數控機床作為現代制造業的基礎裝備，閥門機床在制造業轉型升級過程中發揮著重要作用，其加工精度對制造水平影響較大，通過優化設計方法來提高數控機床加工精度一直是學術界和工程的研究熱點。數控機床的組成部件較多，有針對性地研究各關鍵零部件的優化設計方法，對于完善機床整機的設計方案具有積極的作用。作為數控機床整機的關鍵機械部件，主軸輸出的動力驅動刀具工作，主軸的動靜態性能對加工精度和效率影響很大。因此，對數控機床主軸進行建模分析與優化設計是的，眾多學者對此展開了廣泛深入的研究工作，研究成果均了數控機床主軸優化設計方法的發展，也為本文的研究工作提供了有益的參考。然而，數控機床主軸的動靜態性能受很多因素影響，如主軸結構的整體布局、心軸各段的直徑和長度尺寸、電動機與主軸之間的傳動方式、軸承和主軸的配置方式等，主軸設計是一個多知識禍合的復雜問題。針對以上問題，本文構造一種數控機床主軸優化設計專家系統，其原理采用模糊邏輯理論和智能優化算法分別對主軸進行配置和結構設計，從而提高該專家系統的智能化程度，使之便于在計算機上程序化。
數控機床是制造裝備業的工作母機，是實現制造技術和裝備現代化的基石，是高技術產業發展和現代化的戰略裝備。隨著工業化的發展，五軸聯動數控機床被認為是航空航天、船舶、儀器、發電等行業加工關鍵部件的加工工具。作為難度、應用范圍最廣的數控機床技術，五軸聯動數控機床在加工方面有著其的優點。
①能夠加工一般三軸聯動機床不能加工或者無法一次裝夾加工完成的連續光滑的自由曲面。例如航空發動機轉子、大型發電機轉子、大型船舶螺旋槳等。由于五軸聯動數控機床在加工過程中刀具相對于工件的角度可以隨時調整，避免了刀具的加工干涉，因此五軸聯動數控機床可以完成三軸聯動機床不能完成的許多復雜的加工。
②可以提高自由空間曲面的加工精度、加工效率和加工質量。相對于三軸數控機床加工一般的型腔復雜的工件，五軸數控機床可以在一次裝夾中完成加工，并且由于五軸數控機床加工時可以隨時調整位姿角，五軸數控機床可以以的角度加工工件，避免了多次裝夾，提高了加工效率、加工質量和加工精度。
③符合雙面數控鏜孔機床發展的趨勢。在零件加工過程中，大量的時間被消耗在搬運工件、上下料、安裝調整等時間上，為了盡可能減少這些時間，人們希望可以用一臺機床完成盡量多的加工。五軸數控機床可以完成數臺三軸數控機床才能完成的加工任務，節省了占地空間和工件在不同加工單元之間運轉的時間和花費。五軸聯動數控機床的重要作用使其成為當今機床工業發展的熱點和。
構造了一種數控機床主軸優化設計專家系統，該系統為當前機床設計人員提供了一種可供參考的新方法。本文構造的主軸優化設計專家系統，集成了機床設計經驗、機械動力學、模糊邏輯理論以及優化設計原理和方法等知識，有利于實現數控機床主軸結構的多目標優化設計。
采用模糊邏輯加以處理，當機床設計的技術要求提高時，設計人員利用本文構造的主軸優化 設計專家系統也能隨之更新隸屬度函數，對主軸的心軸、電機類型、傳動方式和軸承配置進行。提出一種主軸結構多目標優化方法，設計人員提供主軸配置的初始條件和約束形式后能便捷地進行優化設計。本文采用靈敏度分析法來篩選設計變量，提高了主軸結構優化設計的效率。結合實際工程案例對所構造的數控機床主軸優化設計專家系統進行應用，通過實驗驗證了該系統的可行性。
