摘要：数控机床是工业生产的重要基础，数控机床具有自动化、高技术化、智能化的特点，运用数控机床减轻了工业制造企业人力资源、物力资源、财力资源的投入。保障了生产制造的安全性，更最大程度提升机械加工生产效率和质量，为社会主义经济建设发展提供了有效助力。在此背景下，为了全面提升数控机床使用精度，需要探索数控机床结构设计的相关要素以及优化关键点，这样才能促进数控机床产业的逐步优化升级，为我国工业智能化全面发展提供有效助力，而本文则在此方面进行了论述。

关键词：数控机床；机械结构；设计制造；优化研究

1、数控机床机械结构特点概述

首先是自动化特点，自动化是数控机床最突出的一项强大优势，应用数控机床可以完成一系列的自动化生产加工，在生产加工过程当中并不需要工作人员参与具体的加工作业，工作人员仅仅需要完成程序的编辑、刀具补偿等一系列操作，便能对相关零部件进行相应的加工，如此全面减少了机械加工生产过程当中人力资源、物力资源、财力资源的投入；

其次是高技术化特点。在机械制造领域当中，应用数控机床可以表现出卓越的技术性特征。数控机床的运用全面优化了机械加工、生产制造的工艺和流程，保障机械制造更加的安全稳定。数控机床具有突出的技术性，需要相关机床操作者学习数控机床的编程思路、编程方法、宏程序以及各类自动化加工手段，同时还需要工作人员科学的选择具体刀具和零件装夹形式，这样才能有效的提升数控机床加工效率和精度；

最后是智能化特点。近些年来，伴随着智能化技术的蓬勃发展，在我国机械制造领域当中，数控机床体现出良好的智能化操作优势，数控机床加工零部件的整体过程当中，并不需要工作人员参与具体的加工作业，如此产品的加工效率得以有效提升，更减少工作人员参与过程当中可能潜在的不良威胁，避免发生不良故障，最大程度提升产品的生产质量。而且数控机床还可以与机械自动化机器人形成完美融合，建立起柔性自动线，凭借这数控机床智能化的特点，充分满足了现代化社会建设发展的迫切需要。

2、数控机床机械结构设计要求

首先是静态刚度与动态参数。数控机床机械结构当中，为了保证数控机床始终处于稳定的运转状态之中，需要保证程序指令的输入科学和精准，设计人员更应对数控机床整体结构零件的静态刚度进行严格控制，避免由于各类外界因素对数控机床的机械结构产生不良的形变，保证数控机床在静态作用下能够拥有良好的刚度和强度。而相对于数控机床的动态特性来说，需要对数木机床的相关零部件，譬如：主轴床、滑板等关键部件进行动态化的运行模拟分析，分析各部件运行过程当中的强度、热量分布情况，并切实做好相应的补偿设计，这样才能提升数控机床运行动态精度和动态刚度；

其次，减少机械结构热变形的产生率。由于数控机床的运行结构会受到温度的影响，导致数控机床机械结构在运行过程当中发生结构热偏移或者结构热变形，此两种现象的存在对数控机床运行效率、加工精度所产生的影响较为突出，因此应切实提升数控机床的运行稳定性，减少机械结构受热变形的不良影响。笔者认为，需要更新和优化数控机床的散热设计，选择最优秀的冷却设备，以便保证数控机床不会受到加工温度影响。而且数控机床在运行过程当中还应远离热源，并尽可能保证数控机床的高温部件始终处于恒温状态，这样才可以减少由于温度过高而导致数控机床各结构发生不良的位移和变刑现象；

第三，减少机床机械结构摩擦所产生的传动间隙。在我数控机床机械结构在运行过程当中会存在着网复运动以及大运动量的机械加工，长此以往数控机床的各机械结构会存在着摩擦传动间隙。譬如：数控机床的丝杠、导轨在运行过程当中会存在着一定程度的磨损，为了最大程度保障数控机床各传动结构拥有良好的运行稳定性和可靠性，需要对数控机床机械结构进行优化设计，提升各传动系统的运行精度，并通过多循环反复加工的试验计算数控机床，计算与不同种类数控机床产品相贴合的传动机构，而且需要在数控机床出厂之前进行相应的间隙补偿，以便保证数控机床的加工精度。

3、数控机床机械结构设计优化关键点

3.1完善优化主传动变速系统

首先要保证提升数控机床整体的输出扭矩；其次需要对于数控机床变速齿轮主传动方式进行进一步优化，在数控机床机械结构参数优化过程当中，要尽可能选择电机驱动传动的形式，这样对于数控机床原有机械结构进行进一步优化和缩减、简化传动结构、优化和升级传动系统；最后，针对小型数控机床结构来说，为了降低噪音，控制小型数控机床加工过程当中所产生的震动，应尽可能保证主传动系统选择皮带传统形式，这样才能提升数控机床运行的稳定性。

3.2优化完善机床主轴系统

首先，应结合数控机床整体运行情况，以及保证主轴刚度的要求，对各项目参数进行严格设计，以便实现高效运转。而在数控机床主轴结构选择过程当中，应结合实际情况科学选择主轴所使用的轴承，一般来说数控车床所选择的主轴轴承结构为双列短圆柱滚子轴承，并且应与双列向心推力轴承保持60度的斜角，这样才能进一步提升数控机床主轴的整体运转精度；

其次，需要对轴承结构进行优化。数控机床机械结构设计优化过程当中应选择最佳的框架参数，以便对轴承结构的框架性能进行进一步优化，这样才能切实有效的提升轴承的运转精度和速率；最后，需要对轴承结构进行进一步升级，在完成相关轴承的设计优化之后，需要选择高精度的轴承，值得注意的是为了提升轴承的定位和载荷能力。在轴承润滑方面，需要结合数控机床设计结构的相关要求，科学选择脂润滑或者油润滑形式，以便最大程度保护轴承，提升轴承运行稳定性。

结束语

综上所述，在我国工业发展过程当中，数控机床为我国机械加工生产质量、生产精度的提升提供了有效的帮助，而相关设计人员必须要高度重视数控机床静态刚度设计、切实减少结构热变形、各项结构的摩擦传动间隙，并且还需要切实做好主传动变速系统的优化设计，以及主轴系统的优化设计，这样才能促进数控机床整体行业的优化升级，以便为我国工业生产制造能力的提升提供有效助力。

参考文献：

[1]涂锡瑶，薛家汉，胡琦，李嘉俊，王国桥.数控机床机械结构设计和制造技术新动态的探讨[J]. 南方农机，2019（21）：100.

[2]朱士云，仲小敏.数控机床机械结构设计和制造技术优化[J].中国金属通报，2021（17）：72-73.

[3]安汝伟，王廷猛，张太勇，刘啸，谭丽娟.数控机床机械结构设计和制造技术新动态的探讨[J]. 内燃机与配件，2019（03）：77-78.