第二章机床的总体结构方案及技术要求
2.2金属切削机床总体设计
详细设计
机床整机综合评价
满足设计要 求
结束设计
2.1 机床型号编制和系列型谱的制定 一、金属切削机床的分类
按加工方式分： 12大类
车 钻 镗 磨 齿轮加 床 床 床 床 工机床 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 其它 工机床 床 床 床 机床 机床 机床
按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床 按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度 按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床 按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床
二、金属切削机床型号的编制
按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定
（一）通用机床型号
例：
C A 6 1 40
机床类别代号（车床类） 机床特性代号（结构特性） 机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床系别代号（卧式车床系） 机床主参数代号（最大车削直径400mm）
1.机床的类别代号
类 车 钻 镗 别 床 床 床
组合机床及自动线分类代号
分 类 代 U 号 大型组合机床
小型组合机床
自换刀数控组合机床 大型组合机床自动线 小型组合机床自动线
H
K UX HX
自换刀数控自动线
KX
2.2 机床的运动功能设计
基本方法 ： 表面 — 运动Fra bibliotek— 传动（一）工件表面的形成方法
零件上的常见表面： 1. 圆柱面 2. 圆锥面 3. 平面 直线（母线）、圆（导线） 直线（母线）、圆（导线） 直线或圆 、直线（导线）
代 C Z T M 号 磨床 2 M 3 M
齿轮加 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 工机床 工机床 床 床 床 机床 机床
Y 牙 S 丝 X B L D 电 G 割
数控机床的机械结构要求
.
29
数控机床结构与装调工艺 3、减少机床的热变形
措施1 将热源置于易散热的位置
.
30
数控机床结构与装调工艺 3、减少机床的热变形
措施2 采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦
.
31
数控机床结构与装调工艺 3、减少机床的热变形
措施3 对机床热源进行强制冷却
主轴
.
冷却风管
32
数控机床结构与装调工艺
2）不同布局有不同的运动分配及工艺范围
数控镗铣床的三种布局方案中： （a）主轴立式布置，上下运
动，对工件顶面进行加工； （b）主轴卧式布置，加工工
作台上分度工作台的配 合，可加工工件多个侧面； （c）在（b）基础上再增加一 个数控转台，可完成工件 上更多内容的加工。
.
11
数控机床结构与装调工艺
3）不同布局有不同的机床结构性能
.
22
数控机床结构与装调工艺 1）提高刚度的措施：
措施4 增加机床各部件的接触刚度和承载能力
采用刮研的方法增加单位面积上的接触点 在结合面之间施加足够大的预加载荷,增加接
触面积。
.
23
数控机床结构与装调工艺 1）提高刚度的措施：
措施5 合理选用构件的材料
床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊接 ——增加刚度、减轻重量、提高抗振性
4、提高机床寿命和精度保持性
措施1 采用耐磨性好的 零部件
措施2 机床运动部件 间具有良好的润滑
.
37
数控机床结构与装调工艺 5、自动化的机构、宜人的操作性
便于操作的机床结构
.
38
数控机床结构与装调工艺
6、安全防护和宜人的造型
数控机床大都采用机、电、液、气一体化布局，全封闭或半 封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自动化。
机械制造装备设计(第二章)
图 2-4 结 构 网
检验： 检验：
rm = ϕ xm ( pm −1) ≤ rmax 最后扩大组的变速范围小于8 10。 最后扩大组的变速范围小于8～10。
第二扩大组c 第二扩大组 级比： 级比：ϕ 6 x2＝ 6 r2 ＝ ϕ 6
⑷ 功用
动路线； 动路线； 2）传动顺序； 传动顺序； 3）变速组数目； 变速组数目；
电动机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1400 1000 710 500 355 250
1）主轴各级转速的传
4）变速组传动副数、 变速组传动副数、 变速范围； 变速范围； 5）基本组和扩大组； 基本组和扩大组； 6）传动轴数目、转速 传动轴数目、 级数、转速大小； 级数、转速大小； 7）各传动副级比关系、 各传动副级比关系、 传动比的数值； 传动比的数值；
Z＝pa×pb×pc×pd×……pm ……p
主轴转速为连续等公比数列，主轴转速级数Z 例：主轴转速为连续等公比数列，主轴转速级数 =12。 。 a、b、c三个变速组的传动副数： 、 、 三个变速组的传动副数 三个变速组的传动副数： pa＝3、pb＝2、pc＝2。 、 、 。 主轴转速级数： ＝ 主轴转速级数：Z＝pa×pb×pc＝3×2×2＝12 × × ＝
⑷ 零件设计
§2 - 1
分级变速主传动系统设计
运动设计：运用转速图的基本原理， 运动设计：运用转速图的基本原理，拟定满足 给定的转速或速度要求的合理传动系统方案。 给定的转速或速度要求的合理传动系统方案。 拟定结构式或结构网； 拟定结构式或结构网； 拟定转速图； 拟定转速图； 内容 合理分配各传动副的传动比； 合理分配各传动副的传动比； 确定齿轮齿数和皮带轮直径； 确定齿轮齿数和皮带轮直径； 绘制机床的传动系统图。 绘制机床的传动系统图。
第2章数控机床总体设计课件
2.1数控机床设计的基本要求 2.1.1 工艺范围
数控机床的工艺范围是指该机床适应不同生产 要求的能力。 机床的功能设置可根据被加工对象的批量来选 择。 通用数控机床通过增设一些附件扩大数控机床 的工艺范围
2.1数控机床设计的基本要求
2．1．2加工精度
机床精度分为机床本身的精度和工作精度（加 工精度）
2.2.1.2数控机床设计的基本方法 概述
机械制造业中，多品种、小批量生产的 需求日益增长，出现了与之相适应的 FMS等先进制造系统。
数控机床是FMS的核心装备 以单机为主的机床设计 →以系统为主的机床设
计
单机为主的机床设计：仅考虑完成自身主要加 工能力的技术指标设计
以系统为主的机床设计：在完成上述功能外， 还考虑与制造系统其他环节的交互。
重复定位精度：机床的定位部件重复运 动到达同一规定位置的精度情况
2.2.1.1数控机床设计的基本理 论
（5）精度保持性 在规定的工作其间内，保持机床所要求
的精度，称之为精度保持性。 影响精度保持性的主要因素包括磨损、
使用环境等。
2.2.1.1数控机床设计的基本理 论
（6）工作精度 有时，我们用机床加工规定的试件所能
机床系列设计中： 其基型产品属创新设计类型，其他属变
型设计类型。组合机床属组合设计类型。
2.2.1.2数控机床设计的基本方法 概述
数控技术的发展与应用对机床设计的影 响：
数控机床的传动与结构发生了重大变化。 （1）主轴加工类型及范围的变化：
主轴系统及刀库结构及布局 （2）伺服驱动系统的变化；
可以直接驱动单轴运动及多轴联动，从而 可以省去复杂的机械传动系统设计，使其结构
第二章机械系统的总体设计
第十二页，共85页。
(污)衣物 净水 洗涤剂
主功能
(动洗力涤功衣能物)
(净)衣物 脏水
动力功能
控制功能
驱损 动耗 能能
洗涤方式 输入
洗涤过程 显示
结构
第十三页，共85页。
2.系统的原理方案总体(zǒngtǐ)分析
例1：制造一个零件 采用切削加工；采用挤压成型；采用激光烧结快速成型
切削机床 压力加工机床 激光快速成型设备
第五页，共85页。
例2-1 更换普通自行车的传动系统，并改变部分结构后开 发的变速赛车(sài chē)；发动机作四缸、六缸、直列、V 形等改型设计。 多数产品属于变型设计。随着技术水平的提高和市场需 求的变化，应掌握产品生命周期的特征，适时地对老产 品进行改进。 3. 仿型设计（Selecting Design） 它是指有同类产品可供参考，原理和结构完全或部分已 知。原理、结构和性能一般不变，只作工艺性变化，以 适应本企业的生产特点和技术装备要求。通常采用反求 设计（Reverse Design）方法。
机械系统总体设计的主要内容包括： 1.系统的原理方案的构思 2.结构方案设计 3.总体布局与环境设计 4.主要参数及技术指标的确定 5.总体方案的评价与决策
在总体设计过程中，应逐步形成下列技术文件： 系统(xìtǒng)工作原理简图；主要部件的工作原理图； 方案评价报告；总体设计报告；系统(xìtǒng)总体布置图。
功能→工作原理(yuánlǐ)→功能载体
波纹管水泵；
输 送
负压效应（压力与容积的关系；流速与压力的关系） 惯性力效应 离心泵
柱塞泵； 文丘里喉管
液
体
毛细管效应 热管（用于人造卫星和冻土层输油管保温等）
机械装备制造-第二章 机械制造装备设计方法 (重点)
例：普通车床的主参数是在床身上的最大回 转直径，主要性能指标是最大的工件长度。
升降台铣床的主参数是工作台工作面的宽度、 主要性能指标是工作台工作面的长度。
摇臂钻床的主参数是最大钻孔直径，主要性 能指标是主轴中心线至立柱母线的最大距离。
3.分为四个阶段
（1）产品规划阶段 （2）方案设计阶段 （3）技术设计阶段 （4）施工设计阶段 4.缺点：需要较长的开发周期和投入较大的
开发工作量。
二、变型设计（快速满足市场要求 的变化） （重点）
1.概念：在原有产品基础上，基本工作原理和总体 结构保持不变，按一定的规律演变出各种不同的 规格参数，布局和附件的产品，扩大原有产品的 性能和功能。
2.要求：组合产品的设计应先在一定范围内不同性 能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划 分并设计出一系列模块，通过模块的组合，构成 不同类型或相同类型不同性能的产品，以满足市 场的要求。
3.原理：按系列化设计的原理进行。
结论：在机械制造装备产品有一大半属于变型 设计和组合产品，创新设计的产品只占一小 部分。但创新设计的意义不容低估，是企业 在市场竞争中取胜的必要条件。变型设计和 组合设计是在基型和模块系统的基础上进行 的。而基型和模块系统也是采用创新设计方 法完成的。
是在设计的某一类产品中，选择功能、 结构和尺寸等方面较典型的产品为基型， 以它为基础，运用结构典型化、零部件通 用化、标准化的原则，设计出其它各种尺 寸参数的产品，构成产品的基型系列。 2.遵循的原则：零部件通用化、标准化、结 构的典型化、产品系列化。
3. 系列化设计的优缺点
优点：P23 缺点： P23 4. 系列化设计的步骤 （1）主参数和主要性能指标的确定
第二章主传动系统设计
传动线的三个特点： a.传动线的高差表明传动比的数值，传动线的倾
斜程度反映传动比u的大小 水平：u＝1 — 等速传动； 向下方倾斜：u＜1 — 降速传动； 向上方倾斜：u＞l — 升速传动。
传动比的数值u＝φx， 可用传动线的高差x （格数）来表示。
b.一个主动转速点引出的传动线数目表示该变速组 中不同传动比的传动副数 第一变速组（a组）：
由轴Ⅰ的主动转速点向 Ⅱ轴引出三条传动线， 表示该变速组有三对不 同传动比的传动副，
第二、三变速组 （b、c组）： Ⅱ——Ⅲ和Ⅲ——IV表 示该变速组有两对不同 传动比的传动副，
c.两条传动轴格线间相互平行的传动线表示同一个 传动副的传动比
第三变速组（c组），当Ⅲ轴为710r、500 r、 355r、250 r、180 r、125 r／min时， 通过升速传动副（60：30） 使主轴得到1400 r、1000 r、 710 r、500 r、355 r、250 r ／min。所以上斜的6条平 行传动线都表示同一个升速 传动副的传动比。
和装配。防护性能好，使用寿命长。
二、主传动系统分类和传动方式 主传动系统一般由动力源（如电动机）、变
速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台）、开 停、换向和制动机构等部分组成。
动力源为执行件提供动力，并使其得到一定 的运动速度和方向；变速装置传递动力以及变换 运动速度；执行件执行机床所需的运动，完成旋 转或直线运动。
可见，这个变速组是实现主轴等比转速数列的基
本的、必不可缺的变速组，故称为基本变速组。
基本组的级比φ =φ1＝φ ，级比指数x0＝1。 基型变速系统必有一个基本组，即相邻两条传动
线拉开 l 格。
②第一扩大组的变速特性 在基本组的基础上，起到第一次扩大变速的
装备复习资料 (2)
填空题1. 机械制造装备包括(加工装备)、(工艺装备)、(物料储运装备)和辅助装备四大类.2.机床的总体方案拟定包括网上的答案:（掌握机床的设计依据）、（工艺分析）、（总体布局）、（确定主要的技术参数）。
书上的答案: 拟定总体方案的依据,机床的运动设计,机床结构布局与外形尺寸设计P363. 机床的主要技术参数包括包括主参数、尺寸参数、运动参数、动力参数。
4. 组合机床总体设计的三图一卡是指被加工零件工序图、加工示意图、机床总联系尺寸图、机床生产率计算卡.5. 设计孔加工复合刀具时，合理选择结构形式应考虑哪些因素：（刀具的强度和刚度）、（工件加工精度及表面质量）、（合理的使用寿命）、（刃磨方便）。
6. 针对不同工艺要求，钻削夹具可采用（固定钻套）、（可换钻套）、（快换钻套）、（特殊钻套）等钻套。
7. 工件以粗基准和精基准平面定位，采用（锯齿头支承钉）和（一组支承板）作定位元件；工件以粗基准孔和精基准孔定位，采用（可胀心轴）和（定位销）作定位元件。
8. 确定机床夹具结构方案的主要内容是确定（工件的定位方案）、（刀具的对刀或导引方式）、（工件的夹紧方案）、夹具其它部分的结构型式、（夹具体的结构型式）。
9. 常用的滑动导轨截面形状有（平面环形导轨）、（锥面环形导轨）、（双锥面导轨）三种。
10. 孔加工复合刀具设计要点包括：合理选择刀具材料、（合理选择结构）、（重视容屑和排屑）、（保证良好导向）、（正确确定刀具的总长）。
11. 机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电气传动）。
12. 推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形方向和大小），设计时，一般普通机床采用（后端定位），数控机床采用（前端定位），组合机床采用（两端定位）。
13. 机床夹具设计中，常用的定位元件有：（支承钉）、（支承板）、（定位销）、（V形块）14. 机床主轴组件应满足的基本要求是（旋转精度）、（刚度）、（抗振性）、（温升与热变形）、（精度保持性）15. 针对不同工件的工艺要求，拉刀的拉削方式可采用（成形式）、（渐成式）、（分块式）、（组合式）等形式。
机械制造装备设计第5版PPT第2章
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2.4.3 分级变速主传动系
第
结构式表达方法：
二
传动副数
章
Z 18 31 33 29
第 四
一般表达式：
级比指数
节
Z (Pa )Xa * (Pb )Xb * (Pc )Xc *...* (Pi ) Xi
三个主要参数：
Z —主轴转速级数
Pj —各变速组传动副数 Xj —各变速组级比系数
第
分级变速主传动转速图设计的基本原则
二 章
⑴变速组的传动副数目应“前多后少”；
第
靠近电动机转速高、转矩小、尺寸小。更多传动件在
四 节
高速范围内工作，有利于减少外形尺寸
⑵变速组的传动线应“前密后疏”（传动顺序与扩大顺序相 一致）
⑶变速组的降速应“前慢后快”；中间轴转速不宜超过电动 机转速（前面慢些，后面的降速快些），以减少传动件尺 寸；中间轴转速不应过高，以免产生振动、发热和噪声。
右图是用结构网画出，是对称结构形式
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2.4.3 分级变速主传动系
第
二
章
（二）各变速组的变速范围及极限传动比 变速组中最大与最小传动比的比值，称为 该变速组的变速范围。即： Ri (umax)i /(umin )i （i=0，1，2，…，j)
第 四 节
在设计机床主传动系时， 一般限制降速最小传动比 u主min 1/ 4 直齿圆柱齿轮的 最大升速比 u主max 2 斜齿圆柱齿轮可取 u主max 2.5
第
及其传动路线，各传动轴的转速分级和转速值，各传
四
动副的传动比等。
节
设一中型卧室车床，其变速传动系 图2-13
金属切削机床设计ppt-PPT精选
2)机床的阻尼特性。提高阻尼是减少振动的有效方法。 3)机床系统固有频率。若激振频率远离固有频率，将不 出现共振。在设计阶段通过分析计算预测所设计机床的各阶 固有频率是很必要的。
五、低速运动平稳性
当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往 出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时快 时慢的现象。这种在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬 行。
机床运动部件产生爬行， 会影响机床的定位精度、工件 的加工精度和表面粗糙度。在 精密、自动化及大型机床上， 爬行的危害更大，是评价机床 质量的一个重要指标。
第二节 金属切削机床总体设计
一、机床系列型谱的制定 二、机床的运动功能设计 三、机床总体结构方案设计 四、机床主要参数的设计
一、 机床系列型谱的制定
最大相对转速损失Amax =
（n- lim
n n j1
n
j）/
n
=（nj+1-nj）/
nj+1 = 1 -（nj / nj+1 ）= 1- 1/φ
级比 φ = nj +1 / nj
（二） 运动参数
机床转速按等比数列排列，其公比为φ ，各级转速为：
–n1 = nmim； –n2 = n1φ ； –n3 = n2φ = n1φ 2 –┋ –nZ = nz-1φ = nz-2φ 2= n1φ Z-1=nmax 变速范围：Rn = nmax /nmim = n1φ Z-1/ n1=φ Z-1
发生线的形成图示
1 .
n
n1 ..
1f
n
a)
b)
n2
n2 f1 c)
f n1
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第二章机床的总体结构方案及技术要求
大型龙门式铣床的用途很广。
例如在汽车工业中，龙门铣床可用于模具制造、原型制造以及大型钢模和铸铁模具的生产；在航空航天工业中，用于涉及到切除原金属90%以上的铝结构件的生产；在动力设备制造业中，用于加工难加工材料，如钛合金和铬镍铁合金。
在需要加工大型零件时，零件的装夹和校正作业成本很高。
此外，对质量的精度的要求也在不断的提高。
因此，解决的方案是用五轴联动机床，一次装夹，尽快完成加工，同时还要为必须通宵或在同时进行的漫长的精加工作业做好准备。
通常，用三或四轴机床是办不到的。
在某些情况下，建议采用五轴联动机床加工，五轴加工提供了许多经济方便的优点。
尽管如此，目前，作为这种用途的CAM编程仍是很昂贵，在投资于五轴铣床时无论如何应考虑这一点[13]。
2.1 五轴联动数控机床技术性能参数
通过五年的数控机床课程教学,对国内机床市场的关注，收集了大量国内外相关的资料。
并着重借鉴桂林机床股份有限公司的五轴联动龙门加工中心及摆动式A/C轴联动铣头产品宣传资料，最终结合现我国机床发展现状，确定该产品设计的技术参数及规格如下[14]：
(1) 五轴联动高速龙门铣床的工作行程为：X/Y/Z轴行程分别为2500mm/1600mm/800mm；A轴摆动角度为±100º；C轴回转角度为±370º。
(2) 五轴联动高速龙门铣床各轴的速度：X/Y/Z轴快速移动速度为15000/15000/10000（mm/min）；X/Y/Z轴切削进给速度为10000/10000/8000（mm/min）；A轴摆动速度为0～10（r/min）；C轴回转速度为0～20（r/min）。
(3) 五轴联动高速龙门铣床定位精度为0.010mm/300mm，全长控制在0.020mm；重复定位精度为0.01mm。
(4) 五轴联动高速龙门铣床工作台的最大承载重量为6000kg，采用内藏式电主轴，且电主轴转速为0～18000（r/min），HSK63刀柄。
2.2 五轴联动数控机床结构方案分析及比较
五轴联动通常是在X、Y、Z三个线性轴基础上增加由A、B、C 三个回转轴中
任意两个回转轴所组合的运动， 2个回转轴可以都配置在刀具切削头部位或工件安装部位，也可在这两个部位上分别配置1个回转轴。
根据这些配置方式可以组
合出的有效布局方案共有：
22
33
212
C A
+=个。
不同类型的机床根据需要可做成五轴联动，但应用比较多的是铣镗类机床。
这种机床也有多个类型和品种，较简单的是在数控镗铣床的工作台上附加A/B轴转台，配上相应的数控系统，实现X、Y、Z三个直线运动和 A/B轴两个旋转运动并可联动。
这种配置由于接合层次多，刚性差些，因此有专门将A/B转轴的支座与工作台或床身做成一体的。
由于受安装工件的转台的尺寸和重量的制约，这种机床仅适用于加工中小型工件。
加工大重型工件的则用立式龙门式数控铣床、数控卧式铣镗床和刨台式铣镗床等，此时 A/C转轴大都装于主轴处[15]。
2.2.1 五轴联动数控机床整体结构方案与比较
根据上述情况及相关资料,参考现市
场是几款成熟的产品及设计理念，在此基
础上进行了多个方案的设计比较，现从中
选择以下4个典型方案加以分析。
方案1 机床采用数控龙门移动铣床
结构，龙门移动，工作台固定在龙门底座
上，且配置为二轴联动的旋转工作台。
X
轴采用双丝杠驱动加线性滚珠导轨，Y轴采
用双线性滚珠导轨安装呈垂直分布状态，Z
轴采用大规格线性滚珠导轨与双平衡液压
缸装置,哈默C30U和C40U五轴立式加工中
心机床就属这一结构（无平衡液压缸装置）,
见图1-1。
三轴均采用伺服电机与滚珠丝图2-1 龙门式铣镗加工中心
杠螺母副通过联轴器直接的形式。
方案2 与方案1一样，采用龙门移动结构，工作台与龙门底座采用一体结构，Z轴滑枕上配置五轴联动铣头。
导轨配置方面，与方案1一致，沈阳机床GMC2050U 系列龙门式铣镗加工中心属此结构，见图2-1。
方案3 机床采用定梁式龙门铣床结构，配置二轴联动的旋转工作台，且工作台在线性滚珠导轨上作X向运动，滚珠丝杠螺母副与导轨配置方面，与案1一致。
方案4 与方案3一样，采用定梁式龙门铣床结构，工作台在线性滚珠导轨上作X向运动，Z轴滑枕上配置五轴联动铣头。
导轨配置方面，与方案1一致，大连
机床厂的BK50龙门式加工中心属此结构，见图
2-2。
对比分析以上4种方案设计，方案1与方案
2都采用动梁式龙门结构，此结构的最大缺陷：
①由于是靠滚珠丝杠与线性滚珠导轨驱动形
式，则难以保证机床的刚性；②采用双丝杠
驱动技术，对机床控制部分要求提高了，同时
提高了零件加工工艺难度。
优点在于机
加工效率较高。
方案1与方案2在于：方案1采图2-2 BK50龙门式加工中心
用了二轴联动的旋转工作台结构；方案2采用了五轴联动铣头结构。
相比之下，二轴联动的旋转工作台因受结构及空间的约束，不宜加工大型工件；而五轴联动铣头相对结构紧凑，在空间上自由度较大。
方案3与方案4都采用定梁式龙门结构，此结构的最大优点：在结构上具有实际任意的刚度，且不用担心质量不当而影响机床的加速度方面的性能；结构的缺陷在于工作而移动，从而在X轴方向上占用的空间较大，也不利机床X轴向上的加速度性能。
其旋转工作台结构与五轴联动铣头方面的特点前面已作说明，此处不再重述[14]。
综合上述资料，再结合机床设计的技术性能参数，最后确定机床采用定梁式龙门结构，工作台在线性滚珠导轨上作X向运动，Z轴滑枕上配置五轴联动铣头，Y轴采用双线性滚珠导轨安装，Z轴采用大规格线性滚珠导轨与双平衡液压缸装置。
这种结构的优点在于：采用定梁式龙门结构具有实际任意的刚度，且不用担心质量不当而影响机床的加速度方面的性能；采用五轴联动铣头相对结构紧
凑，在空间上自由度较大。
2.2.2五轴联动铣头的结构方案与比较[16]
龙门式五轴联动数控机床是当代机械制造业的
主流设备，五轴联动铣头是这类机床的核心部件。
目
前，在五轴联动铣头领域中，西方国家中有意大利意
萨（ISA）公司和德国西泰克（CyTec）公司比较突出，
国内就属桂林机床股份有限公司做的比较专业且系
统化。
综合现有产品资料，本课题拟了3种五轴联动
铣头的结构方案。
方案1，五轴联动铣头的A/C轴全采用“零传动”
结构，直接由力矩电机（Torqer Motor）驱动。
德图2-3 西泰克五轴头
国西泰克（CyTec）公司产品属此类结构，见图2-3。
方案2，五轴联动铣头采用纯机械结构，A轴由双导程蜗杆驱动，C轴也由双导程蜗杆驱动。
方案3，同方案2一样，采用纯机械结构，A轴由双导程蜗杆驱动，C轴由精密齿轮啮合驱动。
对比分析上述方案设计，方案1的优点：结构紧凑、体积小、加工精度高，美中不足的是造价太过于昂贵；方案2与方案1相比，加工精度偏低，且体积较大，外观造型比较笨重；方案3结构特点介于方案1与方案2之间。
通过以上方案的对比分析，本课题采用方案3的结构设计。