基于數控機床機械結構設計和制造技術新動態(tài)

陳文昊

摘要：文章主要從數控機床的機械結構設計要求出發(fā)，分別闡述了主軸控制設計與制造技術，制造技術新動態(tài)，以供參考。

關鍵詞：數控機床;機械結構設計;制造技術;新動態(tài)

一、數控機床的機械結構設計要求

1.靜態(tài)剛度與動態(tài)參數

機械結構中靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度參數在機床機械結構運行和發(fā)展過程中，最重要的特性就是數據系統(tǒng)的輸入指令，只有確保生產參數以及運行依據符合項目結構，才能提升機械加工過程的穩(wěn)定性，確保項目幾何精度以及變形參數結構符合控制要求。在實際項目處理過程中，設計人員要按照機床機械結構對部件的彈性形變進行控制，保證其在最小的響度范圍內，真正提升設備加工表面的質量以及精確度。在設備操作過程中，主軸剛度、接觸剛度、動態(tài)剛度等采納數是需要著重關注的，要實現其數據的升級，才能確保機床機械結構發(fā)揮最大的功效，實現三支撐結構的優(yōu)化。

2.減小機械結構摩擦傳動間隙

機床結構在運行時，位移量和脈沖量是最基本的參考數據，需要保證必須根據最低的速度值來執(zhí)行，掌控好溫度，如果溫度較低，就會導致機械結構無法良好的與其互動，因此就要確保在工作過程中摩擦傳動間隙要不斷的減小。如果需要進行中融合滑動導軌等項目時，可以提升運行參數數據的吻合度，有效的使用滾珠絲杠傳動設備。另外還要注意的是要認識到傳動鏈的重要性，嚴格監(jiān)管質量，在驗收階段需要嚴格把控，盡最大化的減少傳動齒輪和滾珠絲杠在工作中存在的誤差，保證參數的穩(wěn)定性。

3.減小機械結構熱變形的產生率

數控機床機械結構的運營過程中，由于溫度因素，經常會存在熱變形的現象，設計工作人員需要具體情況具體分析，從而能夠提高機床的運行速度。第一需要確保熱源可以在主要部件中脫離出來，將散熱與冷卻作用進行優(yōu)化與更新，保持機械呈現出最好的狀態(tài)。另外，熱源構造在減小的過程中，工作人員需要特別注意機床容易熱的地方，確保它們的溫度可以達到恒定為范圍，只有這樣，才能夠避免因為溫度產生的誤差而導致存在變形的情況。還可以對機械結構采取實時優(yōu)化，對其進行一定的調整，減小熱變形的問題

4.優(yōu)化機械結構壽命以及運行精度

在實際工序運行過程中，主要的目標就是提高機床機械結構的精確度，因此要著重分析項目運行參數和結構，提高機床零部件的耐磨性，從而順利推進整個運行結構的完整性，針對機床導軌、進給伺服驅動項目以及主軸的相應部件進行集中的精度控制，提升參數結構耐磨性的同時，確保機床機械結構潤滑效果的升級。

二、主軸控制設計與制造技術

主軸變速箱作為數控機床機械結構重要組成，其主要控制主軸部件應用，提高數控機床控制能力，其機械結構設計具體包括如下幾個方面：

1.主軸部件

數控機床機械結構設計，主軸變速箱的應用，必須注意主軸部件設計。主軸部件包括主軸、皮帶、電機座、主變速箱、拉刀油缸、主軸電機組成、主動帶輪、帶輪壓蓋等。主軸部件中的主電機，主要作用是幫助數控機床實現無極調速，這樣就可以有效控制機床調速范圍，進而實現數控機床無級加工需要，并且提高數控機床抗震性、熱穩(wěn)定性。

主動帶輪與皮帶都是主傳動系統(tǒng)組成，利用有利刀具提高切削功率，同時確保數控機床機械操作功率輸出均勻，提高數控機床切削速度，甚至條件允許情況下，做到無級變速。主傳動系統(tǒng)支撐機床主軸箱運行，主軸部件幫助數控機床機械操作不變形，操作剛度、精度、穩(wěn)定性提高明顯。

2.進給設計與制造技術

進給設計主要包括X、Y、Z軸進行研究設計。進給設計直接影響數控機床機械結構設計質量，更是其整體性研究的核心。

（1）X軸進給

進階部分中的X軸，包括床身、軸承座、軸承、伺服電機、Y滾珠導螺桿、連軸器、軸承支撐座。伺服電機主要為數控機床提供動力，幫助數控機床實現無極調速，這樣就能夠擴大數控機床調速范圍。進給運行依靠電機驅動，利用滾珠絲杠的方式完成數控機床操作，確定數控機床坐標方向。伺服電機旋轉情況下會直接帶動聯軸器，促使數控機床運行，螺桿協助數控機床導桿進行直線運動，確定運動軌跡，達到數控機床機械運行穩(wěn)定的目的，由此可見X軸進給的重要性。

（2）Y軸進給

Y軸進階組成與X軸進給組成相同，都包括床身、軸承座、軸承、伺服電機、Y滾珠導螺桿、連軸器、軸承支撐座。伺服電機主要幫助機床無極調速，電機旋轉之后，聯軸器被帶動，旋轉螺桿，并且開始直線運動，帶動Y軸運動，完成數控機床運行要求。數控機床機械結構設計過程中，滾珠絲桿必須處于固定與游動狀態(tài)，特別是軸承支撐座的調整，幫助螺母能夠同軸支撐兩端，這樣既可以降低數控機床機械結構設計的復雜度，還能夠簡化數控機床機械操作。滾珠導螺桿與機床始終保持同軸度，這樣既能夠避免滾珠導螺桿因為熱膨脹影響出現計算誤差，還可以拓展Y軸進給范圍，對臥式滾珠導螺桿同樣適用。

（3）Z軸進給

Z軸進給包括Z、Y軸導絲杠螺母座、伺服電機、聯軸器、Z電機座、支架以及立軸上蓋板等。無極調速基礎上，聯軸器轉動，螺桿隨之旋轉，螺桿旋轉的同時絲杠螺母座開始進行直線運動。滾珠絲桿依然需要設定為固定、自由模式，及時調整Z、Y軸導絲杠螺母位置，簡化設計的同時，降低其復雜性。

三、制造技術新動態(tài)

制造技術的新動態(tài)就是數控機床功能的復合化，復合型機床的含義主要指的是能夠在一臺機床上盡可能地完成從產品毛坯到成品的各種設計階段加工要素。并且結合其產品的具體結構特點，來進行工藝的復合性生產和工序的復合性生產，其中工藝的復合性銑床。

主要類型有：鏜銑鉆復合機床加工中心、車銑復合機床加工中心、車削加工中心、銑鏜鉆車復合加工中心、工序復合型機床加工中心，工具型復合銑床主要是通過多面多軸的聯動加工形式來進行雙主軸車削中心的建立，通過復合機床來進行產品加工，盡可能減少裝卸問題，節(jié)約更換時間，能夠自動的調整刀具減少人為操作過程中所產生的誤差，全面提高零件的加工精度和質量，縮短了產品的制造周期，全面提高了機械制造業(yè)的生產效率。相關企業(yè)的市場反應能力也隨之得到提升，相對于傳統(tǒng)的工序分散式的生產方式來講，具有明顯的應用優(yōu)勢。

結語

綜上所述，數控機床技術在工業(yè)發(fā)展當中起著至關重要的作用。通過優(yōu)化我國數控機床技術、培養(yǎng)創(chuàng)新科技人才以及引進新型數控機床技術，才能在保證企業(yè)實現經濟效益的同時，促進我國數控機床技術的不斷發(fā)展。

參考文獻：

[1] 張紹強.數控機床機械結構設計和制造技術[J].建筑工程技術與設計，2017（6）

[2] 陳科.數控機床的機械結構設計探究[J].山東工業(yè)技術，2018（24）

[3] 陶均恒.數控技術的最新進展及發(fā)展趨勢研究[J].裝備制造技術，2017（12）

（作者單位：浙江師范大學行知學院）