前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。

制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。

当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。

此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

本文主要阐述CK20数控机床在制造过程中进给系统、主传动系统、伺服系统、滚珠丝杠副等数控机床中主要的参数选取做简单的介绍。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

第一章数控机床特点及其分类1.1数控机床定义数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件的自动化机床。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，是现代化工业生产中的一门新型的、发展十分迅速的高新技术。

数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备；其技术范围所覆盖的领域有：机械制造技术；微电子技术信息处理、加工点输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；检测监控技术、传感器技术；软件技术等。

数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。

在提高牛产率、降低成本、保证加工质量及改善工人劳动强度等方面，都有突出的优点；待别是在适应机械产品迅速更新换代、小批量、多品种生产方面，各类数控装备是实现先进制造技木的关键。

数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。

国际信息处理联盟(Internation Fderation of Information processing,IFIP)第五技术委员会，对数控机床作如下定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。

该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序[1]。

1.2数控机床的优点：1提高生产率数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。

采用最佳切削参数和最佳定刀路线，缩短加工时间，从而提高生产率。

2提高零件的加工精度，稳定产品质量由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工梢度还可以利用软件进行校正及补偿。

故可以获得比机床本身精度还要高的加工精度和重复精度。

3有广泛的适应性和较大的灵活性通过改变程序，就可以加工新产品的零件，能够完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。

4 可以实现一机多用一些数控机床，例如加工中心，可以自动换刀。

一次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备相厂房面积。

5可以进行精确的成本计算和生产进度安排可以减少在制品，加速资金周转，提高经济效益。

6不需要专用夹具采用普通的通用夹具就能满足数控加工的要求，节省了专用夹具设计制造和存放的费用。

7大大减轻了工人的劳动强度数控机床是具有广泛的通用性又具有很高自动化程度的机床。

它的控制系统不仅能控制机床各种动作的先后顺序，还能控制机床运动部件的运动速度，以及刀具相对工件的运动轨迹。

数控机床是计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)等柔性加工和柔性制造系统的基础。

但是，数控机床的韧投资及维修技术等费用较高，要求管理及操作人员的累质也较高。

合理地选择及使用数控机床，可以降低企业的生产成本，提高经济效益和竞争能力。

1.3数控机床的分类1.3.1按加工工艺方法分类1金属切削类数控机床与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。

尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。

在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。

加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。

例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。

加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量[2]2特种加工类数控机床除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。

3板材加工类数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。

近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。

1.3.2按控制运动轨迹分类1．点位控制数控机床点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。

机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。

可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。

这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。

点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。

2．直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。

直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。

直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。

现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。

数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。

3．轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。

它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。

常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。

数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。

轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。

现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。

因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。

1.4数控机床发展趋势随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种多样化的要求愈来愈强烈。

中、小批量生产的比重明显增加，要求现代数控机床成为一种只有柔性、精密、高效、复合、集成功能和低成本的自动化加工设备。

同时，为满足制造业向更高层次发展，为柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)，以及计算机集成制造系统(CIM5)提供基础设备．也要求数控机床向更高水平发展。

当前；数控机床技术呈现如卞发展趋势:1．高精度化现代科学技术与生产的发展，对机械加工与测量提出了越来越高的精度要求。

加工精密化不只是由于发展高、新技术的需要，也是为了提高普通机电产品的性能质量、寿命和可靠性的需要，向时还是为了减少机械产品装配时的修配工作员，提高装配效率的需要。

故机床的加工精度有提高的趋势。

如近10年来，普通级数控机床的加工精度已由原来的土10um提高到土5um和土2um，精密级从土5um提高到土1．5um，最高可达土1um以内。

主轴回转精度为0.02—0.05um、加工圆度为0.1um，表面粗糙度Ra为0.003um的超精密车床，已有多种产品在市场上出现。

预计到2000年，普通加工和精密加工的精度与1980年比，还将分别提高4—5倍，定位精度达到微米级、纳米级。

2．运动高速化高速是高效的基础，要提高生产率，首先就得提高切削速度。

这正是机床技术发展追求的基本目标之一。

而实现这个目标的最主要、最直接的方法就是提高切削速度相减少辅助时间。

数控机床的“高速化”主要体现在主轴转速相进给速度。

随着刀具、电机、轴承、数控系统等相关技术的突破及机床本身基础技术的进步，使各种运动速度大幅度提高。

提高主轴转速是提高切削速度的最直接最有效的方法。

提高生产率的另一措施就是把非切削时间缩减到最短。

主要体现在提高快速移动速度和缩短换刀时间与工作台交换时间。

备坐标轴快速移动速度已由8—12m／min提高到18—24m／min，30一40m／min的机床也稳定用于生产。

3．高柔性化柔性是指机床适应加工对象变化的能力。

传统的自动化设备，由于是机械或刚性连接和控制的，当被加工对象交换时，调整很困难，甚至是不可能的，有时只得全部更新、更换。

数控机床的出现，开创了柔性自动化加工的新纪元，对满足加工对象变换有很强的适应能力。

而且．在提高单机秉性化的同时，正努力向单元柔性化和系统柔性化发展。

如在数控机床的软硬件的基础上，增加不同容量的刀库和自动换刀机械手，增加第二主轴，增加交换工作台装置，或配以工业机器人和自动运输小车，以组成新的加工中心、柔性加工单元(FMc)或柔性制造系统(FM5)。

实践证明，采用柔性自动化设备或系统是提高加工精度和效率、缩短生产和供货周期、并能对市场变化需求做出快速响应和提高竞争能力的有效手段。

4．高自动化这里指的柔性自动化是包活物料流和信息流的自动化。

80年代个期以来，以数控机床为主体的加工自动化已从“点”(单台数控机床)发展到“线”的自动化(FMs、FTL)和“而”的自动化(柔性制造车间)。