1、高速、

　　機床向高速化方向發(fā)展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實現(xiàn)、、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。

　　20世紀(jì)90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸，轉(zhuǎn)速15000-100000r/min)、高速且高加/減速度的進給運動部件(快移速度60~120m/min，切削進給速度高達(dá)60m/min)、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅(qū)動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，為開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000~8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬r/min)以上；工作臺的移動速度(進給速度)：在分辨率為1微米時，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1微米時，在24m/min以上；自動換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補進給速度達(dá)到12m/min。

　　2、高精度

　　從精密加工發(fā)展到超精密加工，是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級(<10nm)，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。

　　當(dāng)前，在機械加工高精度的要求下，普通級數(shù)控機床的加工精度已由±10μm提高到±5μm；精密級加工中心的加工精度則從±3~5μm，提高到±1~1.5μm，甚至更高；超精密加工精度進入納米級(0.001微米)，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.01~0.05微米，加工圓度為0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。這些機床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動電主軸(電機與主軸一體化)，主軸徑向跳動小于2μm，軸向竄動小于1μm，軸系不平衡度達(dá)到G0.4級。

　　高速高精加工機床的進給驅(qū)動，主要有“回轉(zhuǎn)伺服電機加精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅(qū)動”兩種類型。此外，新興的并聯(lián)機床也易于實現(xiàn)高速進給。

　　滾珠絲杠由于工藝成熟，應(yīng)用廣泛，不僅精度能達(dá)到較高(ISO3408 1級)，而且實現(xiàn)高速化的成本也相對較低，所以迄今仍為許多高速加工機床所采用。當(dāng)前使用滾珠絲杠驅(qū)動的高速加工機床zui大移動速度90m/min，加速度1.5g。

　　滾珠絲杠屬機械傳動，在傳動過程中不可避免存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)地造成運動滯后和其它非線性誤差，為了排除這些誤差對加工精度的影響，1993年開始在機床上應(yīng)用直線電機直接驅(qū)動，由于是沒有中間環(huán)節(jié)的“零傳動”，不僅運動慣量小、系統(tǒng)剛度大、響應(yīng)快，可以達(dá)到很高的速度和加速度，而且其行程長度理論上不受限制，定位精度在高精度位置反饋系統(tǒng)的作用下也易達(dá)到較高水平，是高速高精加工機床特別是中、大型機床較理想的驅(qū)動方式。目前使用直線電機的高速高精加工機床zui大快移速度已達(dá)208 m/min，加速度2g，并且還有發(fā)展余地。

　　3、高可靠性

　　隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機床制造商追求的目標(biāo)。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內(nèi)連續(xù)正常工作，*率在P(t)=99%以上，則數(shù)控機床的平均*運行時間MTBF就必須大于3000小時。我們只對一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬小時。

　　當(dāng)前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時以上，驅(qū)動裝置達(dá)30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。

　　4、復(fù)合化

　　在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。

　　柔性制造范疇的機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。就棱體類零件而言，加工中心便是zui典型的進行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機床。事實證明，機床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。

　　5、多軸化

　　隨著5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點，由于在加工自由曲面時，5軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，因此，5軸聯(lián)動機床以其*的性能優(yōu)勢已經(jīng)成為各大機床廠家積極開發(fā)和競爭的焦點。

　　zui近，國外還在研究6軸聯(lián)動控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心，雖然其加工形狀不受限制且切深可以很薄，但加工效率太低一時尚難實用化。

　　6、智能化

　　智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：

　　為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；

　　為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；

　　簡化編程、簡化操作的智能化，如智能化的自動編程，智能化的人機界面等；

　　智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

　　世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。