，直接或間接測量執(zhí)行部件的實際位移量，并反饋給數(shù)控裝置，對加工的誤差進行補償。機床本體數(shù)控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單、剛性好，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統(tǒng)簡化了齒輪箱，普遍采用變頻調(diào)速和伺服控制。數(shù)控技術(shù)的問世已有40多年的歷史，它是由機械學(xué)、控制學(xué)、電子學(xué)、計算機科學(xué)四大基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來的一門綜合性新型學(xué)科。技術(shù)發(fā)展的需要對21世紀(jì)的數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。高速化、高精度化、高可靠性、復(fù)合化、智能化、柔性化、集成化和開放性是當(dāng)今數(shù)控機床行業(yè)的主要發(fā)展方向［9］。傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)中，即使最終產(chǎn)品的尺寸很小，機床與其所加工、裝配的零件尺寸相比還是很大。比如手表、照相機，手機等零件一般長幾毫米、重幾毫克，而使用的機床卻達幾米。小型化產(chǎn)品的零件尺寸一般為幾毫米，幾何特征尺寸只有幾十至幾百微米，屬于介觀尺度的范圍，在機械加工領(lǐng)域，關(guān)于介觀尺度普遍認(rèn)可的定義是指介于宏觀尺度和微觀尺度之間，幾何特征尺寸范圍為的零件。將傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)應(yīng)用于小型化加工領(lǐng)域而誕生的微細(xì)制造技術(shù)，采用微型機床系統(tǒng)，一方面可以減少熱變形誤差，提高響應(yīng)速度進而達到較高的相對精度。另一方面，運用在宏觀尺度機械加工中積累的成熟經(jīng)驗和技術(shù)并加以創(chuàng)新，可加工具有復(fù)雜3D形狀、任意材料的零件，既適合中小批量生產(chǎn)，又可通過機床的合理優(yōu)化配置進行大批量產(chǎn)品的加工與制造。機床的動力和材料消耗近似地與其體積成正比，因此配置與其所加工零件尺寸相稱的微型機床，可以大大節(jié)省能源、空間和資源。再者，由于航空航天、電子、醫(yī)療等行業(yè)和部門，有許多微小零件采用傳統(tǒng)機床無法加工或加工困難，尤其在空間狹小、微重力、真空等特殊環(huán)境下，必須由微型機床實現(xiàn)。設(shè)計微型立式數(shù)控銑床具有體積小、精度高、重量輕、能耗低、靈敏度高、性能穩(wěn)定慣性小等優(yōu)點，可以大大節(jié)省生產(chǎn)中的能源、空間和資源。而且微型數(shù)控銑床具有集微型機構(gòu)，微型傳感器特點，不但可以加工高精度的各種微小零件，甚至可以加工通信電路和電源等微型器件或系統(tǒng)。目前的微細(xì)銑削加工中，微型零件大多是在常規(guī)尺寸的超精密機床上加工出來的。由于這些常規(guī)尺寸的精密機床本來主要是用于高精度大尺寸零件的精密/超精密加工，在小批量的微型零件生產(chǎn)方面顯得缺乏柔性、成本高、消耗的能源和空間與微型零件不相稱，為此美國國家科學(xué)基金會于2000年專門主辦了“微米與中間尺度機械制造”專題研討會，探討了精密三維微型零件的加工方法和設(shè)備。現(xiàn)在，許多國家學(xué)者已經(jīng)開始了微小型機床的研究工作并取得了豐碩的成果，日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院技術(shù)研究所（MEL）于1996年開發(fā)了世界第一臺微型車床，這臺微型機床長32mm、寬25mm、高，重量為100g，主軸電機額定功率為，切削黃銅獲得表面粗糙度，圓度，隨后經(jīng)過改進采用由OlympusOpticalCo.,Ltd.開發(fā)的微型線性編碼器檢測滑動導(dǎo)軌的運動，通過閉環(huán)控制運動分辨率達，同時裝備了袖珍式用戶數(shù)控裝置，提高了加工精度和柔性，成為目前世界上最小的微型數(shù)控車床。加工直徑D200um黃銅圓柱體，表面粗糙度約為，圓柱度誤差約為。試驗中的功率消耗低于普通機床的1/500。MEL研制出的微型銑床甚至可以加工出外徑①900um,內(nèi)徑為①700um的軸承套。日本金滬大學(xué)從3維微小型零件加工的角度出發(fā)也研制了一臺與微小零件相匹配的微型機床，這臺微型機床可以放在光學(xué)顯微鏡下觀察加工情況，最小進給分辨率可達4nm。韓國首爾國立大學(xué)的學(xué)者等人研制了一臺五軸微型銑床（294mmX220mmX328mm，具有三個直線平臺，二個旋轉(zhuǎn)平臺，主軸為空氣渦輪主軸），并用此微型銑床加工了一些微型薄壁（厚度25|im,高650^m）和微立柱（30|imX30|imX320|jm）,顯示出了很好的加工性能。日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院機械技術(shù)研究所研究了機床大幅度小型化的節(jié)能效果后認(rèn)為：機床尺寸縮小為1/10時，車間動力消耗可減少到1/100。我國有很多機構(gòu)對微型機床開展了相應(yīng)的研究，已奠定了一定的加工基礎(chǔ)，設(shè)計制造的數(shù)控機床可以進行硅平面加工和體硅加工、LIGA等的加工。微型立式數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)組成與傳統(tǒng)數(shù)控機床沒有太大區(qū)別，微型機床是將各功能單元集成到一起的一個微小自制單元，但它不是傳統(tǒng)機械體積的簡單縮小。傳統(tǒng)機械復(fù)雜部分的微小化十分困難，智能化、集成化的機械更不容易實現(xiàn)。設(shè)計微型機床系統(tǒng)不必追求復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，而應(yīng)該注重用多個簡單的機械元件完成復(fù)雜的工作。微型立式數(shù)控銑床的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面，由于微型數(shù)控銑床尺寸的微小化，機構(gòu)的機械性能、運動特性以及各種物理特性等基礎(chǔ)理論技術(shù)方面的問題急需解決，借助計算機技術(shù)對微型設(shè)備、裝備或機構(gòu)建模、仿真、優(yōu)化等，以提供一個微型化的設(shè)計準(zhǔn)則。吸收其它相關(guān)學(xué)科的研究成果，開發(fā)新型功能材料，研制能耗低、尺寸小。集成度高的結(jié)構(gòu)，使執(zhí)行元件及傳動裝置不斷微型化。開展微型化、高性能化、復(fù)合化功能裝置以及控制系統(tǒng)和相應(yīng)傳感器的研究。狹小空間內(nèi)的精細(xì)操作、微組裝技術(shù)，以微型化、低耗能化為目標(biāo)的加工與組裝一體化技術(shù)的研究?？梢酝ㄟ^提高CNC系統(tǒng)控制精度、誤差補償技術(shù)實現(xiàn)高精度的加工。如此之外，微型立式數(shù)控銑床還應(yīng)朝著高速化和高精度的方向發(fā)展。所謂高速化包括主軸轉(zhuǎn)速的高速化，進給率的進給速率高，運算速度高以及高速的換刀速度。隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對微型數(shù)控銑床加工的高速化要求越來越高。微型數(shù)控銑床精度的要求不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。可以通過提高CNC系統(tǒng)控制精度、誤差補償技術(shù)實現(xiàn)高精度?？梢酝ㄟ^實現(xiàn)多軸聯(lián)動提高自由度從而實現(xiàn)對復(fù)雜零件的加工［5］。微型數(shù)控機床設(shè)計時有幾點需要特別注意：微型機械中起主導(dǎo)作用的是表面力，我們知道體積力（如重力、