數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造技術(shù)的創(chuàng)新研究

周涵

摘 ?要：廣大設(shè)計師只有更好地通過創(chuàng)新思維來提升設(shè)計制造的技術(shù)才能夠更好地優(yōu)化數(shù)控機床內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，為的是更好地增強數(shù)控機床的開發(fā)能 力。因此，只有在實踐中有效地掌握與數(shù)控機床設(shè)計有關(guān)的原則才能夠更好地提升數(shù)控機床設(shè)計的效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;機械結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;制造技術(shù)

引言

數(shù)控機床是近些年逐漸發(fā)展起來的一種新型的自動化應(yīng)用技術(shù)，其是 高度機電一體化中的重要范疇。隨著科學技術(shù)水平的不斷提升，機械結(jié)構(gòu) 設(shè)計的重要性越來越突出，科學合理的設(shè)計不僅可以提高機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)越 性，同時還可以提高機械產(chǎn)品的精度和效率。因此，對數(shù)控機床的機械結(jié) 構(gòu)進行優(yōu)質(zhì)的設(shè)計，完善機械結(jié)構(gòu)制造創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，是提高機械生產(chǎn) 企業(yè)發(fā)展的重要保障。

1 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹

1.1 ?數(shù)控機床介紹

數(shù)控機床主要是把先進的科學技術(shù)、信息化技術(shù)、生產(chǎn)系統(tǒng)和操作指 令進行有效的結(jié)合，提高信息化產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。在數(shù)控機床的操 作過程中，最為基礎(chǔ)的內(nèi)容是信息和數(shù)據(jù)，而最終的目標是實現(xiàn)產(chǎn)品的高 效生產(chǎn)，把所需要生產(chǎn)的產(chǎn)品信息錄入到信息系統(tǒng)中，從而提高所生產(chǎn)產(chǎn) 品的精準度。另外，在數(shù)控機床的操作過程中，還需要對其操作情況進行 監(jiān)管和控制，以此來保障生產(chǎn)產(chǎn)品的效率和質(zhì)量;此外，隨著科學技術(shù)水 平的不斷發(fā)展，數(shù)控機床相關(guān)的技術(shù)也需要進行不斷的升級和優(yōu)化，從而 提高數(shù)控機床生產(chǎn)的高效性和穩(wěn)定性。

1.2 ?數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點

1.2.1 ?實踐周期短、成本低

數(shù)控機床內(nèi)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(diào)整整個機床。因此，更多的數(shù)控 機床都可以被用來加工不同類型的零件，更可以被應(yīng)用于開發(fā)產(chǎn)品的過程 中，實踐中不僅可以直接縮短生產(chǎn)的周期，更可以直接降低生產(chǎn)的成本。

1.2.2 ?加工精度較高

多數(shù)數(shù)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(shù)字信號形式來直接輸出不同的脈沖信號。多數(shù)數(shù)控機床內(nèi)部的數(shù)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(shù)控機床的實際加工精度顯得較高。

1.2.3 ?實際質(zhì)量較為穩(wěn)定和可靠

如果可以運用合適的數(shù)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(shù)控機床所生產(chǎn)出來的零件的質(zhì)量顯 得較為穩(wěn)定。

1.2.4生產(chǎn)效率較高

通過使用數(shù)控機床可以更好地減少加工零件的時間，并讓數(shù)控機床在 最大范圍內(nèi)進行強力切削。目前已經(jīng)進入了經(jīng)濟高速發(fā)展的時代，多數(shù)存 在于數(shù)控機床內(nèi)部的部件可以在較短的時間內(nèi)更好地提升生產(chǎn)效率。如果 能夠讓加工中心內(nèi)部的刀具更好地相互配合，自然就可以實現(xiàn)在同一道工 序中連續(xù)加工，并在減少產(chǎn)品周轉(zhuǎn)時間的基礎(chǔ)上更好地提升生產(chǎn)的效率。 ? 2 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析及優(yōu)化方法

2.1 ?設(shè)計較為輕型化的結(jié)構(gòu)

在優(yōu)化數(shù)控機床設(shè)計的過程中注意讓整個機床能夠更好地達到動態(tài)和 靜態(tài)的性能指標，使得機床內(nèi)部的部件盡可能朝著輕型的方向發(fā)展。傳統(tǒng)數(shù) 控機床設(shè)計的觀念下，機床的剛度越大越能夠發(fā)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(shù)控機床內(nèi)部構(gòu)造的剛度朝著更輕的方向發(fā) 展，一方面可以減少驅(qū)動的功率，更可以有效地減少材料的使用量。

傳統(tǒng)背景下，多數(shù)制造商會選擇不斷地加大數(shù)控機床內(nèi)部材料的厚 度，而數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的壁厚和質(zhì)量呈現(xiàn)出一種立方關(guān)系，但是壁厚和剛度 卻呈現(xiàn)出一種線性關(guān)系，而內(nèi)部存在的剛度質(zhì)量比實際也會發(fā)揮重要的作 用。但是隨著數(shù)控機床內(nèi)部的壁厚不斷地增加，其機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剛度其 實也會不斷地降低。

因此，專業(yè)人員在設(shè)計數(shù)控機床時一定要準確合理地設(shè)計整個數(shù)控機 床的主要形狀，并讓其朝著輕型化的方向發(fā)展。

2.2 ?注重穩(wěn)定性提升

從目前我國數(shù)控機床的實際工作狀態(tài)以及工作效率來看，其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 的整體設(shè)計還處于優(yōu)化和升級階段，優(yōu)化的主要方向則是需要保障機床運行 的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。因為目前數(shù)控機床本身的機械構(gòu)件還不夠完善，其可 能會在運行過程中出現(xiàn)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(shù)控機床的內(nèi)部構(gòu) 件性能和質(zhì)量都受到不同程度的損害。因此，要全面加強對我國數(shù)控機床的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體性設(shè)計的研究和優(yōu)化，并且在此基礎(chǔ)上通過采用各種科學合理 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計來達到減少我國數(shù)控機床在實際工作和運行的過程中所可能 產(chǎn)生的一些不必要的產(chǎn)品價格波動問題，可以通過采取各種新型材料和技術(shù) 來對其內(nèi)部進行全面的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和改造升級，以此為基礎(chǔ)來逐漸完善和 提升我國數(shù)控機床在實際的工作過程中的穩(wěn)定性。讓數(shù)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(xiàn)，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(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法

要不斷優(yōu)化和升級主傳動變速系統(tǒng)。在實際的設(shè)計過程中，相關(guān)的設(shè) 計人員要選擇一些合適的大型的機床結(jié)構(gòu)，并通過變速齒輪主傳動方式來 提高運行的效率和質(zhì)量，同時還需要對輸出的扭矩參數(shù)進行提升和優(yōu)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(jié)構(gòu)中并不合適，在小型的 機床結(jié)構(gòu)中應(yīng)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(shè)計人員也可以通過對電機速度的調(diào)整來進行直 接性的驅(qū)動主傳動裝置設(shè)施，提高機械結(jié)構(gòu)具體數(shù)值的準確性，并保障原 來的設(shè)備結(jié)構(gòu)得到合理的優(yōu)化和升級，實現(xiàn)主軸箱體和主軸結(jié)構(gòu)的運行效 率，通過這種方式來實現(xiàn)提高剛度系數(shù)的同時，還可以對主傳動項目的影 響進行優(yōu)化。在這里需要尤其注意的是，在實際的執(zhí)行時候需要注意機床 精確度的變化情況。

2.4 ?規(guī)范生產(chǎn)流程

相對于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，數(shù)控機床能夠極大促進生產(chǎn)流程的規(guī)范化發(fā) 展，避免因員工操作失誤帶來的生產(chǎn)問題。但現(xiàn)階段大部分企業(yè)還沒有形 成規(guī)范化的機床使用制度，導(dǎo)致存在物不能盡其用的問題出現(xiàn)，因此在使 用中，應(yīng)加大對技術(shù)人員規(guī)范化思想的滲透，保證生產(chǎn)的安全性。并在生 產(chǎn)過后，及時對設(shè)備進行維護和保養(yǎng)，經(jīng)過一段時間的使用，設(shè)備會出現(xiàn) 影響生產(chǎn)安全的隱性問題，因此技術(shù)人員應(yīng)定時對設(shè)備進行保養(yǎng)，查看設(shè) 備的情況，更換潤滑液等。

除設(shè)備方面，操作人員的職業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平，也能對數(shù)控機床的 規(guī)范化發(fā)展起到很大的決定性作用。在實際的生產(chǎn)過程中，由于技術(shù)人員 的錯誤理解或者代碼冗余都能導(dǎo)致機床設(shè)備的壽命下降，甚至導(dǎo)致設(shè)備運 轉(zhuǎn)不正常，不按預(yù)定程序設(shè)定進行工作，嚴重影響生產(chǎn)效率。其次維修人 員的工作效率也會對規(guī)范化生產(chǎn)影響，若不能及時發(fā)現(xiàn)故障所在，及時修 復(fù)，就會導(dǎo)致設(shè)備的癱瘓。因此企業(yè)在對于全部施工人員的培養(yǎng)上應(yīng)加大 力度，保證生產(chǎn)的規(guī)范化。

結(jié)束語

綜上所述，自動化數(shù)控機床是信息時代下的產(chǎn)物，其對于提高生產(chǎn)效 率和生產(chǎn)質(zhì)量有重要意義。工欲善其事，必先利其器，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu) 的設(shè)計和制造也需對技術(shù)進行升級優(yōu)化，以科學指導(dǎo)為依據(jù)制造的數(shù)控機 床，能夠滿足市場需求，實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)，幫助企業(yè)獲取更多 經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]夏向陽.五軸聯(lián)動數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)選型研究[J].裝備機械，2018，（04）：5-8，14.

[2]邢智慧.數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的運用[J].南方農(nóng)機，2019，50（14）：140.

[3]曹川川，郭鵬遠，楊大奎.基于UG的教學型五軸聯(lián)動數(shù)控銑床的機械結(jié)構(gòu)設(shè) 計[J].農(nóng)機使用與維修，2019，（07）：6-8.