数控机床的机械结构概述

数控机床机械结构设计和制造技术的创新研究摘要：广大设计师只有更好地通过创新思维来提升设计制造的技术才能够更好地创新数控机床内部的结构，为的是更好地增强数控机床的开发能力。

因此，只有在实践中有效地掌握与数控机床设计有关的原则才能够更好地提升数控机床设计的效率。

只有有效地创新数控机床内部的机械结构才能够更好地提升设计机床的效率，实际也可以更好地改进机床自身的质量。

通过在实践中有效地创新关键性结构才能够更好地改善设计的质量，最终才能够更好地提升机床本身的动态性能。

本文重点分析数控机床机械结构设计和制造技术，以更好地达到理想的效果。

关键词：数控机床;机械结构;结构设计;制造技术1数控机床机械结构概述1.1数控机床概念数控机床又称数控机床，是一种直接装有程序的自动机床。

大多数数控机床的内部机械都能在第一时间更有效地处理相关的编码和符号程序，并用编码来处理相关的数字，最终需要借助信息载体来控制整个数控设备[1]。

经过计算，大多数数控设备可以发出不同类型的控制信号，并根据不同图形的形状和要求直接加工零件。

大多数数控机床不仅能解决比较复杂、小批量等不同的问题，而且属于柔性技术。

大多数数控机床不仅代表了现代机床的控制方向，而且是典型的机电一体化产品。

1.2数控机床机械结构特点1.2.1灵活性强数控机床在加工零件方面与普通机床有着直接的区别，即使是整个机床也可以在没有更多程序的帮助下得到更好的调整。

因此，更多的数控机床可用于加工不同类型的零件，并可用于产品开发过程中。

在实际应用中，不仅可以直接缩短生产周期，而且可以直接降低生产成本。

1.2.2高加工精度大多数数控机床的实际精度可达0.05-0.1mm。

在实际应用中，利用不同的数字信号形式可以直接输出不同的脉冲信号。

数控机床中的大多数数控装置都可以用来控制传动链之间的间隙和螺杆之间的平均误差。

因此，从实践来看，数控机床的实际加工精度更高。

1.2.3实际质量稳定可靠如果能用合适的数控机床直接加工零件，所涉及的刀具、程序和刀具是相同的，数控机床生产的零件质量是相对稳定的。

数控机床的机械结构在数控机床进展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架与工作台自动转位与手柄操作等方面作些改变。

随着数控技术的进展，考虑到它的操纵方式与使用特点，才对机床的生产率、加工精度与寿命提出了更高的要求。

数控机床的主体机构有下列特点：1）由于使用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为习惯连续的自动化加工与提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度与阻尼精度，与较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙与获得更高的加工精度，更多地使用了高效传动部件，如滚珠丝杠副与滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，使用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。

根据数控机床的适用场合与机构特点，对数控机床结构因提出下列要求：一、较高的机床静、动刚度数控机床是按照数控编程或者手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。

由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架与主轴箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，务必把各处机械结构部件产生的弹性变形操纵在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。

为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常使用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承与角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向与轴向变形。

为了提高机床大件的刚度，使用封闭界面的床身，并使用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。

为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，使用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。

这些措施都能有效地提高接触刚度。

为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳固切削，在保证静态刚度的前提下，还务必提高动态刚度。

数控机床的四大组成部分
数控机床的四大组成部分数控机床主要由主机部分、控制部分、驱动装置和辅助装置四部分组成。

（1）主机部分它是数控机床的主体，是数控机床的机械部件。

它包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给机构等组成。

（2）控制部分控制部分又称CNC装置，它是控制机床的核心，一般是一台机床专用控制计算机（包括机床印制板电路、屏幕显示器、键盘、纸带、磁带、驱动电路等）。

输入到控制部分的程序指令记录在信息载体上由程序读入装置接收，或由控制部分的键盘直接手动输入。

（3）驱动装置驱动装置是数控机床的执行机构的驱动部件，包括主轴电机、进给伺服电机等。

（4）辅助装置辅助装置是指数控机床的一些配套部件，包括液压、气动装置及冷却系统和排泄装置、防护设备等。

数控机床应用数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。

它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等，主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。

1、数控机床对传感器的要求1）可靠性高和抗干扰性强；
2）满足精度和速度的要求；
3）使用维护方便，适合机床运行环境；
4）成本低。

不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同，一般来说，大型机床要求速度响应高，中。

数控铣床的基本组成数控铣床是数控机床的一种，具有高效、精度高、自动化程度高等优点，普遍应用于航空、航天、汽车制造、机械加工等领域。

数控铣床的基本组成包括机身结构、数控系统、主轴、工作台和刀库等部分。

1. 机身结构机身结构是整个数控铣床的支撑部分，主要由机床床身、两端支承、导轨、滑块、加工头和卡盘等组成。

机床床身因承受切削力和振动力较大，并需要具有高刚性和抗变形能力。

所以机身结构的主体部分采用铸铁或整体板材焊接而成，提高了机床的稳定性和可靠性。

导轨和滑块是机身结构的重要组成部分，用于支撑和导向加工过程中的刀具和工件。

导轨有平面导轨和滚动导轨两种，现代数控机床大多数采用线性滚动导轨，具有高精度、低摩擦、长寿命的特点。

滑块是在导轨上滑动的零件，采用高韧性、高硬度的环氧树脂材料，具有抗磨损、低噪音、稳定性好的特点。

加工头是机床进行加工的关键部分，主要有主轴和进给机构两个部分。

主轴是将电机输出的动力传递到加工刀具上的部分，其精度直接影响到加工工件的精度和表面质量。

主轴一般采用高速电主轴或液压主轴，在提高加工效率的同时又不失精度的前提下，还要具有良好的刚性、稳定性和耐热性等特点。

进给机构是控制工件在加工过程中的运动、转向和速度的关键部分，主要由伺服电机、球丝杠、导轨等组成，具有高精度、高速度和高可靠性等优点。

卡盘是固定工件的重要工具，主要分为机械卡盘和液压卡盘两种。

机械卡盘具有结构简单、成本低、使用方便等优点，但是换工件速度慢、精度不高；液压卡盘具有紧固力大、换工件快速、精度高等优点，但是成本较高、使用要求较高。

2. 数控系统数控系统是数控铣床的核心部分，其主要功能在于将人类的创造力进行编程转化成机械的运动。

数控系统主要由控制器、输入设备、输出设备、编程设备等组成。

控制器是数控铣床的“大脑”，其主要作用是接收电脑编程产生的数控程序、对程序进行解释、计算出动作指令、控制各组部件的动作，并对运动状态进行监控、检测和反馈。