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摘 要：现代数控机床是集高新技术于一体的典型机电一体化加工设备。由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为此调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。本次设计数控机床，对机床床身、导轨、工作台、主轴箱设计及计算加以阐述。
关键词：数控机床；工作台；主轴；刀库
1 前言
数控机床的基础件主要包括床身、立柱、工作台、进给部分及主轴控制部分等支承件，它们的基本功能是支承承载和保持各执行器官的相对位置。数控机床集粗精加工于一体，既要能够承受粗加工时大吃刀、大走刀的最大切削力、又要能够保证精加工时的高精度。因此，对基础件的结构设计在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等都提出了很高的要求。
2 机床机械系统设计
2.1 床身导轨设计
设计床身时考虑了在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等因素。本次设计床身铸件采用全封闭截面，合理布置内部隔板和肋条，机床床身为箱体结构，根据床身结构和载荷分布情况对床身进行了合理设计。床身采用倾斜的隔板使排屑和排水更加顺畅。机床导轨与机床为整体铸造，提高了机床的刚性和精度。
导轨的横截面为矩形，这种截面制造维修方便，承载能力大。贴塑导轨将塑料基的自润滑复合材料覆盖并粘贴于滑动部件的导轨上，与铸铁的床身导轨配用，可改变原机床导轨的摩擦状态。
2.2 主轴控制部分设计
2.2.1 主轴部件设计
主轴控制部分由主轴箱、主轴、主动带轮、皮带、涨圈、带轮压盖、马达座、打刀缸座、增压缸、主轴马达组成。马达选择伺服马达为机床提供了无级调速，使机床的调速范围更大。主轴箱为整体铸造的箱体结构使主轴控制部分具有较高的精度和刚度及良好的抗振性和熱稳定性。
主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率，且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出，同时为使数控机床能获得最佳的切削速度，主传动须在较宽的范围内实现无级变速。对于机床主轴箱这样的支承大件，采用整体铸造结构，它可以减少接触变形，提高刚度。
2.2.2 主轴部件计算
机床主传动系统的参数有动力参数和运动参数。机床主传动的功率P可根据切削功率Pc与主运动传动链的总效率η由下式来确定：
数控机床的加工范围一般都比较大，切削功率Pc 可根据有代表性的加工情况，由其主切削抗力Fz按下式来确定：
2.4 机床总体设计
本次机床总体布局设计中要完成了下列任务，初步确定各部件形状、尺寸，安排机床各部件的相互位置，协调各部件间的尺寸关系，设计机床外形。它是机床设计过程中的一个十分烦琐和复杂的工作，它直接影响着机床设计的效率和质量。因此，应用CAD进行机床总体布局设计是一个便捷的工具。
3 总结
本文主要介绍了数控机床的主要关键件的结构及工作原理，同时对数控机床的主要部件的计算作了简要说明。可以通过本文使相关人员对机床有个理性的认识，了解机床的构造、原理、及运动方式。希望通过本文使相关人员更好更快使用数控机床。
参考文献
[1]大连组合机床研究所.组合机床设计[M].北京：机械工业出版社，1957.
[2]哈尔滨工业大学.专用机床设计与制造[M].黑龙江：黑龙江人民出版社，1979.
[3]现代实用机床设计手册.现代实用机床设计手册编委会[M].北京：机械工业出版社，2006.
（作者单位：中航上海汽车技术有限公司）
关键词：数控机床；工作台；主轴；刀库
1 前言
数控机床的基础件主要包括床身、立柱、工作台、进给部分及主轴控制部分等支承件，它们的基本功能是支承承载和保持各执行器官的相对位置。数控机床集粗精加工于一体，既要能够承受粗加工时大吃刀、大走刀的最大切削力、又要能够保证精加工时的高精度。因此，对基础件的结构设计在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等都提出了很高的要求。
2 机床机械系统设计
2.1 床身导轨设计
设计床身时考虑了在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等因素。本次设计床身铸件采用全封闭截面，合理布置内部隔板和肋条，机床床身为箱体结构，根据床身结构和载荷分布情况对床身进行了合理设计。床身采用倾斜的隔板使排屑和排水更加顺畅。机床导轨与机床为整体铸造，提高了机床的刚性和精度。
导轨的横截面为矩形，这种截面制造维修方便，承载能力大。贴塑导轨将塑料基的自润滑复合材料覆盖并粘贴于滑动部件的导轨上，与铸铁的床身导轨配用，可改变原机床导轨的摩擦状态。
2.2 主轴控制部分设计
2.2.1 主轴部件设计
主轴控制部分由主轴箱、主轴、主动带轮、皮带、涨圈、带轮压盖、马达座、打刀缸座、增压缸、主轴马达组成。马达选择伺服马达为机床提供了无级调速，使机床的调速范围更大。主轴箱为整体铸造的箱体结构使主轴控制部分具有较高的精度和刚度及良好的抗振性和熱稳定性。
主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率，且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出，同时为使数控机床能获得最佳的切削速度，主传动须在较宽的范围内实现无级变速。对于机床主轴箱这样的支承大件，采用整体铸造结构，它可以减少接触变形，提高刚度。
2.2.2 主轴部件计算
机床主传动系统的参数有动力参数和运动参数。机床主传动的功率P可根据切削功率Pc与主运动传动链的总效率η由下式来确定：
数控机床的加工范围一般都比较大，切削功率Pc 可根据有代表性的加工情况，由其主切削抗力Fz按下式来确定：
2.4 机床总体设计
本次机床总体布局设计中要完成了下列任务，初步确定各部件形状、尺寸，安排机床各部件的相互位置，协调各部件间的尺寸关系，设计机床外形。它是机床设计过程中的一个十分烦琐和复杂的工作，它直接影响着机床设计的效率和质量。因此，应用CAD进行机床总体布局设计是一个便捷的工具。
3 总结
本文主要介绍了数控机床的主要关键件的结构及工作原理，同时对数控机床的主要部件的计算作了简要说明。可以通过本文使相关人员对机床有个理性的认识，了解机床的构造、原理、及运动方式。希望通过本文使相关人员更好更快使用数控机床。
参考文献
[1]大连组合机床研究所.组合机床设计[M].北京：机械工业出版社，1957.
[2]哈尔滨工业大学.专用机床设计与制造[M].黑龙江：黑龙江人民出版社，1979.
[3]现代实用机床设计手册.现代实用机床设计手册编委会[M].北京：机械工业出版社，2006.
（作者单位：中航上海汽车技术有限公司）