数控机床机械结构设计和制造技术的创新研究
杨博
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杨博,. 数控机床机械结构设计和制造技术的创新研究[J]. 中国机械研究,2021.8. DOI:10.12721/ccn.2021.157072.
摘要: 数控机床是近些年逐渐发展起来的一种新型的自动化应用技术,其是高度机电一体化中的重要范畴。随着科学技术水平的不断提升,机械结构设计的重要性越来越突出,科学合理的设计不仅可以提高机械结构的优越性,同时还可以提高机械产品的精度和效率。因此,对数控机床的机械结构进行优质的设计,完善机械结构制造创新技术的发展,是提高机械生产企业发展的重要保障。
关键词: 数控机床;机械结构;结构设计;制造技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157072
基金资助:

1数控机床机械结构概述

1.1数控机床的概念

数控机床又被称为数字控制机床,是一种直接装有程序的自动化的机床。多数数控机械内部的机械可以在第一时间更为高效地处理相关编码合符号程序,并配合用代码来处理相关的数字,最终更需要借助信息载体来控制整个数控装置。在经过计算之后,多数数控装置的内部可以发出不同类型的控制信号,并按照不同图形的形状和要求来直接加工零件。

多数数控机床不仅可以更好地解决包括较为复杂、批量较小和其他不同的问题,而且还属于一种柔性化技术,多数数控机床不仅代表着现代化机床的一种控制方向,更是一种典型的机电一体化产品。

1.2数控机床机械结构的优势

第一,自动化优势。在数控机床的生产操作过程中,主要采用了自动化的操作技术,提高了生产效率。另外,除了成型和切割生产过程中需要人员进行参与之外,其他的生产都不需要人工来进行参与。并且数控机床的自动化生产还可以保障生产出来工业产品的准确性、安全性更高,同时还减少了一些人力、物力、财力等不必要的浪费。第二,高技术化优势。数控机床在操作的过程中,主要是通过计算操作来执行的,这样通过精准的计算方式,不仅可以保障其生产的稳定性、精准性和安全性,同时在高水平的技术应用下,还可以提高生产效率和生产质量。第三,智能化优势。在数控机床的生产过程中,通过操作流程就可以实现智能化操作,提高数控机床集成功能。另外,及时对数控机床的生产加工工序进行不断升级和优化,可以完全实现智能化操作,逐渐把人力解放出来,但是在这个过程中,需要对数控机床机械结构设计和制造技术进行不断的创新和发展,为数控机床的智能化提供重要的保障。

2数控机床机械结构设计分析及优化方法

2.1规范生产流程

相对于传统生产方式,数控机床能够极大促进生产流程的规范化发展,避免因员工操作失误带来的生产问题。但现阶段大部分企业还没有形成规范化的机床使用制度,导致存在物不能尽其用的问题出现,因此在使用中,应加大对技术人员规范化思想的渗透,保证生产的安全性。并在生产过后,及时对设备进行维护和保养,经过一段时间的使用,设备会出现影响生产安全的隐性问题,因此技术人员应定时对设备进行保养,查看设备的情况,更换润滑液等。

除设备方面,操作人员的职业素质和技术水平,也能对数控机床的规范化发展起到很大的决定性作用。在实际的生产过程中,由于技术人员的错误理解或者代码冗余都能导致机床设备的寿命下降,甚至导致设备运转不正常,不按预定程序设定进行工作,严重影响生产效率。其次维修人员的工作效率也会对规范化生产影响,若不能及时发现故障所在,及时修复,就会导致设备的瘫痪。因此企业在对于全部施工人员的培养上应加大力度,保证生产的规范化。

2.2注重精确性提升

如今我国多数的工业企业在实际生产相关机械产品的过程中,经常会出现无法完成合格的生产标砖,而且产生此类问题的主要原因就是数控机床内部结构当中的零部件存在老化的现象,且其容易受到外界环境干扰,在外力影响下,数控机床的关键结构可能会出现变形,因此为了能够全面对此类问题进行充分有效的解决,需要在一定程度上优化有关技术人员的技术能力,并且对数控机床进行定期的检查与维修、维护,及时发现机床中所隐藏和潜在的问题,不要让问题进一步的扩大化,做到防患于未然,进而有效提升数控机床自身的精确性。在培养数控机床零部件设计与制造人员的情况下,零部件的材质得以改良,设计结构更加具备稳定性,不会轻易出现变形情况,最终促使数控机床在实际生产机械产品过程中,保障相关产品的合格性和标准性,同时有效的提升了数控机床在实际工作中的效率和质量。

2.3对机床结构进行建模和仿真优化设计

在实际设计机床时,专业的人员需要在较短的时间内先考虑存在于机床内部产品的性能,并在设计的过程中寻找设计产品的思路。例如,在进行实体建模时可以先分析整个床内部的不同要求再直接建立对应的模型。更可以通过次要改静力学分析、动态设计和其他分析方法来设计不同类型的机床结构和性能参数,最终才能够使得整个机床的结构变得更加合理。

例如,如果数控机床内部的刚度没有发生变化,如果体积变得更小,则可以在一定程度上更好地减轻整个机床的质量。如果数控机床自身的体积没有直接发生变化,却让其刚度达到最大化,则会在最短的时间内防止机床出现变形的现象。而如果直接保持数控机床的体积不变,再直接提高其内部的固有频率,自然就可以直接提升整体的动态性能。因此,实践中需要通过不断地优化不同的设计过程才能够保证数控机床的整体性能。

3数控机床机械结构制造技术的创新

3.1实现智能化

数控机床之所以一经问世就得到广泛的应用,很大程度上要归于其智能化的特点。在生产过程中,技术人员直接通过编写代码控制机床内部的生产程序,实现数控机床功能的智能化,充分发挥机床的集成功能。还可以对程序进行创新升级,逐渐减少人工的控制,使机床形成操作回环,不间断的自主作业,这样不仅能提高机床机械的智能化水平,还能使企业快速适应经济的高速发展形势。此外由于实现智能化的操作需要多方面技术人员的协同施工,因此企业还需加强对技术人才的培养,实现普通工人向技术方面进行转变,为数控机床的自动化、智能化发展提供技术支持。

3.2绿色制造技术的创新发展

绿色制造还被称为清洁生产和洁净生产、面向环境制造,这和我国中长期科学技术发展纲要中的发展思路是吻合的。其目的是通过加快相关技术在材料和产品开发设计、加工制造、销售服务,以及回收利用等生产中的应用,来实现生产的高效节能、环保、可循环的生产制造。数控机床机械制造技术中的绿色制造技术主要是对传统的生产制造工艺进行不断的完善,通过清洁生产、节能减排的工艺技术和绿色材料制造工艺技术来实现无害化和清洁化的技术支撑。例如,铸造工艺生产技术,在干砂造型消失模铸造技术的基础上,通过使用五轴数控铣床机来切削出铸造用的模型,以此来实现无模铸型的快速制造,一般情况下会应用在单件或者是小批量的大型铸件生产过程中;另外,在锻造生产技术中,主要是通过精密的锻造技术和精密的冲压技术来进行生产加工。此外,还包括了切削加工生产过程中,通过干式切削技术、油雾分离技术、微量润滑切削技术、低温切削技术、绿色环保切削液等等。

结束语

综上所述,对数控机床的机械结构进行优质的设计,完善机械结构制造创新技术的发展,是提高机械生产企业发展的重要保障。

参考文献:

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