王璐
天津光电通信技术有限公司 天津市 300202
摘要：当前，为顺应科技的发展与时代的进步，机械结构需进一步的改进，以满足其实际应用需求。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优化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。
关键词：数控机床;机械结构;设计
引言
机械结构决定了机械性能的质量，机械结构的创新可以在原理、形状与性能等方面进行研究，在进行机械结构创新时不能对机械的实用性产生影响。传统的机械的使用模式已经十分固定，而创新设计则可以将这种固定打破，进行结构转型的大胆尝试。在进行机械结构创新设计时，设计人员应当在传统设计的技术上进行经验的总结，然后再进行创新型的改变，保证创新后的机械机构还是可以正常使用的。
1数控机床机械结构设计特点
数控机床的提出就是为了代替人工，实现自动化的成产。因此其在生产线的普及应用，对于提高生产效率和产生能力有着极高的价值。数控机床在实际应用中，可以胜任绝大多数的生产的工作，很大程度减少了企业人力资源的投入，为企业带来了更多的经济效益，促进企业生产线全面实现自动化。企业要想全面提高生产效率和产品的合格率，就要加大自动化的建设力度，使生产线与时代接轨，构建智能化、现代化的生产流程。企业生产方式的转变对其发展的促进作用不言而喻，同时也能减轻施工人员的工作压力，增加员工对企业的归属感，提高其工作效率，促进企业快速发展。在数控机床机械结构设计中，设计人员应充分了解和分析其所具备的三大特点，即自动化、技术化和智能化。并取其精华，为企业数控机床机械设计和制造所用。
2数控机床机械结构设计常见问题分析
2.1温度问题
有一些大的机械设备，需要使用较长的构件，这些构件受到温度的影响，体积会发生显著的变化，尤其是在长度方面，变化更加明显。但是在实际的机械结构设计过程中，许多的设计人员忽视了温度因素，造成了机械设备无法正常运行的情况，在温差的作用下，机械设备故障频发。
2.2轴承结构问题
在我国当前的机械工程中，轴承结构属于一种非常重要的机械结构，在大部分的机械设备中都采用了这种机械结构。相比于滚动轴承，滑动轴承往往具有更大的结构间隙，这也是两种轴承结构的主要差异。在机械设备运行的过程中，轴承结构必然会产生机械磨损，这种情况一旦出现，轴心也会发生偏移，对机械设备的性能产生一定的影响。
3机械结构创新设计方式
3.1材料变元法
机械产品中的每个不同零件的原材料也是不同的。形状一致、材料却不同的零件在相同的机械结构中的作用也是不一样的，现在已经在机械创新设计构成中大量使用材料变元法。材料变元十分科学，可以将各个模块进行优化，再进行合理的组合，最终成为全新的产品。
3.2位置变元法
零件的位置若发生变化，那么同样数量与零件的机械产品也会发生功能与特性的改变，因此，设计人员需要进行机械结构设计过程中尺寸变元的保证，寻找最合适的零件尺寸，从而优化零件应用方案。除此之外，还需要进行零件性能的重视，对零件的尺寸与样式进行合理的改变，确保机械结构的正常运转。设计人员在设计机械结构时，需要尽可能的将零件尺寸进行缩小，再将机械结构设计进行模式化，让内部零件可以持续的协调与运行后，再将机械结构的外形进行缩小。
3.3尺寸变元
尺寸变元可以帮助部分元器件从形状发生，从而促进其优化目的。主要可以针对长、宽且高的元器件进行尺寸变元。部分机械生产技术在进行材料弹性的改变时，可以针对这些材料进行严格的计算与核查后再进行改变，减少因为材料不合格而引发的整体设计扭曲与变形情况。
4数控机床提升机械结构设计效果的策略
4.1对关键结构的截面进行优化
多数截面优化的方法已经在数控机床结构设计中存在了很长一段时间，该方法实际已经显得非常成熟，但是这种传统的方法是建立在拓扑结构和几何布局的基础上的。先选择结构件内部的截面面积和截面厚度作为优化设计的变量，为的是更好地提升结构的刚度，最终再选择最合适的参数来作为优化设计时的重要目标。在实际优化结构内部截面的过程中，需要采用专业的方式来直接计算约束梯度。但是在实践中只要能够适当地改变内部的变量就能够更好地提升优化的效率。，实践中需要结合机床的实际情况来计算出合适的结果，其中静态和动态的性能约束已经达到了临界值，但是模型内部的尺寸中有大部分的下限还存在明显的距离，这直接反映出多数优化截面的方法实际更具有着一定的缺陷，只有有效地优化整个结构才能够更好地解决实际存在的缺陷。
4.2结构宜人化设计
（1）减少疲累感。大多工作人员会长时间使用同样的姿势进行机械设备的操作，所以，在设计机械结构时，要降低操作压力，避免操作人员因为过分疲累而影响工作质量。在创新设计机械结构时，要注重机械外形的柔和性，满足工作人员的需求，在进行长时间操作后也不会感觉十分疲累，保证设计的宜人化。（2）确保操作性。工作人员在进行机械操作时，会因为位置、方向与力度的不同而产生不一样的操作感。正常情况下，右手的力度更大，力度大小也会因为身体姿势的区别而产生不同，工作人员在坐着的时候，脚部的力度是最大的，因此，当设备需要很大的力度才能操作时，操作人员可以使用脚力来取代手动。在进行结构设计时，需要注意手柄、手轮与杠杆宜人化的设计，在使用时确保不会产生移动的情况。在使用脚部发力时，需要有合适的座椅，踏板放在中间，还要安排靠背做后部力量的支撑。（3）预防错误使用。设计零件时以形状简单、易辨认为主。在使用机械设备时，工作人员需要有足够的操作区域，在工作人员可视范围之内进行仪器仪表的放置，在实际操作过程中可以进行设备的管理与控制，防止因为工作人员的错误使用对产品质量造成的影响。
5数控机床机械结构制造技术的创新
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。
结语
机械工程的发展方向给机械结构设计提出了更高的要求，由于机械结构复杂性的特点，在实际的数控机床机械结构设计过程中，经常会出现各种问题，对设备性能产生直接的影响，为了消除这些问题带来的消极影响，数控机床的设计人员需要重点关注结构受力情况，合理选择机械设备结构材料，融入精细化的设计理念，创新设计模式，保证机械设备的各种功能都可以得到有效发挥，打造优质的机械设备，为我国社会发展做出积极的贡献。
参考文献
[1]张荣宝.机械结构优化设计应用与趋势研究[J].设备管理与维修,2019(18):86-87.
[2]蒋良荭,刘濛,王逸鸣.创新设计在机械结构设计中的应用研究[J].兵工自动化,2019,38(07):41-42,51.