數控機床機械結構設計和制造技術的創新研究

劉衛坤 王海

摘 要：隨著科學技術水平的不斷提升，機械結構設計的重要性越來越突出，科學合理的設計不僅可以提高機械結構的優越性，同時還可以提高機械產品的精度和效率。因此，對數控機床的機械結構進行優質的設計，完善機械結構制造創新技術的發展，是提高機械生產企業發展的重要保障。

關鍵詞：數控機床; 機械結構; 設計; 制造技術; 創新

為了更好的滿足于市場的需求，提高數控機床的應用性能和價值，需要對數控機床機械結構和制造技術進行不斷的完善和創新，借助于科學技術來設計更好的機械結構，提高生產制造效率，為推動我國生產制造業的發展提供保障。基于此，本文針對數控機床機械結構設計和制造技術的創新進行了分析和討論，希望可以為今后數控機床的發展和進步提供一些有價值的參考。

1 數控機床機械結構設計介紹

1.1 數控機床介紹

數控機床主要是把先進的科學技術、信息化技術、生產系統和操作指令進行有效的結合，提高信息化產品生產的效率和質量。在數控機床的操作過程中，最為基礎的內容是信息和數據，而最終的目標是實現產品的高效生產，把所需要生產的產品信息錄入到信息系統中，從而提高所生產產品的精準度。另外，在數控機床的操作過程中，還需要對其操作情況進行監管和控制，以此來保障生產產品的效率和質量;此外，隨著科學技術水平的不斷發展，數控機床相關的技術也需要進行不斷的升級和優化，從而提高數控機床生產的高效性和穩定性。

1.2 數控機床機械結構的優勢

第一，自動化優勢。在數控機床的生產操作過程中，主要采用了自動化的操作技術，提高了生產效率。另外，除了成型和切割生產過程中需要人員進行參與之外，其他的生產都不需要人工來進行參與。并且數控機床的自動化生產還可以保障生產出來工業產品的準確性、安全性更高，同時還減少了一些人力、物力、財力等不必要的浪費。

第二，高技術化優勢。數控機床在操作的過程中，主要是通過計算操作來執行的，這樣通過精準的計算方式，不僅可以保障其生產的穩定性、精準性和安全性，同時在高水平的技術應用下，還可以提高生產效率和生產質量。

第三，智能化優勢。在數控機床的生產過程中，通過操作流程就可以實現智能化操作，提高數控機床集成功能。另外，及時對數控機床的生產加工工序進行不斷升級和優化，可以完全實現智能化操作，逐漸把人力解放出來，但是在這個過程中，需要對數控機床機械結構設計和制造技術進行不斷的創新和發展，為數控機床的智能化提供重要的保障。

2 數控機床機械結構設計分析及優化方法

2.1 數控機床機械結構設計分析

數控機床機械結構設計主要包括了三大部分，第一部分為主軸部件;第二部分為機械的傳動結構;第三部分為支撐部件，這三部分的可靠性和精準度決定了數控機床生產應用過程中穩定性、幾何精度和抗震性，而傳動結構的和變速系統設計是為了實現數控機床的自動化控制。

主軸部件在機械結構中發揮著關鍵性的作用，主軸部件質量水平的高低會影響到其轉速的快慢情況。根據現階段機械生產發展的實際情況來看，觸角式混合式的陶瓷角接觸軸承在市場中得到了廣泛的應用，并且有著比較強的綜合性能，其最高的轉速可以達到30000r/min，所以，我國很多機械結構設計中重點對主軸承的精準度進行了分析和控制，通過這種方式來提高主軸、零件的加工速度和主軸的回轉精度，確保其在支撐導軌的過程中滑塊的位置和動導軌體的準確性更高。

2.2 數控機床機械結構設計優化方法

要不斷優化和升級主傳動變速系統。在實際的設計過程中，相關的設計人員要選擇一些合適的大型的機床結構，并通過變速齒輪主傳動方式來提高運行的效率和質量，同時還需要對輸出的扭矩參數進行提升和優化，這樣就可以滿足于不同項目的實際需求。另外，還可以利用皮帶來進行傳動的主傳動措施，但是這種方法在大型的機床結構中并不合適，在小型的機床結構中應用效果更加明顯和突出，可以有效的對機器本身的噪音和震動問題進行改善。此外，設計人員也可以通過對電機速度的調整來進行直接性的驅動主傳動裝置設施，提高機械結構具體數值的準確性，并保障原來的設備結構得到合理的優化和升級，實現主軸箱體和主軸結構的運行效率，通過這種方式來實現提高剛度系數的同時，還可以對主傳動項目的影響進行優化。在這里需要尤其注意的是，在實際的執行時候需要注意機床精確度的變化情況。

3 數控機床機械結構制造技術的創新

3.1 自動化、柔性化和集成化方向發展

數控機床機械制造技術中把新流通和數字化技術進行了有效的結合，并且正在朝著單機自動化和生產線柔性化、信息集成化的方向上發展。單機自動化主要是數控機床的加工精度越來越高，并且其自動化程度和效率也有了很大的提升，受到人為因素的干擾性越來越小，單機自動化水平程度越來越高。比如，工件可以實現一次裝夾，完成大部分的供需，零件裝夾和周轉次數、機床使用臺數等都在不斷的減少。

例如，在棒料類零件中，數控機床和成組棒料送料裝置的結合，實現了自動送料、自動加工和自動接料工作，一根棒料在使用完成之后，可以自動進行棒料的更換，在24小時內可以實現不停機工作，除了需要進行刀具更換之外，只需要一個人就可以看管多臺機床的加工生產。可以實現對棒料的大批量加工生產，大大提高了其自動化生產的效率和質量。

3.2 綠色制造技術的創新發展

綠色制造還被稱為清潔生產和潔凈生產、面向環境制造，這和我國中長期科學技術發展綱要中的發展思路是吻合的。其目的是通過加快相關技術在材料和產品開發設計、加工制造、銷售服務，以及回收利用等生產中的應用，來實現生產的高效節能、環保、可循環的生產制造。數控機床機械制造技術中的綠色制造技術主要是對傳統的生產制造工藝進行不斷的完善，通過清潔生產、節能減排的工藝技術和綠色材料制造工藝技術來實現無害化和清潔化的技術支撐。

例如，鑄造工藝生產技術，在干砂造型消失模鑄造技術的基礎上，通過使用五軸數控銑床機來切削出鑄造用的模型，以此來實現無模鑄型的快速制造，一般情況下會應用在單件或者是小批量的大型鑄件生產過程中;另外，在鍛造生產技術中，主要是通過精密的鍛造技術和精密的沖壓技術來進行生產加工。此外，還包括了切削加工生產過程中，通過干式切削技術、油霧分離技術、微量潤滑切削技術、低溫切削技術、綠色環保切削液等等。

3.3 再制造技術的創新發展

現階段，在很多國外的發達國家，機器再制造產業已經得到了很大的發展，并且也已經形成了相當大的規模，達到了一定水平。尤其是在廢舊產品的再制造加工方面發展起來的一系列的專業技術和設備，這些都很好的推動了我國制造產業的飛速發展。

現階段，再制造技術的發展主要包括了以下幾點特征，首先，再制造零件的質量和性能達到了新的發展高度，可以更好的節約成本，實現了節能、節材、綠色環保的發展。在制造技術可以把廢舊的機械產品進行回收和利用，利用其制造階段中的附加值來最大化的實現機械結構技術的創新和發展，解決資源浪費和環境污染的問題，提高機械結構制造技術的創新發展。

4 結語

總而言之，數控機床技術已經成為了我國工業發展過程中不可缺少的一部分，在我國數控機床機械結構的完善和發展過程中，通過不斷的創新和完善機械結構設計，機械制造技術來提高數控機床生產的快速發展。而本文就以此為研究對象，對數控機床機械結構的設計、機械生產制造技術的創新發展進行了分析和討論，為我國現代化工業技術的快速發展和創新提供重要的保障。

參考文獻：

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