高速化、精密化和模塊化是現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展方向。新的切削理論認(rèn)為：當(dāng)切削速度達(dá)到一定程度（約500m/min）后，切削區(qū)溫度不再上升，并且切削力反而會減小，刀具磨損也減少。這樣在提高生產(chǎn)率的同時還能提高零件的表面質(zhì)量和加工精度。

一般來說，高速加工的切削速度和進給速度都比常規(guī)加工要高出一個數(shù)量級。因此高速主軸和快速進給系統(tǒng)是實現(xiàn)高速加工的兩項關(guān)鍵技術(shù)，其中對進給系統(tǒng)提出了以下新要求：（1）進給速度必須與高速主軸相匹配，達(dá)到60m/min或更高：（2）加速度要大，這樣才能在最短的時間和行程內(nèi)達(dá)到要求的高速度，至少要1～2g：（3）動態(tài)性能要好，能實現(xiàn)快速的伺服控制和誤差補償，具有較高的定位精度和剛度。

長期以來，數(shù)控機床的進給系統(tǒng)主要是“旋轉(zhuǎn)伺服電動機，滾珠絲杠”，這種進給系統(tǒng)所能達(dá)到的最高進給速度為90～120m/min，最大加速度只有1.5g。同時，由于從電動機主軸到工作臺之間存在聯(lián)軸節(jié)、絲杠、螺母、軸承、支架等一系列中間環(huán)節(jié)，當(dāng)進給部件要完成啟動、加減速、反轉(zhuǎn)、停車等動作時，這些機械元件產(chǎn)生的彈性變形、摩擦、反向間隙等，會造

成進給運動的滯后和其它許多非線性誤差：這些中間環(huán)節(jié)也加大了系統(tǒng)的慣性質(zhì)量，影響了對運動指令的快速響應(yīng)。另外，絲杠是細(xì)長桿，在力和熱的作用下，會產(chǎn)生變形，影響加工精度。

為了克服傳統(tǒng)進給系統(tǒng)的缺點，簡化機床結(jié)構(gòu)，滿足高速精密加工的要求，人們開始研究新型的進給系統(tǒng)，直線電動機就是最有前途的快速進給系統(tǒng)。它取消了源動力和工作臺部件之間的一切中間傳動環(huán)節(jié)，使得機床進給傳動鏈的長度為零，這就是所謂的“直接驅(qū)動”或“零傳動”。

直線電動機的原理和分類

所謂直線電動機就是利用電磁作用原理，將電能直接轉(zhuǎn)換直線運動動能的設(shè)備。在實際的應(yīng)用中，為了保證在整個行程之內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變，一般要將初級與次級制造成不同的長度。直線電動機與旋轉(zhuǎn)電動機類似，通入三相電流后，也會在氣隙中產(chǎn)生磁場，如果不考慮端部效應(yīng)，磁場在直線方向呈正弦分布，只是這個磁場是平移而不是旋轉(zhuǎn)的，因此稱為行波磁場。行波磁場與次級相互作用便產(chǎn)生電磁推力，這就是直線電動機運行的基本原理。

由于直線電動機和旋轉(zhuǎn)電動機之間存在以上對應(yīng)關(guān)系，因此每種旋轉(zhuǎn)電動機都有相對應(yīng)的直線電動機，但直線電動機的結(jié)構(gòu)形式比旋轉(zhuǎn)電動機更靈活。直線電動機按工作原理可分為：直線直流電動機、直線感應(yīng)電動機、直線同步電動機、直線步進電動機、直線壓電電動機及直線磁阻電動機：按結(jié)構(gòu)形式可分為平板式、U形及圓筒式。（編輯吳鵬）