我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。解放后40多年来，我国机床工业获得了高速发展。目前我国已形成了布局比较合理、比较完整的机床工业体系。机床的产量不断上升，机床产品除满足国内建设的需要外，而且有一部分已远销国外。我国机床的性能也在逐步提高，有些机床已经接近世界先进水平。但总体上与世界水平还较大差距，主要表现为：

　　1、高精度的和超精密加工技术还不能满足现代化科技发展的需要。

　　2、缺少高效自动化和数控化、柔性化的制造技术和设备。

　　3、产品质量不稳定，精度保持差，使用寿命短。

　　4、对机床的基础理论的研究落后，生产管理水平和人员素质不高。

　　2）课题意义

　　一、我国机床已经取得很大成就，但与世界先进水平相比还有较大差距。主要表现在：大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也比较差，特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。国外已经做到15~19轴联动，分辨率达0.1~0.01m，而我国只能做到5~6轴联动，分辨率为1m。

　　二、主轴组件是机床的一个重要组成部分。主轴组件由主轴、轴承、传动件（如齿轮、带轮）和固定件（如螺母）等组成。机床工作时，由主轴加持着工件（车床）或刀具（钻床、镗床、铣床、磨床等）直接参加表面成形运动。所以，主轴组件的工作性能，对加工质量和机床生产率，有重要影响。

　　2课题的研究工作要达到的目标

　　一、在一定的载荷与转速下，主轴部件保证工件（或刀具）精确而稳定地绕其轴线作旋转运动，并且要求在静态、动态和热态的条件下能长期保持这一性能。

　　二、主轴箱除应保证运动参数外，还应该具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声要低，振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘，防漏，外形美观等。

　　3课题研究的主要内容

　　3.1课题设计(或研究)的基本原理及技术方案

　　通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。

　　3.2可行性分析

　　影响数控机床加工精度的因素有很多，本课题主要研究主轴箱及主轴部件，主轴部件是机床实现旋转运动的执行件（执行主运动、圆周进给运动）。大多数机床都有主轴部件，有些机床还不止一个，如多轴机床和某些磨床。

　　主轴部件的作用是夹持工件或刀具，直接参与工件表面的成形运动，并在一定的转速下传递扭矩、承受载荷。因此主轴部件的工作性能对加工工件质量和生产率影响很大，是机床的最重要部件之一。

　　另外，我们可以注意到现代机床发展的一个趋势，就是机床功能部件化了，每个功能部件都是独立存在的'，机床生产厂根据市场需要设计与制造各种功能部件。以数控车床为例，典型的功能部件可以是尾架、多种类型的转塔刀架和下刀架以及主轴分度机构等等。如果能加强对主轴部件的研究及其性能的提高，那么就可以再次提高机床加工精度。

　　3.3课题主要解决的技术关键问题及创新点

　　本课题：高刚度数控机床的主轴箱系统结构设计涉及到较多技术问题，就最关键的问题，如下列出：

　　一、对主轴组件的基本要求，旋转精度、静刚度、抗振性、温升和热变形、耐磨性。

　　主轴的旋转精度指的是装配后，在无载荷、低转速转动的条件下，主轴安装工件或刀具部位的景象和轴向跳动；静刚度则反映了机床或部、组、零件抵抗静态外载荷的能力；抗振性会影响工件的表面质量，刀具的耐用度和主轴轴承的寿命，还会产生噪声，影响工作环境；温升使润滑油的粘度下降；主轴组件必须有足够的耐磨性，以便长期地保持精度。易磨损的部位是轴承和安装夹具刀具或工件的部位。

　　二、对主轴轴承的选择，其中要考虑到精度、转速、寿命、刚度。

　　由于轴承的工作精度主要决定于旋转精度，壳体孔和主轴颈是根据一定的间隙和过盈要求配作的，因此，轴承内、外径的公差即使略宽也并不影响工作精度，但是却可以降低成本；轴承的最高转速，决定于轴承的类型，负荷，间隙的调整，允许的温升，选用的润滑剂和润滑方式。可通过试验决定；决定轴承寿命的是疲劳点蚀和磨损降低精度。对于重载或高速主轴，轴承失效可能是由于表层疲劳；滚动轴承的刚度不是一个定值，而是载荷的函数，它随着载荷的增长而增长。