本文主要分析金屬切削類數(shù)控機床主機部分的結構特點。
1 數(shù)控機床的特點
數(shù)控在gb中的定義是“用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法”?，F(xiàn)代數(shù)控機床是集*于一體的典型機電一體化加工設備。數(shù)控加工設備主要分切削加工、壓力加工和特種加工（如數(shù)控電火花加工機床等）3類。切削加工類數(shù)控機床的加工過程能按預定的程序自動進行，消除了人為的操作誤差和實現(xiàn)了手工操作難以達到的控制精度，加工精度還可以用軟件來校正和補償。因此，可以獲得比機床精度還要高的加工精度及重復定位精度；工件在一次裝夾后，能先后進行粗、精加工，配置自動換刀裝置后，還能縮短輔助加工時間、提高生產(chǎn)率；由于機床的運動軌跡受可編程的數(shù)字信號控制，因而可以加工單件和小批量且形式復雜的零件，生產(chǎn)準備周期大為縮短。綜上所述，數(shù)控機床具有精度高、效率高、自動化程度高和柔性好的特點。
從數(shù)控機床的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看，由于微電子技術、信息處理技術等新技術、新工藝在機床行業(yè)的滲透和應用，它與普通機床相比不僅在機械結構性能方面發(fā)生了“質(zhì)”和“形”的變化，且其外觀造型也形成了自身*的風格和特點。
2 數(shù)控機床機械結構設計的特點
數(shù)控機床雖然也有普通機床所具有的床身和立柱、導軌、工作臺、刀架等部件。但為了與控制系統(tǒng)的高精度、高速度控制相匹配，對機床主機部分的結構設計還提出了高精度、高剛度、低慣量、低摩擦、無間隙、高諧振頻率、適當?shù)淖枘岜鹊纫蟆Ｓ捎跈C械結構形式是體現(xiàn)其性能的具體手段，是實現(xiàn)性能的核心因素（當然結構也受材料和工藝的影響），因此，數(shù)控機床的關鍵部件在結構設計中也有了重大變化。
2.1 基礎部件的結構特點
數(shù)控機床的基礎件主要包括床身、立柱、工作臺等支承件，它們的基本功能是支承承載和保持各執(zhí)行器官的相對位置。數(shù)控機床集粗精加工于一體，既要能夠承受粗加工時大吃刀、大走刀的zui大切削力、又要能夠保證精加工時的高精度。因此，對基礎件的結構設計在強度、剛度、抗振性、熱變形和內(nèi)應力等都提出了很高的要求。現(xiàn)行生產(chǎn)的數(shù)控機床采用的主要措施有：鑄件采用全封閉截面，合理布置內(nèi)部隔板和肋條，含砂造型或填充混凝土等材料，導軌面加寬，車床采用傾斜的床身和導軌還利于排屑，床身、立柱采用鋼質(zhì)焊接結構，可以明顯提高其剛度，根據(jù)熱對稱原則布局還能增加散熱隔熱效果。
2.2 主傳動系統(tǒng)的結構特點
主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)各種刀具和工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證恒功率輸出，同時為使數(shù)控機床能獲得*的切削速度，主傳動須在較寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速。現(xiàn)行數(shù)控機床采用高性能的直流或交流無級調(diào)速主軸電機，較普通機床的機械分級變速傳動鏈大為簡化。對加工精度有直接影響的主軸組件的精度、剛度、抗振性和熱變形性能要求，可以通過主軸組件的結構設計和合理的軸承組合及選用高精度軸承加以保證。為提高生產(chǎn)率和自動化程度，主軸應有刀具或工件的自動夾緊、放松、切屑清理及主軸準停機構。zui近日本又開發(fā)研制了新型的陶瓷主軸，重量輕，熱膨脹率低，用在加工中心上，具有高的剛性和精度。
2.3 進給系統(tǒng)結構特點
數(shù)控機床的進給系統(tǒng)是由伺服電機驅(qū)動，通過滾珠絲杠帶動刀具或工件完成各坐標方向的進給運動。為確定進給系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，在設計機械裝置時，以“無間隙、低摩擦、低慣量、高剛度”為原則，具體措施有：①采用低摩擦、輕拖動、率的滾珠絲杠和直線滾動導軌；②采用大扭矩、寬調(diào)速的伺服電機直接與絲杠相聯(lián)接，縮短和簡化進給傳動鏈；③通過消隙裝置消除齒輪、絲杠、聯(lián)軸器的傳動間隙；④對滾動導軌和絲杠預加載荷，預拉伸。
2.4 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和自動交換工作臺
數(shù)控鏜、數(shù)控銑和加工中心，采用內(nèi)部結構具有數(shù)控進給驅(qū)動機構特點的回轉(zhuǎn)工作臺，實現(xiàn)圓周任意角度的分度和進給運動。對多工序數(shù)控機床，配置自動交換工作臺，進一步縮短輔助加工時間。
2.5 刀架系統(tǒng)
回轉(zhuǎn)刀架，更換主軸換刀和帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)及多刀架、多主軸布局對提高生產(chǎn)效率和自動化水平發(fā)揮了重要作用。為使刀具在機床上迅速定位、夾緊，普遍采用標準刀具系統(tǒng)和機夾刀。
2.6 數(shù)控附件
機床附件的作用是配合機床實現(xiàn)自動化加工。數(shù)控機床的附件有：①對刀儀，②自動編程機，③自動排屑器，④物料儲運及上下料裝置，⑤自動冷卻、潤滑及各種新型配套件如導軌防護罩等。
3 數(shù)控機床的外觀造型特點
數(shù)控機床的外觀大都采用線型簡潔的板塊組合式全封閉安全防護罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、控制于一體的操作面板，淘汰了普通機床各種操作手柄、手輪和線型復雜零散的多面型表面形態(tài)。安全防護罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機床的精度保持和環(huán)境保護，真正體現(xiàn)了機、電、液一體化的特點。
依人機工程學宜人性原則設計的桌面式或懸掛式數(shù)控操作面版，是機床與操作者和信息交流的*界面，指示燈、按鈕、按鍵的數(shù)量與排列及crt的設計，既適合人的操作特性，又利于人機間的協(xié)調(diào)與交流，通過視覺良好的鍵面色彩，標準化的象形符號意象抽取，能準確反映和傳遞兩者間的信息。
4 結論
數(shù)控機床結構設計反映產(chǎn)品內(nèi)在功能的深層特性，外觀表達的是產(chǎn)品表層特性，對用戶而言，深層次的與產(chǎn)品使用密切相關的結構性能要通過表層的外觀形態(tài)來傳遞和表達。全封閉防護罩雖然掩蓋了機床的主體結構，卻至少傳達了數(shù)控機床這樣幾個方面的深層內(nèi)含：①*的數(shù)控數(shù)顯裝置；②對機床的精度和剛度使用的可靠性、安全防護性及環(huán)保等有嚴格要求；③采用*標準的刀具系統(tǒng)及安裝位置合理的自動換刀裝置；④采用整套商品化、標準化的新型配套件、自動排屑、潤滑和冷卻裝置等。概括為高精度、率、高自動化和機電液一體化。