摘要：傳統(tǒng)的機床設計技術已經(jīng)不能滿足新時代工業(yè)生產(chǎn)的需求，為了實現(xiàn)機床行業(yè)的全面升級，在機床設計過程中引入輕量化技術。對于輕量化技術進行了全面闡述，提出了結構優(yōu)化技術、新材料設計技術、多學科綜合優(yōu)化設計技術在機床設計過程中的具體應用，對輕量化技術在機床設計中的應用前景進行了展望，提出了對現(xiàn)階段機床設計方案的改進意見以及建議。

　　引言

　　機床對于我國工業(yè)發(fā)展具有重要的意義，為推動經(jīng)濟發(fā)展做出了重要的貢獻?，F(xiàn)階段我國機床主體結構采用傳統(tǒng)材料以及設計方法，由于工藝的落后導致機床制造成本過高，同時為了提高機床的各項性能，設計人員不斷增加機床的重量，導致機床運行成本上升。為了適應新時代的發(fā)展需求，應當在保證機床強度、動態(tài)性能的基礎上完成對于機床的輕量化設計，那機床在工業(yè)生產(chǎn)中更好的發(fā)揮作用。

　　1輕量化技術

　　從分類上來看，輕量化技術包括結構優(yōu)化設計技術、新材料設計技術、綜合優(yōu)化設計技術等方面。近幾年來我國機床制造行業(yè)雖取得一定進步，與西方先進國家相比仍有差距。為保證我國機床行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，應當不斷引進先進的工藝以及技術，完成機床各項結構的改造，推動機床輕量化進程。

　　1.1結構優(yōu)化設計技術

　　在設計人員對機床構件進行設計的過程中，要充分考慮到機床構件的靜態(tài)性能以及動態(tài)性，也要重點關注機床構件的重量。機床零部件具有良好的動態(tài)性能和靜態(tài)性能，同時又具備較輕的重量對于維護機床穩(wěn)定運行以及提高機床工作效率具有重要的現(xiàn)實意義?；诖耍莆蘸侠淼膬?yōu)化技術是新時期對機床設計人員的必然要求。在對機床整體結構進行優(yōu)化設計的過程中，設計人員應當注意以下兩個方面：首先要在保障機床強度的條件下，對機床的床體以及立柱等關鍵部進行輕量化設計，不斷減輕這些部位的重量，踐行節(jié)能理念。其次要在保障機床動態(tài)性能的基礎上，對機床的運動部件進行輕量化設計，通過研究機床運行過程中各部分之間的能量傳遞，完成對于重要部件的改造工作[1] 。

　　1.2新材料設計技術

　　近幾年來材料科學不斷發(fā)展，各種新型材料逐漸應用于機床的生產(chǎn)以及制造中。新型材料具有質量較輕以及應力分布均勻等特點，對于提升機床性能以及減輕機床重要具有重要的作用。根據(jù)專業(yè)人士的研究可以得知，新型材料可以應用于機床的支撐結構以及運動部件。通過運用新型材料，可以增強機床的抗震性以及熱穩(wěn)定性，能夠提高機床的使用壽命，節(jié)約經(jīng)濟成本。此外在一些重要零部件中運用新型材料，能夠節(jié)約金屬資源，也能夠提升這類零部件的整體動態(tài)性能，對于機床的升級與換代具有不可替代的作用。

　　1.3多學科綜合優(yōu)化設計技術

　　在對機床進行輕量化設計的過程中，設計人員要充分考慮到不同學科以及系統(tǒng)之間的關系，運用多學科綜合優(yōu)化設計方法，對機床的結構以及零部件進行輕量化改進。設計人員在設計的過程中要考慮到制造成本、結構強度等多方面的因素，進一步保證輕量化技術的應用有效性，利用個子系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的有效協(xié)調性，獲取最佳設計方案。

　　2輕量化技術在機床設計中的應用

　　2.1結構優(yōu)化技術在機床設計中的應用

　　現(xiàn)階段機床高速移動部件輕量化已經(jīng)成為一種趨勢，對這一領域的研究引起的有關部門的高度重視。機床向著高精度、高工作效率的方向發(fā)展，為了全面提高機床的性能，工作人員要對機床的剛度以及動態(tài)特性進行全面研究。由于傳統(tǒng)的設計方法已經(jīng)難以滿足新時代機床發(fā)展需求，設計人員開始研究運用結構優(yōu)化技術不斷改進機床零部件，全面提升機床性能，進一步降低生產(chǎn)以及制造成本。

　　2.2新材料技術在機床設計中的應用

　　隨著時代的不斷發(fā)展，設計人員逐漸認識到新材料技術在機床設計中的重要作用，并開始探索運用陶瓷、碳纖維等新型材料替代金屬材料，進一步減輕機床的重量。目前樹脂混凝土以廣泛的應用于機床的各個部件中，該種材料具有阻尼系數(shù)大、抗震性強等一系列優(yōu)勢，能夠完全替代傳統(tǒng)的鑄鐵材料，同時蜂窩金屬材料、纖維肌增強復合材料等輕質材料也能夠應用于機床的支撐結構中。將先進的新型材料應用于機床設計中已經(jīng)受到廣泛關注，在科技不斷發(fā)展的大背景下，各種新型材料不斷涌現(xiàn)，設計人員應當充分了解各種新型材料的基本性質，根據(jù)其實際特點將新型材料應用于機床的不同部位中，進一步提升機床的堅固性，延長機床的使用壽命，讓機床更好地為工業(yè)生產(chǎn)服務。

　　2.3多學科綜合優(yōu)化設計在機床設計中的應用

　　在對機床設計的過程中，設計人員要充分考慮到制造成本、傳動控制、動態(tài)特性等重要因素，進一步保障輕量化技術應用的有效性。設計人員要對機床整機輕量化綜合優(yōu)化技術進行認真研究，進一步分析機床各零部件之間的連接方式以及機床運行過程中的能量流動方式，積極探索輕量化技術對機床整體性能的影響，在進行零部件輕量化設計的過程中充分考慮各方面因素，最終實現(xiàn)綜合性能的優(yōu)化。在對機床結構進行設計的過程中，要充分遵循結構最簡原則，不斷減少不必要的零件，控制設計成本。

　　2.4輕量化機床應用前景

　　結合實際情況可以得知，在機床設計中采用輕量化技術，能夠減少加工過程中產(chǎn)生的能耗以及廢液，進一步降低能源成本，讓我國機床制造事業(yè)步入良性發(fā)展的快車道，實現(xiàn)資源利用效率最大化，緩解原材料緊缺的局面。運用輕量化技術對于機床行業(yè)的轉型升級具有重要的現(xiàn)實意義，也能夠踐行環(huán)保理念，在運用輕量化技術的過程中也可以全面開展以知識為基礎的高效能制造技術研究，同時開發(fā)具有高附加值的數(shù)控機床產(chǎn)品，提升企業(yè)的自主研發(fā)能力以及核心競爭力，讓企業(yè)能夠在激烈的市場競爭環(huán)境中樹立良好的品牌形象，長期而可持續(xù)的發(fā)展。

　　結語

　　我國機床行業(yè)經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展已經(jīng)具備一定的規(guī)模，為了實現(xiàn)該行業(yè)的升級以及踐行環(huán)保理念，應當在機床設計的過程中不斷引進先進的技術和工藝，全面推動輕量化進程。在這一過程中，各個機床企業(yè)以及設計人員應當根據(jù)機床的設計特點，認真分析機床各部分之間的結構以及機床運行原理，通過結構優(yōu)化以及新材料引進等方式，不斷開發(fā)出達到環(huán)保指標精密機床，節(jié)約經(jīng)濟成本，提升整體行業(yè)水平，讓我國機床行業(yè)為提升社會經(jīng)濟水平貢獻出應有的力量。

　　參考文獻：

　　[1]秦飛，孫浩.輕量化技術在機床設計中的應用[J].科技風， 2018，（14）：149.

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