數控機床機械結構設計和制造技術的創新研究

周涵

摘 ?要：廣大設計師只有更好地通過創新思維來提升設計制造的技術才能夠更好地優化數控機床內部的結構，為的是更好地增強數控機床的開發能 力。因此，只有在實踐中有效地掌握與數控機床設計有關的原則才能夠更好地提升數控機床設計的效率。

關鍵詞：數控機床;機械結構;結構設計;制造技術

引言

數控機床是近些年逐漸發展起來的一種新型的自動化應用技術，其是 高度機電一體化中的重要范疇。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。

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特點

1.2.1 ?實踐周期短、成本低

數控機床內部的加工零件實際和普通機床有著直接的不同，甚至不 需要直接借助更多的程序就可以更好地調整整個機床。因此，更多的數控 機床都可以被用來加工不同類型的零件，更可以被應用于開發產品的過程 中，實踐中不僅可以直接縮短生產的周期，更可以直接降低生產的成本。

1.2.2 ?加工精度較高

多數數控機床的實際精度可以達到0.05-0.1mm，實踐中可以借助不同 的數字信號形式來直接輸出不同的脈沖信號。多數數控機床內部的數控裝 置都可以用來控制機床傳動鏈的間隙和絲桿螺之間存在的平均誤差，所以 從實踐看更多數控機床的實際加工精度顯得較高。

1.2.3 ?實際質量較為穩定和可靠

如果可以運用合適的數控機床來直接加工零件，所涉及的工具、程序 和工具的走向也是完全一樣的，最終數控機床所生產出來的零件的質量顯 得較為穩定。

1.2.4生產效率較高

通過使用數控機床可以更好地減少加工零件的時間，并讓數控機床在 最大范圍內進行強力切削。目前已經進入了經濟高速發展的時代，多數存 在于數控機床內部的部件可以在較短的時間內更好地提升生產效率。如果 能夠讓加工中心內部的刀具更好地相互配合，自然就可以實現在同一道工 序中連續加工，并在減少產品周轉時間的基礎上更好地提升生產的效率。 ? 2 數控機床機械結構設計分析及優化方法

2.1 ?設計較為輕型化的結構

在優化數控機床設計的過程中注意讓整個機床能夠更好地達到動態和 靜態的性能指標，使得機床內部的部件盡可能朝著輕型的方向發展。傳統數 控機床設計的觀念下，機床的剛度越大越能夠發揮較大的作用，但是這樣一 種觀念早就落伍了。如果能夠讓數控機床內部構造的剛度朝著更輕的方向發 展，一方面可以減少驅動的功率，更可以有效地減少材料的使用量。

傳統背景下，多數制造商會選擇不斷地加大數控機床內部材料的厚 度，而數控機床結構的壁厚和質量呈現出一種立方關系，但是壁厚和剛度 卻呈現出一種線性關系，而內部存在的剛度質量比實際也會發揮重要的作 用。但是隨著數控機床內部的壁厚不斷地增加，其機床內部結構的剛度其 實也會不斷地降低。

因此，專業人員在設計數控機床時一定要準確合理地設計整個數控機 床的主要形狀，并讓其朝著輕型化的方向發展。

2.2 ?注重穩定性提升

從目前我國數控機床的實際工作狀態以及工作效率來看，其內部結構 的整體設計還處于優化和升級階段，優化的主要方向則是需要保障機床運行 的穩定性和可持續性。因為目前數控機床本身的機械構件還不夠完善，其可 能會在運行過程中出現過度磨損或者是大量損耗的情況，且因為機床的長期 運行，很有可能會遭遇更多不確定因素，這些因素會促使數控機床的內部構 件性能和質量都受到不同程度的損害。因此，要全面加強對我國數控機床的 內部結構整體性設計的研究和優化，并且在此基礎上通過采用各種科學合理 的內部結構設計來達到減少我國數控機床在實際工作和運行的過程中所可能 產生的一些不必要的產品價格波動問題，可以通過采取各種新型材料和技術 來對其內部進行全面的結構設計優化和改造升級，以此為基礎來逐漸完善和 提升我國數控機床在實際的工作過程中的穩定性。讓數控機床在具體的工作 中其性能和價值可以得到進一步的彰顯和體現，讓很多零件加工程序變得更 加簡單化，遇到很多難以解決的問題，也可以迎刃而解。

2.3 ?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。

2.4 ?規范生產流程

相對于傳統生產方式，數控機床能夠極大促進生產流程的規范化發 展，避免因員工操作失誤帶來的生產問題。但現階段大部分企業還沒有形 成規范化的機床使用制度，導致存在物不能盡其用的問題出現，因此在使 用中，應加大對技術人員規范化思想的滲透，保證生產的安全性。并在生 產過后，及時對設備進行維護和保養，經過一段時間的使用，設備會出現 影響生產安全的隱性問題，因此技術人員應定時對設備進行保養，查看設 備的情況，更換潤滑液等。

除設備方面，操作人員的職業素質和技術水平，也能對數控機床的 規范化發展起到很大的決定性作用。在實際的生產過程中，由于技術人員 的錯誤理解或者代碼冗余都能導致機床設備的壽命下降，甚至導致設備運 轉不正常，不按預定程序設定進行工作，嚴重影響生產效率。其次維修人 員的工作效率也會對規范化生產影響，若不能及時發現故障所在，及時修 復，就會導致設備的癱瘓。因此企業在對于全部施工人員的培養上應加大 力度，保證生產的規范化。

結束語

綜上所述，自動化數控機床是信息時代下的產物，其對于提高生產效 率和生產質量有重要意義。工欲善其事，必先利其器，數控機床機械結構 的設計和制造也需對技術進行升級優化，以科學指導為依據制造的數控機 床，能夠滿足市場需求，實現高效率、高質量的生產，幫助企業獲取更多 經濟效益。

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