數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的創(chuàng)新研究

劉衛(wèi)坤 王海

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性越來(lái)越突出，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)不僅可以提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，同時(shí)還可以提高機(jī)械產(chǎn)品的精度和效率。因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)，完善機(jī)械結(jié)構(gòu)制造創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，是提高機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的重要保障。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床; 機(jī)械結(jié)構(gòu); 設(shè)計(jì); 制造技術(shù); 創(chuàng)新

為了更好的滿足于市場(chǎng)的需求，提高數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用性能和價(jià)值，需要對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)進(jìn)行不斷的完善和創(chuàng)新，借助于科學(xué)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)更好的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)制造效率，為推動(dòng)我國(guó)生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展提供保障?；诖?，本文針對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)行了分析和討論，希望可以為今后數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和進(jìn)步提供一些有價(jià)值的參考。

1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹

1.1 數(shù)控機(jī)床介紹

數(shù)控機(jī)床主要是把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、信息化技術(shù)、生產(chǎn)系統(tǒng)和操作指令進(jìn)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(jī)床的操作過(guò)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(biāo)是實(shí)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(zhǔn)度。另外，在數(shù)控機(jī)床的操作過(guò)程中，還需要對(duì)其操作情況進(jìn)行監(jiān)管和控制，以此來(lái)保障生產(chǎn)產(chǎn)品的效率和質(zhì)量;此外，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床相關(guān)的技術(shù)也需要進(jìn)行不斷的升級(jí)和優(yōu)化，從而提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的高效性和穩(wěn)定性。

1.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

第一，自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)。在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)操作過(guò)程中，主要采用了自動(dòng)化的操作技術(shù)，提高了生產(chǎn)效率。另外，除了成型和切割生產(chǎn)過(guò)程中需要人員進(jìn)行參與之外，其他的生產(chǎn)都不需要人工來(lái)進(jìn)行參與。并且數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化生產(chǎn)還可以保障生產(chǎn)出來(lái)工業(yè)產(chǎn)品的準(zhǔn)確性、安全性更高，同時(shí)還減少了一些人力、物力、財(cái)力等不必要的浪費(fèi)。

第二，高技術(shù)化優(yōu)勢(shì)。數(shù)控機(jī)床在操作的過(guò)程中，主要是通過(guò)計(jì)算操作來(lái)執(zhí)行的，這樣通過(guò)精準(zhǔn)的計(jì)算方式，不僅可以保障其生產(chǎn)的穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性和安全性，同時(shí)在高水平的技術(shù)應(yīng)用下，還可以提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

第三，智能化優(yōu)勢(shì)。在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)操作流程就可以實(shí)現(xiàn)智能化操作，提高數(shù)控機(jī)床集成功能。另外，及時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)加工工序進(jìn)行不斷升級(jí)和優(yōu)化，可以完全實(shí)現(xiàn)智能化操作，逐漸把人力解放出來(lái)，但是在這個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，為數(shù)控機(jī)床的智能化提供重要的保障。

2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析及優(yōu)化方法

2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括了三大部分，第一部分為主軸部件;第二部分為機(jī)械的傳動(dòng)結(jié)構(gòu);第三部分為支撐部件，這三部分的可靠性和精準(zhǔn)度決定了數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中穩(wěn)定性、幾何精度和抗震性，而傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的和變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化控制。

主軸部件在機(jī)械結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，主軸部件質(zhì)量水平的高低會(huì)影響到其轉(zhuǎn)速的快慢情況。根據(jù)現(xiàn)階段機(jī)械生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看，觸角式混合式的陶瓷角接觸軸承在市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且有著比較強(qiáng)的綜合性能，其最高的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到30000r/min，所以，我國(guó)很多機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)對(duì)主軸承的精準(zhǔn)度進(jìn)行了分析和控制，通過(guò)這種方式來(lái)提高主軸、零件的加工速度和主軸的回轉(zhuǎn)精度，確保其在支撐導(dǎo)軌的過(guò)程中滑塊的位置和動(dòng)導(dǎo)軌體的準(zhǔn)確性更高。

2.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

要不斷優(yōu)化和升級(jí)主傳動(dòng)變速系統(tǒng)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要選擇一些合適的大型的機(jī)床結(jié)構(gòu)，并通過(guò)變速齒輪主傳動(dòng)方式來(lái)提高運(yùn)行的效率和質(zhì)量，同時(shí)還需要對(duì)輸出的扭矩參數(shù)進(jìn)行提升和優(yōu)化，這樣就可以滿足于不同項(xiàng)目的實(shí)際需求。另外，還可以利用皮帶來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)的主傳動(dòng)措施，但是這種方法在大型的機(jī)床結(jié)構(gòu)中并不合適，在小型的機(jī)床結(jié)構(gòu)中應(yīng)用效果更加明顯和突出，可以有效的對(duì)機(jī)器本身的噪音和震動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行改善。此外，設(shè)計(jì)人員也可以通過(guò)對(duì)電機(jī)速度的調(diào)整來(lái)進(jìn)行直接性的驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)裝置設(shè)施，提高機(jī)械結(jié)構(gòu)具體數(shù)值的準(zhǔn)確性，并保障原來(lái)的設(shè)備結(jié)構(gòu)得到合理的優(yōu)化和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)主軸箱體和主軸結(jié)構(gòu)的運(yùn)行效率，通過(guò)這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)提高剛度系數(shù)的同時(shí)，還可以對(duì)主傳動(dòng)項(xiàng)目的影響進(jìn)行優(yōu)化。在這里需要尤其注意的是，在實(shí)際的執(zhí)行時(shí)候需要注意機(jī)床精確度的變化情況。

3 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的創(chuàng)新

3.1 自動(dòng)化、柔性化和集成化方向發(fā)展

數(shù)控機(jī)床機(jī)械制造技術(shù)中把新流通和數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合，并且正在朝著單機(jī)自動(dòng)化和生產(chǎn)線柔性化、信息集成化的方向上發(fā)展。單機(jī)自動(dòng)化主要是數(shù)控機(jī)床的加工精度越來(lái)越高，并且其自動(dòng)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(lái)越小，單機(jī)自動(dòng)化水平程度越來(lái)越高。比如，工件可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾，完成大部分的供需，零件裝夾和周轉(zhuǎn)次數(shù)、機(jī)床使用臺(tái)數(shù)等都在不斷的減少。

例如，在棒料類零件中，數(shù)控機(jī)床和成組棒料送料裝置的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)送料、自動(dòng)加工和自動(dòng)接料工作，一根棒料在使用完成之后，可以自動(dòng)進(jìn)行棒料的更換，在24小時(shí)內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)工作，除了需要進(jìn)行刀具更換之外，只需要一個(gè)人就可以看管多臺(tái)機(jī)床的加工生產(chǎn)。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)棒料的大批量加工生產(chǎn)，大大提高了其自動(dòng)化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

3.2 綠色制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

綠色制造還被稱為清潔生產(chǎn)和潔凈生產(chǎn)、面向環(huán)境制造，這和我國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱要中的發(fā)展思路是吻合的。其目的是通過(guò)加快相關(guān)技術(shù)在材料和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、加工制造、銷售服務(wù)，以及回收利用等生產(chǎn)中的應(yīng)用，來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效節(jié)能、環(huán)保、可循環(huán)的生產(chǎn)制造。數(shù)控機(jī)床機(jī)械制造技術(shù)中的綠色制造技術(shù)主要是對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行不斷的完善，通過(guò)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排的工藝技術(shù)和綠色材料制造工藝技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)害化和清潔化的技術(shù)支撐。

例如，鑄造工藝生產(chǎn)技術(shù)，在干砂造型消失模鑄造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用五軸數(shù)控銑床機(jī)來(lái)切削出鑄造用的模型，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)模鑄型的快速制造，一般情況下會(huì)應(yīng)用在單件或者是小批量的大型鑄件生產(chǎn)過(guò)程中;另外，在鍛造生產(chǎn)技術(shù)中，主要是通過(guò)精密的鍛造技術(shù)和精密的沖壓技術(shù)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)加工。此外，還包括了切削加工生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)干式切削技術(shù)、油霧分離技術(shù)、微量潤(rùn)滑切削技術(shù)、低溫切削技術(shù)、綠色環(huán)保切削液等等。

3.3 再制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

現(xiàn)階段，在很多國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器再制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，并且也已經(jīng)形成了相當(dāng)大的規(guī)模，達(dá)到了一定水平。尤其是在廢舊產(chǎn)品的再制造加工方面發(fā)展起來(lái)的一系列的專業(yè)技術(shù)和設(shè)備，這些都很好的推動(dòng)了我國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。

現(xiàn)階段，再制造技術(shù)的發(fā)展主要包括了以下幾點(diǎn)特征，首先，再制造零件的質(zhì)量和性能達(dá)到了新的發(fā)展高度，可以更好的節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)材、綠色環(huán)保的發(fā)展。在制造技術(shù)可以把廢舊的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行回收和利用，利用其制造階段中的附加值來(lái)最大化的實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，解決資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的問(wèn)題，提高機(jī)械結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，數(shù)控機(jī)床技術(shù)已經(jīng)成為了我國(guó)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中不可缺少的一部分，在我國(guó)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的完善和發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)不斷的創(chuàng)新和完善機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)來(lái)提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的快速發(fā)展。而本文就以此為研究對(duì)象，對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、機(jī)械生產(chǎn)制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)行了分析和討論，為我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展和創(chuàng)新提供重要的保障。

參考文獻(xiàn)：

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