機床本體是數控機床的主要部分。為了實現數控機床的功能，保證數控機床的性能要求，來自數控裝置的各種運動和動作指令必須從機床本體轉換為真實準確的機械運動和動作。
(數控機床結構)
CNC機床本體由以下幾個部分組成：
(1)主傳動系統，其作用是實現主運動。
(2)進給系統，其作用是實現進給運動。
(3)機床基礎零件通常指床體、底座、立柱、滑座、工作臺等。它的作用是支撐機床本體的零件和零件，并確保這些零件和零件在切削過程中占據準確的位置。
(4)液壓、氣動、潤滑、冷卻、防護、排屑等裝置，可實現某些部件動作和某些輔助功能。
(5)實現工件旋轉、分度定位的裝置和附件，如旋轉工作臺。
(6)刀庫、刀架和自動換刀裝置(6)(ATC)。
(7)自動托盤交換裝置(APC)。
(8)刀具損壞檢測、精度檢測和監控裝置等特殊功能裝置。
其中，機床基本部件、主傳動系統、進給系統、液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構成數控機床的機床本體的基本部件，其他部件根據數控機床的功能和需求進行選擇。雖然數控機床的機床本體的基本構成與傳統機床非常相似，但數控機床的機床本體在整體布局、結構和性能上與傳統機床有很大不同，出現了許多完全新穎的機械結構和部件，以適應數控機床的功能特點。
數控機床是一種高精度、高效率的自動化加工設備。雖然數控機床價格昂貴，一次性投資巨大，但由于數控機床能夠自動化、高精度、高質量、高效率地解決中小批量的加工問題，仍然被機械制造商廣泛使用，并取得了良好的經濟效益。數控技術、伺服驅動技術的發展和在機床上的應用為數控機床的自動化、高精度和高效率提供了可能性，但要將可能性轉化為現實，就必須要求數控機床的機械結構具有優異的穩定性、穩定性和剛性。這些特性包括
提高機床結構的靜剛度。
在切削力和其它力的作用下，機床結構的靜剛度是指機床抵抗變形的能力。在加工過程中，機床受到各種外力的影響，包括運動部件和工件的自重、切削力、驅動力、加減速時的慣性力、摩擦阻力等。在這些力的作用下，機床的各個部件都會發生變形，如各個基本部件的彎曲和扭轉變形、支撐部件的局部變形、固定連接面與運動嚙合面的接觸變形等。這些變形會直接或間接導致刀具與工件之間的相對位移，破壞刀具和工件原有的正確位置，從而影響機床的加工精度和切割過程的特性。因此，提高機床的靜態剛度是機床結構設計的普遍要求。為了獲得高效率，數控機床具有大功率、高速度，使其承受的各種外力負荷更加惡劣。而且加工過程的自動化也使得加工誤差無法通過人工干預進行修正和補償，因此數控機床的變形會對加工精度產生更嚴重的影響。為了保證數控機床在自動化、高效切削條件下的穩定性和高精度，其機械結構應具有較高的靜態剛度，數控機床的剛度系數應比普通機床高50％。
1．采用合理的筋板結構，合理設計基礎件的截面形狀和尺寸。
在機床外力的作用下，每個基礎零件都會承受彎曲和扭轉的載荷，其彎曲和扭轉變形的大小取決于基礎零件的截面抗彎和抗扭慣性矩?？箯澓涂古T性矩大，變形小，剛度高。表5-1列出了不同截面形狀和尺寸的慣性矩，當截面面積相同(即重量相同)時。從表中的數據可以看出，在形狀和截面面積相同的情況下，減小壁厚，增加截面的輪廓尺寸，可以大大增加剛度；封閉截面的剛度遠高于不封閉截面的剛度；圓形截面的抗扭剛度高于方形截面，抗彎曲剛度低于方形截面。
2．采用合理的結構布局，改善機床的受力狀態，提高機床的靜剛度
如果切削力、自重等外力相同，可以改善機床的受力狀態，減少變形，從而達到提高剛度的目的。例如，在其它條件不變的情況下，縮短主軸前端的懸伸長度，可以減小主軸承受的彎矩，從而減小主軸前端的撓度，提高主軸的剛度。采用合理的機床結構布局，可顯著改善機床的受力狀態，提高機床的剛度。
3．補償相關零件，零件的靜態變形
在外力的作用下，機床的變形是不可避免的。如果能采取措施減少變形對加工精度的影響，結果就相當于提高了機床的剛度。按照這個思路，有很多方法可以補償零件和零件的靜態變形。這種方法廣泛用于補償自重引起的靜態變形。
4．提高機床各部件的接觸剛度
在機床各部件的固定連接面和運動副的連接面之間，總會有宏觀和微觀的不平整。兩個面之間真正接觸的只是一些高點，實際接觸面積小于兩個接觸面的面積(名義接觸面積)。因此，在承載過程中，作用于這些接觸點的壓力遠強于平均壓力，導致接觸變形。平均壓力p和變形δ這個比例叫做接觸剛度，即。
由于機床總是有大量的靜動連接面，如果不注意提高接觸剛度，每個連接面的接觸變形都會大大降低機床的整體剛度，對加工精度產生非常不利的影響。實際接觸面積的大小是影響接觸剛度的根本因素，任何增加實際接觸面積的方法都可以有效地提高接觸剛度。例如，機床的導軌通常采用人工刮刀技術作為最終的精加工過程。通過刮刀研究，可以增加單位面積上的接觸點，使接觸點分布均勻，從而增加導軌副結合面的實際接觸面積，提高接觸剛度。例如，采用滾動軸承作為支撐的主軸部件，需要設計預緊結構來調節軸承間隙，使軸承在預加載的情況下運行，從而提高主軸的支撐剛度。預加載增加了實際接觸點的面積，從而達到提高接觸剛度的目的。采用螺紋緊固的固定連接面，合理布置一定數量的螺栓，對螺栓的擰緊扭矩提出嚴格要求，以保證適當的預緊力，也是提高接觸剛度的常用措施。
5．采用鋼板焊接結構
長期以來，鑄鐵主要用于機床基礎零件。近年來，鋼板焊接結構取代鑄鐵零件的趨勢不斷擴大，從單件和小批量重型和超重型機床的應用逐漸發展到一定批量的中型機床。
提高機床結構的抗振性能
機床的振動會在加工工件的表面留下振動，影響工件的表面質量。在嚴重的情況下，加工過程很難進行。機床加工時可能會產生兩種振動:強制振動和自激振動。機床的抗振能力是指抵抗這兩種振動的能力。
強制振動是在各種動態力的作用下被迫產生的振動(如高速旋轉部件的不平衡力、往復運動部件的換向沖擊力、周期變化的切削力等)。).如果動態力的頻率與機床某個部件的固有頻率重合，就會產生共振。機床結構抵抗強制振動的能力可以用動剛度來表示。
自激振動是在具有額外動力的情況下，由切削過程本身激發的振動。自激振動的頻率接近或略高于機床主振動的低階固有頻率，振幅較大，對加工過程產生極其不利影響。當機床的剛度、刀具的切削角度、工件和刀具材料、切削速度和進給量都是一定的時候，影響自激振動的主要因素是切削寬度B。因此，作為判斷機床切削穩定性(抵抗自激振動的能力)的指標，可以將不產生自激振動的最大切削寬度稱為臨界切削寬度。
高速切削是產生動力的直接因素，強力切削也意味著切削寬度大。在追求高速高切削效率的同時，數控機床也為容易產生強制振動和自激振動奠定了基礎。切削過程的自動化使得振動難以手動控制和消除。數控機床只能通過自身機床結構的高抗振性來降低和克服振動對加工精度和加工過程的影響。
提高機床的抗振性，可以從提高靜態剛度、固有頻率和阻尼性幾個方面入手。前面已經詳細介紹了提高靜態剛度的措施。由于固有頻率(其中k為靜態剛度，m為結構質量)，在提高靜態剛度時，結構件的重量可以相對減小，即單位重量的剛度可以提高固有頻率。前面介紹的合理布置鋼筋板，采用鋼板焊接結構等措施提高靜態剛度，也可以達到提高固有頻率的目的。
1、基礎內腔填充泥芯、混凝土等阻尼材料
泥芯、混凝土填充在基礎件的內腔內，振動時可以利用相對摩擦來消耗振動能量，從而提高結構的阻尼性能。
2、表面采用阻尼涂料
對于彎曲振動結構件，涂層厚度越大，阻尼越大，在其表面噴涂一層內阻尼性高、彈性高的粘性材料(如瀝青基制成的水泥減振劑、聚合物和油漆膩子等)。).阻尼涂層不僅可以改變原設計的結構和剛度，還可以獲得更高的阻尼比，其阻尼比ξ價值可以達到0.05~0.1。鋼板焊接結構中經常采用這種措施。
3、采用新材料制造基礎件
近10年來，德國和瑞士在應用聚合物混凝土制造基礎件方面取得了進展。德國布格哈特-韋貝爾(BURKHARUT&WEBER)該公司為HYOP80NCW加工中心制作了丙烯酸樹脂混凝土床體，其動態剛度是鑄鐵件的6倍。斯圖德，瑞士精密磨床制造商(STUDER)該公司制作了S40和S50系列數控外圓磨床的樹脂混凝土床體，具有剛度高、抗振性能好、耐化學腐蝕、耐熱等特點。
4、在接合面之間充分利用阻尼
在焊接結構上，壁板和筋板之間采用間歇焊接(即焊接一段，空一段，再焊接一段)，空振動時相互摩擦，可以消耗振動能量，從而獲得良好的阻尼特性。
減少機床的熱變形
熱膨脹是各種金屬和非金屬材料的固有特性。當機床工作時，許多零件和零件會產生大量的熱量，如電機、滾動軸承、切屑、刀具和工件的切割零件、液壓系統等。這些產生熱量的零件和零件稱為熱源。熱源產生的熱量通過傳導、對流和輻射傳遞給機床的各個零件，導致溫度升高和熱膨脹。由于熱源分布不均勻，各熱源產生的熱量不均勻，零件質量不均勻，導致機床各部位溫度升高不一致，從而產生不均勻的溫度場和不均勻的熱膨脹變形。
CNC機床的主軸轉速、進給速度遠高于傳統機床，而且大切削用量產生的熾熱切屑也較多，因此發熱遠比傳統機床嚴重，而熱變形對加工精度的影響往往難以由操作人員來糾正，因此應特別注意如何減少機床的熱變形。
1、改進機床布局和結構設計
(1)采用熱對稱結構
與熱源相比，這種結構是對稱的。這樣，當發生熱變形時，可以保證工件或刀具旋轉中心對稱線的位置不變，從而減少熱變形對加工精度的影響。最典型的例子是許多臥式加工中心采用的框式雙柱結構。主軸箱嵌入框式立柱，定位在立柱的左右導軌的兩個內側。熱變形時，主軸中心在水平方向的位置保持不變，從而減少了熱變形的影響。
(2)采用預拉伸滾珠絲杠結構。
數控機床中的滾珠絲杠在預加載荷大、轉速高、散熱差的情況下工作，容易發熱。滾珠絲杠的熱伸長直接影響進給系統的定位精度。預拉伸可以減少絲杠的熱變形。這種方法是在加工滾珠絲杠時，使螺距略小于名義值，在組裝時預拉伸絲杠。即使螺距值達到名義值，當絲杠工作加熱時，絲杠中的拉伸應力補償熱應力，從而減少熱伸長。
(3)機床布局時，盡量減少內部熱源
內熱源發熱是導致熱變形的主要原因。因此，在機床布局設計中，應盡量將熱源從主機中分離出來，如電機、變速箱、液壓泵站等。
加工過程中產生的熱切屑是不可忽視的熱源。在機床布局中，應考慮使排屑通暢。應設置自動排屑裝置，以便隨時將排屑排出機床。同時，應在工作臺或導軌上設置隔熱罩，以隔離數控技術中排屑的熱量。
2、控制溫升
采用散熱、風冷、液體冷卻等控制溫升的方法，吸收熱源產生的熱量，是各種數控機床中減少熱變形影響的常用對策。其中，強制冷卻是一種有效的方法。所謂強制冷卻，就是用冷卻裝置冷卻潤滑油或冷卻液，然后將潤滑油送到摩擦副潤滑或將冷卻液送到切割部位冷卻。
3、熱變形補償
對熱變形規律進行預測，在計算機中建立數學模型并存進行實時補償。
第四，改善運動導軌副摩擦特性
機床導軌是機床基本結構的要素之一。機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機床導軌的質量，而對數控機床導軌的要求更高，如:高速進給時不振動，低速進給時不爬行；靈敏度高，能在重載下長時間連續工作；耐磨性高，保持精度好。這些都與導軌副的摩擦特性有關，要求摩擦系數小，靜動摩擦系數小?，F代數控機床使用的導軌主要包括塑料滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌。
(一)塑料滑動導軌
數控機床使用的塑料滑動導軌包括鑄鐵-塑料滑動導軌和鑲嵌鋼-塑料滑動導軌。塑料滑動導軌通常用于導軌副的運動導軌，與之匹配的金屬導軌是鑄鐵或鋼。鑄鐵品牌為HT300，表面淬硬至HRC45~50，表面粗糙度磨削至0.20~0.10；鑲鋼導軌常采用50號鋼或其它合金鋼，淬硬至HRC58~62。聚四氟乙烯導軌軟帶和環氧耐磨導軌涂層常用于導軌上的塑料。
1、聚四氟乙烯導軌軟帶
聚四氟乙烯導軌軟帶是以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬、石墨等填充物，混合燒結，制成軟帶狀。這種軟帶有以下特點:
(1)摩擦性能好
(2)是耐磨性好
(3)是具有良好的減振性能
(4)工藝性能好
2、環氧耐磨導軌涂層
環氧耐磨導軌涂層是一種雙組分塑料涂層，以環氧樹脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成液體或糊狀，以固化劑為另一組分。具有良好的加工性能，可經車、銑、刨、鉆、磨、刮；它還具有良好的摩擦特性和耐磨性，抗壓強度高于聚四氟乙烯導軌軟帶，固化時體積不收縮，尺寸穩定。特別是在調整固定導軌和運動導軌之間的相關位置精度后，可以注入涂料，可以節省大量的加工時間，因此特別適用于不能使用導軌軟帶的重型機床和復雜機床。
(二)滾動導軌
滾動導軌具有摩擦系數小(一般在0.003左右)、動靜摩擦系數差異小、幾乎不受運動變化影響、定位精度高、靈敏度高、保持精度好等優點?，F代數控機床常用的滾動導軌有兩種:滾動導軌塊和直線滾動導軌。
1、滾動導軌塊
2、線性滾動導軌
除了一般滾動導軌的共同優點外，單元式直線滾動導軌還具有以下特點：
(1)具有自調節能力，安裝基面的許用誤差較大。
(2)制造精度高。
(3)可以高速運行，運行速度可以大于60m//min。
(4)能夠長時間保持高精度。
(5)可以預加載荷，提高剛度。
(三)靜壓導軌
靜壓導軌通過壓力油在兩個相對運動的導軌表面之間浮動，使導軌表面處于純液體摩擦狀態。由于承載要求不同，靜壓導軌分為開閉兩種。
