部件是机床的核心部件，它的性能好坏直接影响机床的加工精度。数控机床床头箱主要包括电动机传动系统和床头部件，主要用来实现机床的主运动。它应具有定的转速和定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料不同尺寸不同要求的工件，并能方便地实现运动的开停变速换向和制动等。与普通机床相比，数控机床的主传动采用交直流主轴调速电动机。电动机调速范围大，并可无级调速，使床头箱结构大为简化。为了适应不同的加工需要，数控机床的主传动系统有以下种传动方式由电机直接驱动采用定比传动采用分档变速传动数控机床主传动系统的基本要求主轴具有定的转速和足够的转速范围转速级数，能够实现运动的开停变速换向和制动，以满足机床的运动要求主电动机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满维结构和些小于在毫米深的三维结构当然，技术能够在半三维结构下进行牺牲层技术加工，但是材料内部会产生内应力而且会影响机械功能。此外，设备用于技术是非常昂贵的，例如高准直射线通常由同步辐射加速器产生，比光刻设备贵很多，般的实验室不能承担这种设备。同时，技术很难制造金属零件，尤其是复杂形状的微小零件。表微型切削工艺与技术比较相对于技术来说，微型切削工艺有许多优点。例如，微型切削工艺的机械加工范围更广，设备成本更低，生产效率和精度更高，且相关技术更成熟。不仅如此，他能加工出微小尺寸和真正的三维结构的工作部件。复杂形状微小零件的建模设计在制造复杂形状微小零件之前，定要完成建模设计。在建模过程中工作部件形状的精确描述是高质量高精度制造零件的先决条件。在本文中以典型的复杂形状人的面部为基础，来研究复杂形状微小零件的建模设计。复杂形状不能用解析几何来表示。本文采用的方法来实现建模设计，他有三个主要优点第，几乎能表达任何形状。第二，在建模过程中他有无限的建模自由度和控制能力，便于修改凹凸的趋势，曲线方向和光滑等级。最后，对于复杂形状，能显著地节省数据和提高装配精度。复杂形状的建模过程由下图中的步骤组成图复杂形状的建模过程曲面框架的构成首先，对人脸模型进行仔细分析。然后取出反映脸部形状的特征线或者特征面。在这个过程中，这些线只需要反引发出面部模型。如果他们太密了，将会花费很多时间并且在建摸过程中很难平滑。这些特征线或特征面构成了曲面框架。区分子曲面根据曲面的特征，将人脸曲面分为个子曲面，包括如图所示的前额鼻子面颊上嘴唇下嘴唇下巴眼眶和眼睛。每个子曲面可以由更低级别的单个或多个曲面构成。因此，每个子曲面需要分别设计。位置和区域被定义之后，这些子曲面被混合成个整体。图区分子曲面建模方式的选择般来说，同样的曲面可以由不同的建模方式构成。因为每个曲面都有他自己的特点，如果建模方式不恰当，那么计算过程将会变得复杂而且形状要求不能得到保证。在人脸的单个部位当中，前额是个旋转地曲面。鼻子是由几条曲线创造的规则曲面。鼻尖由些曲面溶合而成。面颊由扫描曲面构成。上下嘴唇是由三条曲线创造的顶层曲面。下巴是个扫描曲面。眼眶是由个被挖掘的曲面和两个曲面融合而成。创建子曲面在实际建模过程中，当描绘纵向和横向的特性曲线的时候，要先在较大区域的子曲面里表示出特性曲线。这个曲面作为位置基准被画了出来。对于人脸的模型，前额被选作位置基准。建模方式被选择了之后，子曲面中纵向的和横向的特性曲线被表示出来且各种参数被设定。在上述工作的基础上，每个满足形状和位置要求的子曲面就能被构造出来。子曲面的溶合设计完单独的子曲面之后，开始执行子曲面的溶合。此过程非常复杂，他需要两个子曲面有连续的切向平面，这样才能确保溶合曲面平滑。因此，在建模过程中要准确的选择溶合位置且合理的设置参数。在人脸模型的八个子曲面中，实际上每个曲面都是由更低级别的子曲面构成。建模设计完成之后，把每个子曲面溶合成需要的面。同时，溶合处要光滑。修改检查当复杂曲面的建模设计执行完成后，将会由模型曲面生成代码来完成机械加工。因此，这些模型曲面必须是密封的。换句话说，子曲面的间隙定要小于允许误差在曲面建模过程中，由于框架错误，建模曲面和实际曲面之间存在着些不同。如果这些错误在设定范围之内，那么曲面的设计就可被认为是可行的。实际上，他可以用电脑进行仿真，来检查光滑度以及这些曲面的接缝处能否被加工出来。如果发现有错误，曲面建模会被立刻修改，知道构造出正确的曲面。图所示用软件进行人脸建模。图人脸建模复杂形状微小零件的切削工艺复杂形状微小零件的尺寸在数毫米甚至毫米以下是如此的小以至于其切削工艺与普通零件的不同。微型切削工艺通过合理选择刀具机床以及工艺条件来满足机械加工的要求。刀具的选择由于在微型切削过程中切削力很大，所以应选在耐热性高和耐磨性高的刀具材料。此外，为了达到稳定的微米级精度，刀具的边缘半径和切削深度都在微米级。般来说，加工曲面时选择罗盘铣刀如图所示。但是由于罗盘铣刀的形状导致它的尺寸不能足够小。因此，罗盘铣刀可用来粗加工曲面，偏置刀具用来精加工曲面如图所示。图罗盘铣刀的形状图偏置刀具的形状机械加工设备的选择为了满足微型切削的要求，机床的构成必须满足以下的功能个高稳定性的伺服机构系统定位精度高重复定位精度高个低热变形的结构主轴转速高很低的动态不平衡和平稳的床身构件来隔离外界的振动干扰。根据上面的要求，自主研发的精密机床结构如图所示。图精密机床的结构基于切削微小零件的机械特殊性，需要高的切削速度和相当小的切削半径。因此主轴应达到很高的转速。同时，因为工作部件的复杂形状，主轴的稳定转动要相当高。根据上述因素和切削功率的要求，在微型切削过程中选用电主轴。刀具路径的安排在机械加工曲面中，刀具路径的生成方法有很多。在这些方法中，层切削方法显示的是组平行平面截断曲面，截线被当做刀具的移动路径。根据实际情况优化之后，层切削方法在切削复杂形状微小零件的过程中可用来完成刀具路径的安排。在用层切削方法来规划刀具路径的时候需要遵循的三个原则。先粗加工，再精加工。在切削复杂形状工作部件的过程中，多项程序被用来步步的满足加工需求。用不同的层切削形式来实现不同的程序，如表所示。顺铣。在顺铣过程中，铣刀的刀齿以较大的厚度切入工作部件以较小的厚度切出。因此，顺铣的表面质量较好而且刀齿磨损小。在工件表面沿切线方向的进刀和退刀。当进刀和退刀时要选择不重要的位置。此外，为了避免产生刀痕，刀具的进给和退回应该沿着工件表面的切线或者切削延伸线此外，当规划刀具路径时，还需考虑例如刀具半径补偿以及工件和刀具之间的干涉问题。刀具干涉非常复杂，需要很多的内容来解释这种情况。因此我们将讨论不同型号刀具的半径补偿。对于罗盘铣刀如图，刀具直径是，切削深度是。补偿半径可如下表示图罗盘铣刀的切削参数像偏置刀具如图，刀尖半径是，锥角是，切削深度是。补偿半径可如下表示切削用量的选择工件材料是硬铝，主轴转速是。当粗加工时切削深度是，进给速度是。当精加工时切削深度是，进给速度是。图偏置刀具的切削参数对于立式的罗盘铣刀如图所示，切削间距是，有效直径是,残余高度是，切削速度是,主轴转速是。则些方程式可被推出如下如果粗加工和精加工都用罗盘铣刀，为了确保当直径时残余高度，切削间距。根据主轴转速和切削深度，可推出粗加工时切削速度,精加工时切削速度。对于偏置刀具如图所示，些方程式可被推出如下如果粗加工和精加工时用偏置刀具，当锥角，刀尖半径时，为了确保残余高度，切削间距。根据主轴转速和切削深度，可推出粗加工时切削速度，精加工时切削速度。基于在切削中的这些参数，我们可看出罗盘铣刀适合粗加工，偏置刀具适合精加工。机械加工结果基于上述工艺计划和参数的选择，个由硬铝制造的人脸模型被制造了出来它的尺寸是,如图所示。图硬铝制造的人脸模型结束语在本文中，描述了复杂形状微小零件在中的重要作用,并且分析了相对于特种微型制造技术以及高能束微型制造技术而言，微型切削工艺的优点。在上述工作的基础上，通过研究复杂形状的建模设计，刀具路径的安排方式以及切削用量的最优选择，在自主研发的精密机床上制造出了个以硬铝为材料的典型的精度高的复杂形状微小零件的样品。参考文献型或直母线类零件的高效高质量加工以及异型复杂零件的加工。常见的轴数控机床或加工中心结构，主要通过种技术途径实现。双转台结构采用复合轴回转工作台，通常个转台在另个转台上，要求两个转