数控机床机械结构设计和制造技术的创新研究

周涵

摘  要：广大设计师只有更好地通过创新思维来提升设计制造的技术才能够更好地优化数控机床内部的结构，为的是更好地增强数控机床的开发能 力。因此，只有在实践中有效地掌握与数控机床设计有关的原则才能够更好地提升数控机床设计的效率。

关键词：数控机床;机械结构;结构设计;制造技术

引言

数控机床是近些年逐渐发展起来的一种新型的自动化应用技术，其是 高度机电一体化中的重要范畴。随着科学技术水平的不断提升，机械结构 设计的重要性越来越突出，科学合理的设计不仅可以提高机械结构的优越 性，同时还可以提高机械产品的精度和效率。因此，对数控机床的机械结 构进行优质的设计，完善机械结构制造创新技术的发展，是提高机械生产 企业发展的重要保障。

1 数控机床机械结构设计介绍

1.1  数控机床介绍

数控机床主要是把先进的科学技术、信息化技术、生产系统和操作指 令进行有效的结合，提高信息化产品生产的效率和质量。在数控机床的操 作过程中，最为基础的内容是信息和数据，而最终的目标是实现产品的高 效生产，把所需要生产的产品信息录入到信息系统中，从而提高所生产产 品的精准度。另外，在数控机床的操作过程中，还需要对其操作情况进行 监管和控制，以此来保障生产产品的效率和质量;此外，随着科学技术水 平的不断发展，数控机床相关的技术也需要进行不断的升级和优化，从而 提高数控机床生产的高效性和稳定性。

1.2  数控机床机械结构的特点

1.2.1  实践周期短、成本低

数控机床内部的加工零件实际和普通机床有着直接的不同，甚至不 需要直接借助更多的程序就可以更好地调整整个机床。因此，更多的数控 机床都可以被用来加工不同类型的零件，更可以被应用于开发产品的过程 中，实践中不仅可以直接缩短生产的周期，更可以直接降低生产的成本。

1.2.2  加工精度较高

多数数控机床的实际精度可以达到0.05-0.1mm，实践中可以借助不同 的数字信号形式来直接输出不同的脉冲信号。多数数控机床内部的数控装 置都可以用来控制机床传动链的间隙和丝杆螺之间存在的平均误差，所以 从实践看更多数控机床的实际加工精度显得较高。

1.2.3  实际质量较为稳定和可靠

如果可以运用合适的数控机床来直接加工零件，所涉及的工具、程序 和工具的走向也是完全一样的，最终数控机床所生产出来的零件的质量显 得较为稳定。

1.2.4生产效率较高

通过使用数控机床可以更好地减少加工零件的时间，并让数控机床在 最大范围内进行强力切削。目前已经进入了经济高速发展的时代，多数存 在于数控机床内部的部件可以在较短的时间内更好地提升生产效率。如果 能够让加工中心内部的刀具更好地相互配合，自然就可以实现在同一道工 序中连续加工，并在减少产品周转时间的基础上更好地提升生产的效率。   2 数控机床机械结构设计分析及优化方法

2.1  设计较为轻型化的结构

在优化数控机床设计的过程中注意让整个机床能够更好地达到动态和 静态的性能指标，使得机床内部的部件尽可能朝着轻型的方向发展。传统数 控机床设计的观念下，机床的刚度越大越能够发挥较大的作用，但是这样一 种观念早就落伍了。如果能够让数控机床内部构造的刚度朝着更轻的方向发 展，一方面可以减少驱动的功率，更可以有效地减少材料的使用量。

传统背景下，多数制造商会选择不断地加大数控机床内部材料的厚 度，而数控机床结构的壁厚和质量呈现出一种立方关系，但是壁厚和刚度 却呈现出一种线性关系，而内部存在的刚度质量比实际也会发挥重要的作 用。但是随着数控机床内部的壁厚不断地增加，其机床内部结构的刚度其 实也会不断地降低。

因此，专业人员在设计数控机床时一定要准确合理地设计整个数控机 床的主要形状，并让其朝着轻型化的方向发展。

2.2  注重稳定性提升

从目前我国数控机床的实际工作状态以及工作效率来看，其内部结构 的整体设计还处于优化和升级阶段，优化的主要方向则是需要保障机床运行 的稳定性和可持续性。因为目前数控机床本身的机械构件还不够完善，其可 能会在运行过程中出现过度磨损或者是大量损耗的情况，且因为机床的长期 运行，很有可能会遭遇更多不确定因素，这些因素会促使数控机床的内部构 件性能和质量都受到不同程度的损害。因此，要全面加强对我国数控机床的 内部结构整体性设计的研究和优化，并且在此基础上通过采用各种科学合理 的内部结构设计来达到减少我国数控机床在实际工作和运行的过程中所可能 产生的一些不必要的产品价格波动问题，可以通过采取各种新型材料和技术 来对其内部进行全面的结构设计优化和改造升级，以此为基础来逐渐完善和 提升我国数控机床在实际的工作过程中的稳定性。让数控机床在具体的工作 中其性能和价值可以得到进一步的彰显和体现，让很多零件加工程序变得更 加简单化，遇到很多难以解决的问题，也可以迎刃而解。

2.3  数控机床机械结构设计优化方法

要不斷优化和升级主传动变速系统。在实际的设计过程中，相关的设 计人员要选择一些合适的大型的机床结构，并通过变速齿轮主传动方式来 提高运行的效率和质量，同时还需要对输出的扭矩参数进行提升和优化，  这样就可以满足于不同项目的实际需求。另外，还可以利用皮带来进行传 动的主传动措施，但是这种方法在大型的机床结构中并不合适，在小型的 机床结构中应用效果更加明显和突出，可以有效的对机器本身的噪音和震 动问题进行改善。此外，设计人员也可以通过对电机速度的调整来进行直 接性的驱动主传动装置设施，提高机械结构具体数值的准确性，并保障原 来的设备结构得到合理的优化和升级，实现主轴箱体和主轴结构的运行效 率，通过这种方式来实现提高刚度系数的同时，还可以对主传动项目的影 响进行优化。在这里需要尤其注意的是，在实际的执行时候需要注意机床 精确度的变化情况。

2.4  规范生产流程

相对于传统生产方式，数控机床能够极大促进生产流程的规范化发 展，避免因员工操作失误带来的生产问题。但现阶段大部分企业还没有形 成规范化的机床使用制度，导致存在物不能尽其用的问题出现，因此在使 用中，应加大对技术人员规范化思想的渗透，保证生产的安全性。并在生 产过后，及时对设备进行维护和保养，经过一段时间的使用，设备会出现 影响生产安全的隐性问题，因此技术人员应定时对设备进行保养，查看设 备的情况，更换润滑液等。

除设备方面，操作人员的职业素质和技术水平，也能对数控机床的 规范化发展起到很大的决定性作用。在实际的生产过程中，由于技术人员 的错误理解或者代码冗余都能导致机床设备的寿命下降，甚至导致设备运 转不正常，不按预定程序设定进行工作，严重影响生产效率。其次维修人 员的工作效率也会对规范化生产影响，若不能及时发现故障所在，及时修 复，就会导致设备的瘫痪。因此企业在对于全部施工人员的培养上应加大 力度，保证生产的规范化。

结束语

综上所述，自动化数控机床是信息时代下的产物，其对于提高生产效 率和生产质量有重要意义。工欲善其事，必先利其器，数控机床机械结构 的设计和制造也需对技术进行升级优化，以科学指导为依据制造的数控机 床，能够满足市场需求，实现高效率、高质量的生产，帮助企业获取更多 经济效益。

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