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大型盘铣刀加工复杂三维曲面的方法王胜超【摘要】介绍了如何用大型盘铣刀三轴联动滚切数控加工方式加工复杂三维曲面的方法.对由于刀具及铣头干涉,无法用五轴联动端铣加工完成的复杂三维曲面加工问题进行了初步探讨,并结合万家寨大泵叶片压模的实际加工,分析了这种新曲面数控加工的方法.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2013(048)001【总页数】3页(P35-37)【关键词】三维曲面;数控加工;大型盘铣刀;干涉;效率【作者】王胜超【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TM305.10 引言目前，国内外数控加工领域对复杂三维曲面的加工，通常采用的方法是三轴联动或五轴联动加工。
使用的刀具通常是球头刀、棒铣刀或端面铣刀。
然而，对于较大型的复杂三维曲面加工，既保证加工质量又要保证加工效率，一般都采用端面铣刀、五轴联动端铣的方法进行加工。
但这种方法并不是万能的，对某些形状比较特殊的曲面，如万家寨大泵叶片压模曲面，其曲率变化大，且分布不均匀，整个曲面型面变化大，曲面法矢最大夹角超过180°。
通过计算机模拟加工发现，即使采用直径仅为φ63mm的棒铣刀进行五轴端铣加工，仍然存在刀具干涉过切及铣头和曲面其它部位发生干涉碰撞等问题，所以无法采用这种加工方法。
如采用球头刀进行三轴或五轴联动加工，虽然可以解决干涉问题，但加工效率又很低，且刀具加工状态不好。
这样不但影响加工周期、加工质量，而且增加刀具费用和占用机床时间。
为解决上述问题，必须根据曲面的特点，研究一种全新的加工方案，以达到既能在无干涉过切的状态下完成曲面的加工，又能实现高质量高效率加工的目的。
这就是本文要研究探讨的主要问题。
1 加工方案的分析研究1.1 曲面特性分析万家寨大泵叶片压模曲面是一个形状复杂的三维曲面。
其特点是曲面V向的曲率大，造成了五轴端铣时的刀具的干涉过切问题。
曲面U向的曲率相对较小，但整个曲面的弯曲变化大，且发生扭曲，曲面法矢夹角最大超过180°，曲面最高点和最低点的高差为465mm，开口宽度仅为1 079.5mm，曲面相当大部分的U向切向倾斜角超过45°，最大超90°(如图1所示)。
基于数控铣床的摆角头结构传动系统研究滕敦波【摘要】在自动化生产中要求机器完成几个可供选择的任务,以便机器具有较广的适应性.五轴数控机床是由一个国家的工业发展水平的符号标识,是当今机床行业发展的一个热门话题.其中,摆角头是五轴联动数控机床的核心部件.并且摆角头的精度很大程度上决定了整个机床的加工精度.因此,摆角头的结构优化成为设计是的必要环节.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2016(047)006【总页数】2页(P86-87)【关键词】数控铣床;传动系统;功率;转矩【作者】滕敦波【作者单位】烟台南山学院,山东烟台 265713【正文语种】中文【中图分类】TG547随着机床数控系统的不断升级换代，控制精度不断提高，因而机电设备的电气系统越来越复杂，而对机械传动机构的要求越来越简化。
虽然机械系统结构越来越简化，但是制造精度要求确是越来越高。
针对近些年市场需求旺盛的多轴联动的加工中心或者数控机床，国际上对变速箱结构要求越来越简化、制造精度要求越来越高，传动功率和扭矩越来越大［1］。
国内的数控机床行业也在不断吸收国内外先进技术的基础上不断提升，但是机床的制造质量和精度保持性和国际先进公司相比还是有一定的差距。
本设计同步伺服电机的额定转速：3000r/min工作强度较大，24小时工作。
根据需求选取冷却效果好的 1FT6 型号电机电机的主要参数为：额定输出功率： 5.8kW；额定转矩： 18.5N/m；额定电流： 13A；计算功率： 8.5kW；电机轴中心高： 80mm；轴身尺寸： 32 58；电动机的转速： =3000r/min；蜗杆轴的转速： =1352.9r/min；蜗轮轴的转速： =15.9r/min。
2.1 轴段1的设计因为该轴上安装联轴器，故此段设计与联轴器同步设计。
为了补偿误差，采用弹性联轴器。
工况系数2.2 联轴器类型的确定及轴段1的设计电动机的轴伸尺寸32×58，所以联轴器取型号为LT6弹性套注销联轴器，许用转速3800r/min，轴孔直径范围32～42mm，直径取32mm，轴孔长度取40mm ［2］。
直角铣头设计要点及常见故障分析
刘毅
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2017(000)004
【摘要】随着制造业的发展,铣头作为镗铣床常用辅具已成为当今机床行业发展方向之一.铣头无需调整机床结构便可改变机床加工方向,减少重复装夹次数,扩大加工范围,提高效率及加工精度.为满足铣头高精度、高速度、高刚性的要求,就需要在设计中进行结构分析、受力分析、工况分析.文章通过研究直角铣头的常见故障,分析其产生原因并加以改进,以减少维修成本及故障率.
【总页数】2页(P115-116)
【作者】刘毅
【作者单位】中国第一重型机械股份有限公司设备维修分公司,黑龙江齐齐哈尔161042
【正文语种】中文
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关于数控机床主轴结构的改进设计1. 引言1.1 研究背景数控机床主轴作为整个机床中的核心部件，在加工精度、效率和稳定性等方面起着至关重要的作用。
随着制造业的不断发展和技术的进步，对数控机床主轴结构的要求也越来越高。
目前市场上常见的数控机床主轴结构存在着一些问题，比如轴承摩擦力大、振动噪音大、稳定性差等，影响了机床加工质量和效率。
对数控机床主轴结构进行改进设计具有重要意义。
在当前工业生产中，高精度、高效率、高速度是制造企业追求的目标。
而数控机床主轴结构作为影响机床性能的关键部件之一，需要不断进行创新和改进，以适应不断变化的市场需求。
深入研究主轴结构的改进设计，优化结构材料和加工工艺，对提升数控机床的加工精度和效率具有重要意义。
【2000字】1.2 研究目的研究目的是为了通过对数控机床主轴结构进行改进设计，提高机床的加工精度和工作效率。
当前市场上存在着许多数控机床主轴结构设计较为传统，存在一定的问题，例如在高速高效加工过程中容易产生振动和噪音，影响加工精度和表面质量。
本研究旨在通过优化设计改进数控机床主轴结构，提高其稳定性和刚性，减少振动和噪音，从而提高加工质量和效率。
通过结合结构材料优化和加工工艺改进，探索出一种更加先进和可靠的数控机床主轴结构设计方案，并分析其在技术和经济方面的可行性，为数控机床行业的进一步发展提供参考和指导。
2. 正文2.1 数控机床主轴结构现状数控机床主轴结构是数控机床的核心部件之一，主要负责转动切削工具进行加工。
目前的数控机床主轴结构主要分为直线主轴和滚珠主轴两种类型。
直线主轴结构简单，操作方便，适用于对工件精度要求不高的加工，但主轴刚度较低，容易产生振动。
滚珠主轴结构采用滚珠轴承支撑，具有较高的刚度和承载能力，适用于高精度加工，但制造成本较高。
当前数控机床主轴结构在设计上存在一些问题，如主轴转速范围窄、刚度不足、温升较大等。
这些问题制约了数控机床的加工效率和加工质量。
为了解决这些问题，可以采取改进设计方案。
机械制造行业的问题分析与改进策略一、问题分析机械制造行业是现代工业中的一个重要组成部分，为其他产业提供必需的机械设备。
然而，随着经济的快速发展和科技的不断进步，机械制造行业也面临着许多问题。
本文将针对机械制造行业存在的问题进行深入分析，并提出相应的改进策略。
1. 技术创新不足在机械制造行业中，技术创新对于企业的发展至关重要。
然而，在当前形势下，许多企业在技术研发方面投入不足，导致产品更新换代缓慢，竞争力下降。
此外，与先进国家相比，我国在关键核心技术上仍存在差距。
解决该问题的策略是加大技术研发投入并鼓励企业进行科技创新。
政府可以提供财务资助和税收优惠政策，鼓励企业增加研发经费，并加强与高校、科研院所等合作，共享资源和人才。
2. 人才短缺机械制造行业需要具备一定专业知识和实践经验的人才。
然而，目前我国机械制造行业人才供不应求。
一方面，高水平技术人才稀缺，无法满足企业的需求；另一方面，基层技能型劳动力缺乏培养机会和培训渠道。
对于人才短缺问题，应从多个方面着手解决。
首先，政府部门可以加大对技术人才的培养力度，并提供奖学金、补贴等福利以吸引更多高素质人才加入机械制造行业。
同时，建立良好的职业教育体系和培训机构，为基层技能型劳动者提供学习和发展的机会。
3. 资金和融资难题机械制造行业是一个资金密集型产业，在产品研发、生产设备更新、市场推广等方面需要大量资金投入。
不少中小企业由于资金困难无法顺利运营，导致效益下降甚至倒闭。
为解决这一问题，政府可以设立专项基金支持机械制造企业的创新发展，并优化融资环境。
银行和其他金融机构应当加大对机械制造企业的信贷支持力度，为企业提供更多的贷款和融资渠道。
二、改进策略针对机械制造行业存在的问题，下面提出几点改进策略：1. 加强产学研合作建立机械制造行业与高校、科研院所等的紧密合作关系，促进产学研结合。
通过与高校教师、科研人员的交流合作，能够借助其先进技术和理论知识来推动产品创新和技术升级。
使用扭矩转角法扭矩值波动过来的原因近年来，扭矩转角法作为一种重要的测试手段，在工程领域得到了广泛的应用。
然而，在实际操作中，很多用户发现在进行扭矩转角测试时，会出现扭矩值波动的情况，严重影响了测试结果的准确性和可靠性。
那么，扭矩值波动的原因究竟是什么呢？我们需要对此进行深入的分析和探讨。
1. 测试设备问题在进行扭矩转角测试时，首先需要考虑的是测试设备本身的质量和性能。
如果测试设备存在制造不良、零部件老化、精度不足等问题，很可能导致扭矩值波动的情况。
对测试设备进行定期的维护和检修，确保设备的正常运转和准确性非常重要。
2. 材料性能差异材料的性能对扭矩转角测试结果影响巨大。
同一种螺栓在不同材质、不同生产工艺下，扭矩值可能会有较大的波动。
在进行扭矩转角测试时，需要对材料的性能进行充分的了解和评估，以避免因材料性能差异导致的扭矩值波动。
3. 测试环境因素测试环境对扭矩值的稳定性和准确性也有着重要的影响。
温度、湿度、气压等因素都可能会对测试结果产生影响。
在进行扭矩转角测试时，需要尽量选择稳定的环境进行测试，并对测试环境进行相应的监控和调节。
4. 操作人员技术水平操作人员的技术水平和操作规范程度对测试结果的准确性有着重要的影响。
如果操作人员技术水平不够、操作规范不严，很可能导致扭矩值的波动。
对操作人员进行必要的培训和考核，提高其技术水平和操作规范程度非常重要。
5. 数据处理方法在进行扭矩转角测试后，如何处理和分析测试数据也直接影响到测试结果的准确性和可靠性。
不合理的数据处理方法可能导致扭矩值的波动，甚至使测试结果产生偏差。
需要对数据处理方法进行合理选择和认真验证，确保测试数据的准确性和可靠性。
扭矩值波动的原因是多方面的，需要从设备、材料、环境、操作和数据处理等方面进行全面的考虑和分析。
只有全面了解和掌握了这些原因，才能有效地避免扭矩值的波动，保证测试结果的准确性和可靠性。
希望通过对扭矩值波动原因的分析和探讨，能够更好地促进扭矩转角法的应用和发展，为工程领域的发展和进步提供更加可靠和准确的测试手段和数据支持。
1角度头TX2-HT Orthogonal 技术规格1. Technical description 技术描述Automatic 2 axis head for spindle support.该角度头为由机床主轴驱动的两轴自动角度头。
The head is referred and clamped as an accessory head at the adaptor in the front of the machine RAM.该角度头被作为一个附件头定位和安装在机床滑枕前端的过渡连接盘上。
1.a A axis. A 轴144 positions for A axis (every 2.5°).通过齿牙盘实现A 轴144（每2.5°）等分定位。
(可选项：1度1分)Hydraulic clamping & unclamping devices; 2 electrical microswitches on the head for clamped and unclamped positions; 1 electrical pressure switch for A axis clamping pressure on the machine. A 轴由液压装置实现夹紧及松开；角度头上有两个接触开关检测A 轴夹紧和松开位置。
The rotation of A axis is done by the machine spindle motor and is controlled by the encoder of the machine spindle.直角铣头的A 轴旋转是通过机床主轴马达实现的，A 轴的角位移是通过机床主轴的定位编码器控制实现的。
1.b C axis. C 轴144 positions for C axis (every 2.5°).通过齿牙盘实现C 轴144（每2.5°）等分定位。
1 序言摆角铣头部件是五坐标机床的核心部件，应用比较广泛的AC摆角头加工范围大，动态响应好，但摆角扭矩相对AB摆角头严重不足，对于钛合金、合金钢等难加工材料加工，尤其是大余量粗加工适用性不强，效率较低。
所以目前大扭矩高刚性的摆角铣头在强力加工中优势明显。
2 国内外摆角铣头研究现状AB摆角头部件在国外并没有专业厂家生产销售，现阶段国外也只有意大利的PARPAS和RAMNAUD（见图1）公司、美国的CINCINNATI公司生产AB摆角机床，而且只有CINCINNATI公司生产的是高性能的AB摆角机床，法国的FOREST-LINE（见图2）有着多年生产大型AB摆角铣头五轴机床的经验，其产品在航空工厂也有较多的应用，但由于种种原因，该公司已经停止AB摆角铣头及其配套机床的生产。
图1 意大利RAMNAUD-RAMMATIC1000图2 法国FOREST-LINE-V1 2000 2T意大利的RAMNAUD和PARPAS生产的设备体积、功率和扭矩等相对较小，在钛合金结构件加工尤其是粗加工时显得能力不足，主要配套立式加工中心进行小型零件的加工。
法国FOREST-LINE生产的AB摆角铣头刚性足、扭矩大，主轴具有多挡变速，最大转速可以达到6000r/min，不仅可以进行钛合金的粗、精加工，而且能兼顾铝合金结构件的加工。
但其结构较为复杂，所有传动环节都在箱体内部，虽然显得很紧凑，但是加工和装配难度非常大，对加工设备、加工工艺、人员素质及工装夹具等要求都很高，一定程度上影响了加工可靠性和品质一致性，高昂的生产成本也降低了市场竞争力。
表1为国外几款AB摆角头技术参数对比。
表1 国外几款AB摆角头技术参数对比国内一些机床企业也开发出了AB摆角头机床产品，但是技术成熟度、可靠性以及特定种类飞机结构件加工的针对性和适应性不够，基本处于能用，距离适用、好用还有一定差距。
此外很多用户也对国产AB摆角铣头的性能水平不够信任，不愿承担风险，首选还是国外AB摆角机床，即便是出于自主可控等政策要求采购国产产品，价格也是低得可怜，导致很多机床厂不愿意投入资源对AB摆角头进行深入研究。
本文研究的AB摆角铣头是在国家科技重大专项课题“数控机床双摆角铣头关键技术研究及应用示范”的支持下，深入挖掘用户使用需求，细分加工对象的结构和工艺特点，分析现有国内外AB摆角铣头的结构特点和应用情况，开发出适用、可靠及高效的AB摆角头产品，并配套数控机床在典型航空结构件批量加工中示范应用。
3 加工对象分析现代飞机构造中，结构件构成了飞机的骨架，是飞机的主要承力件，其特点是结构复杂、精度要求高和比强度大，绝大部分飞机结构件需要数控加工而成。
肋、框和梁类零件是飞机结构件的典型代表（见图3），双面薄壁槽腔类结构材料去除率大（90%以上），腹板、缘条、筋条高度不等成台阶状且带有气动外形，具有开闭角结构，需五轴联动加工，加工精度和表面质量要求高。
这些结构件主要由钛合金、不锈钢和铝合金材料制成，其中以钛合金结构件最难加工，加工工时最长。
钛合金具有比强度高、耐蚀性好和耐高温等优点，但是钛合金的高温强度特性意味着在切削温度下具有高的硬度和刚度，加工时需要更大的切削力，这就决定了加工设备要具有足够的刚性和驱动扭矩。
图3 典型飞机结构件AB摆角铣头具备主轴功率和扭矩大、摆角刚性和扭矩足的特点，可以满足钛合金、不锈钢类难加工材料大余量强力粗切削的要求。
同时，由于飞机结构件多具有开闭角结构，最大开角和最大闭角一般在15°以内，而AB摆角结构较为直观、布局开敞，且易于获得大扭矩，铣头摆动范围可以覆盖绝大部分框、梁类等典型结构件的加工。
所以未来航空工厂及其配套工厂对配置AB摆角铣头的机床有较大的需求。
4 AB摆角铣头结构设计优化4.1 高刚性、大扭矩的AB摆角机构设计由于AB摆角铣头主要加工对象为钛合金等难加工材料制成的飞机结构件，切削抗力大，这就要求摆角头具有非常高的摆角驱动扭矩和传动刚性。
要获得充足的摆角扭矩，主要有两种方式，一种是大型力矩电动机直接驱动，无传动间隙，精度高、速度快，但这种方式由于没有变速，很难获得特别高的输出扭矩，最大一般只能做到三四千牛米，更大规格的力矩电动机基本属于非标定制产品，不仅成本陡增，其较大的结构尺寸和质量导致很难在AB摆角上布置，所以一般AB摆角铣头基本不采用力矩电动机驱动摆角运动。
另一种方式是用普通的伺服电动机通过多级变速来实现大扭矩输出，这种方式性价比高，通过合理的传动和速比设计很容易实现非常高的扭矩驱动，可以达到几万牛米，满足钛合金强力切削对摆角扭矩的需求。
目前，回转驱动的机械传动形式最常见的是齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。
齿轮传动可传递空间任意轴间的运动和动力，有开式、闭式结构，转动平稳，适应范围广（传递速度、功率范围都大），寿命长，效率高。
但是单级传动速比较小，一般＜8，如果要获得大速比需采用多级传动或行星传动的齿轮箱，结构尺寸大，齿轮齿圈结构单级虽然也能获得较大速比，受齿圈直径过大的影响，一般在大规格转台上用于回转传动，而在摆角机构上基本采用齿轮配对弧形齿条实现小范围摆动。
蜗轮蜗杆传动的优势是单级速比较大，动力传动中传动比一般为8～80 ，结构紧凑，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪声很小。
两轮啮合齿面间为线接触，具有很高的承载能力，具备自锁功能，但传动效率相对较低。
国际上也有一些机床厂商在回转运动设计中采用一种凸轮式传动机构。
凸轮式传动机构主要由凸轮、凸轮滚子和回转从动件组成，凸轮滚子在回转从动件圆周方向径向均匀排列，凸轮为螺旋状，作为主动轮并与凸轮滚子相啮合，从而带动回转从动件做回转运动。
凸轮式传动机构避免了一般蜗轮蜗杆传动机构因磨损而造成的精度降低，并且在啮合过程中，凸轮滚子和凸轮两侧面曲面存在预载，消除了反向间隙，提高了整个机构的精度和刚度。
同时，凸轮滚子采用了滚针支撑，由滚动代替普通啮合时的滑动摩擦，有效避免了磨损对运行精度的影响，使整个传动机构更可靠，效率更高。
但是，由于凸轮型面复杂，加工工艺难度较大，所以目前我国凸轮传动机构的生产水平与国外的差距较大，凸轮传动机构主要靠进口，受到出口限制和价格因素的严重制约，因此，该传动方式不在考虑范围内。
3种传动机构实体如图4所示。
a ）齿轮传动b）蜗轮蜗杆传动c ）凸轮式传动图4 3种传动机构实体通过以上对比，任何一种单独的传动方式都很难满足AB摆角铣头大扭矩驱动所需要的大速比要求，需采用集中的组合方式，同时要兼顾结构紧凑，大负载传动平稳，便于安装调整及维护，高性价比。
经综合分析，最终确定了AB摆角铣头的驱动方案，总体结构如图5所示。
图5 AB摆角铣头结构AB摆角铣头驱动采用伺服电动机驱动蜗轮蜗杆箱变速増扭，并通过其输出齿轮与大直径弧形齿条啮合进一步放大扭矩，来实现AB摆角机构的大扭矩驱动，传动链速比＞1000，驱动扭矩27000N·m以上。
摆角头结构采用模块化设计，AB 摆角驱动箱为通用独立部件，降低加工、检验、装配和维护难度和成本，提高产品的可靠性和稳定性，便于产品系列化。
AB摆角铣头驱动机构的传动环节由蜗轮蜗杆和齿轮弧形齿条两级构成。
为了补偿因加工、装配和温度变化引起的尺寸变化，以防卡死，并为润滑油膜留出空间，齿轮和蜗轮蜗杆啮合传动时均留有侧隙，但侧隙的存在会导致反向运动时产生空程，影响传动精度和平稳性，需要对传动环节进行消隙设计，尽量减小或消除传动链的反向间隙。
对于蜗轮蜗杆传动而言，双段式蜗轮蜗杆和双导程蜗轮蜗杆（见图6）消隙效果比较好，但承载能力和传动刚性相对普通单导程蜗杆较差，而且加工难度和价格也相对较高。
a ）双段式蜗轮蜗杆原理b）双导程蜗轮蜗杆原理图6 双段式蜗轮蜗杆和双导程蜗轮蜗杆原理经综合考虑分析，为了满足AB摆角铣头驱动大扭矩、高刚性、高承载和高可靠性的要求，兼顾性价比，确定采用传统的普通单导程蜗杆设计，通过配磨蜗杆箱和蜗轮箱体之间的隔垫来调整中心距，减小侧隙。
驱动结构如图7所示。
图7 AB摆角铣头驱动结构1-调整机构2-蜗轮3-蜗杆4-调整垫5-外齿轮轴6-内齿轮轴AB摆角铣头驱动的第二级为齿轮弧形齿条传动，也是侧隙较大的一环，所以也需要做消隙设计。
通过弹簧形式的柔性调整可以实现自动补偿，但会影响传动平稳性，且这种调整方式结构复杂，传动刚性低，不满足AB摆角铣头要求的高刚性驱动。
设计采用内外双齿轮轴，通过机构刚性调整两输出齿轮周向相对扭转错位，啮合时，双齿轮中的一个轮齿与相邻弧形齿条轮齿的受力面啮合，而双齿轮的另外一个轮齿与相邻轮齿的背面啮合，从而达到消除齿侧间隙的目的。
4.2 高刚性、大扭矩、高转速的齿轮传动机械主轴箱设计主轴是直接参与加工的重要部件，目前数控机床广泛采用的主轴主要有电主轴和机械主轴两类。
电主轴的优点是体积小、结构紧凑、功率密度大，直驱零传动、无极调速、转速高及动态性能好，随着高速、高效加工的理念深入人心，其应用越来越广泛，缺点是维护保养复杂、耐冲击性差及输出扭矩小，虽然国外一些机床厂如MCM 、DMG MORI 、Starrag等也采用了1000N·m以上的大规格电主轴配置在卧式加工中心上进行高温合金、钛合金等材料的加工，但也仅限于发动机机匣、叶盘等这些加工余量很少的发动机盘环件，对于飞机结构件这种大余量切除的粗加工适用性不强，且成本昂贵。
而齿轮传动的机械主轴通过合理设计传动比，可以将扭矩做得很大，而且箱体式结构尺寸大，刚性更足，适合与结构开敞的AB摆角箱进行配套，机械主轴受切削振动和冲击影响相对电主轴不敏感，可靠性高。
针对钛合金等难加工材料制成的飞机结构件加工尤其是大余量去除的粗加工，机械主轴的优势明显。
所以本文研究的AB摆角铣头配置齿轮传动机械主轴。
钛合金等难加工材料飞机结构件加工，需要主轴箱具备足够的刚性和承载能力，这就要求主轴直径较大，主轴轴承尺寸也随之增大。
为了增强加工适应性，还要兼顾铝合金结构件的加工，同时要求主轴具备高转速，大直径主轴在高转速下轴承发热会显著增加，需要通过合理的润滑、冷却和预紧设计来保证轴承高速运行时达到热平衡，轴承温度不能高于60℃，否则轴承寿命会大大降低，甚至有烧毁风险。
为了实现飞机结构件高速、高效加工，需要兼顾高刚性、大扭矩与高转速的双重特性。
为了满足以上要求，设计时，需采用高性能、高功率电动机作为驱动源，但电动机直驱主轴无法获得较大扭矩，需要通过载荷传递能力较强的齿轮传动进行减速増扭来实现大扭矩驱动。
为实现主轴的高转速，需要将主轴传动设计为两个挡位，高速挡通过齿轮增速来实现主轴高转速运行，低速挡通过齿轮减速来实现大扭矩。
通过滑移换挡实现两组齿轮的分别传动。
根据上述设计思路，经过详细计算分析，机械主轴箱（见图8）最终设计如下：采用西门子高性能、高功率主轴电动机作为驱动源，经过一级精密齿轮传动变速，带动主轴旋转。
