第一章金屬切削機床的總體設(shè)計

1、第一章第一章 金屬切削機床的金屬切削機床的 總體設(shè)計總體設(shè)計 概述概述機床總體設(shè)計是機床設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對機床的技機床總體設(shè)計是機床設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對機床的技術(shù)性能和經(jīng)濟指標(biāo)起著關(guān)鍵作用。術(shù)性能和經(jīng)濟指標(biāo)起著關(guān)鍵作用。機床總體設(shè)計機床總體設(shè)計是根據(jù)是根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計要求，通過調(diào)查研究，檢索資料，掌握機床的設(shè)計，通過調(diào)查研究，檢索資料，掌握機床的設(shè)計依據(jù)依據(jù)；然后進行經(jīng)濟分析，擬定出性能先進，經(jīng)濟性好；然后進行經(jīng)濟分析，擬定出性能先進，經(jīng)濟性好的的工藝方案工藝方案，必要時畫出加工示意圖；并在此基礎(chǔ)上確，必要時畫出加工示意圖；并在此基礎(chǔ)上確定機床的定機床的總體布局總體布局，畫出，畫出機床聯(lián)系尺寸圖

2、機床聯(lián)系尺寸圖；確定所設(shè)計；確定所設(shè)計機床的機床的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)。金屬切削機床的性能直接影響到零件的加工精度、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。因此機床應(yīng)具有良好的良好的技術(shù)性能技術(shù)性能，滿足使用要求使用要求；同時要造型美觀，色彩協(xié)調(diào)，有良好的人機關(guān)系人機關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，機床應(yīng)盡量經(jīng)濟實用，質(zhì)優(yōu)價廉質(zhì)優(yōu)價廉。其具體體現(xiàn)在如下幾個方面： 第一節(jié)第一節(jié) 機床設(shè)計的基本要求機床設(shè)計的基本要求1工藝范圍工藝范圍指機床上完成的加工方法，適應(yīng)的工件類型、可加指機床上完成的加工方法，適應(yīng)的工件類型、可加工表面形狀、尺寸范圍、材料及毛坯種類等，主要反映工表面形狀、尺寸范圍、材料及毛坯種類等，主要反映機床的機床的

3、功能功能。根據(jù)工藝范圍分為：根據(jù)工藝范圍分為：通用通用機床、機床、專門專門化機床和化機床和專用專用機床三大類。機床三大類。機床的功能越多，適應(yīng)的范圍就越廣，但結(jié)構(gòu)越復(fù)機床的功能越多，適應(yīng)的范圍就越廣，但結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要考慮的因素越多，其技術(shù)難度越大。雜。結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要考慮的因素越多，其技術(shù)難度越大。數(shù)控機床的工藝范圍較一般通用機床的工藝范圍更數(shù)控機床的工藝范圍較一般通用機床的工藝范圍更廣。廣。滿足不同批量生產(chǎn)要求的機床，其設(shè)計的思路有所滿足不同批量生產(chǎn)要求的機床，其設(shè)計的思路有所不同。不同。一性能指標(biāo)一性能指標(biāo)2精度精度 保證被加工零件達到的保證被加工零件達到的尺寸精度尺寸精度和和表

4、面粗糙度表面粗糙度要求，要求，并能在機床并能在機床長期使用中得以保持長期使用中得以保持。加工精度和表面粗糙度取決于機床、刀具、夾具、加工精度和表面粗糙度取決于機床、刀具、夾具、切削條件和操作者等方面的因素。切削條件和操作者等方面的因素。機床本身必須具備的精度稱為機床精度。機床本身必須具備的精度稱為機床精度。機床按精度分為：普通精度級、精密級（機床按精度分為：普通精度級、精密級（M）、高）、高精度級（精度級（G）。）。國家對各種類型機床的三種等級精度，規(guī)定了相關(guān)國家對各種類型機床的三種等級精度，規(guī)定了相關(guān)精度標(biāo)準(zhǔn)。若以普通精度級允許誤差單位為精度標(biāo)準(zhǔn)。若以普通精度級允許誤差單位為1，三種等級，三

5、種等級精度的比例大致為：精度的比例大致為：1：0.4：0.25。機床的精度指標(biāo)包括：機床的精度指標(biāo)包括：（1）幾何精度）幾何精度指最終影響指最終影響機床工作精度機床工作精度的主的主要零部件及其相互間要零部件及其相互間的尺寸精度、形狀精度和位置精度。的尺寸精度、形狀精度和位置精度。如主軸前端內(nèi)孔的如主軸前端內(nèi)孔的尺寸和形狀精度、導(dǎo)軌的直線度、主軸與其它部件間的尺寸和形狀精度、導(dǎo)軌的直線度、主軸與其它部件間的平行度和垂直度等。平行度和垂直度等。幾何精度是機床在空載條件下，在靜止或低速狀態(tài)幾何精度是機床在空載條件下，在靜止或低速狀態(tài)中測量。主要反映機床的中測量。主要反映機床的制造裝配質(zhì)量制造裝配質(zhì)量

6、是否達到設(shè)計時是否達到設(shè)計時制定的標(biāo)準(zhǔn)制定的標(biāo)準(zhǔn)是機床的基本指標(biāo)，常用幾何精度作為是機床的基本指標(biāo)，常用幾何精度作為制造機床的精度檢驗。制造機床的精度檢驗。（2）運動精度）運動精度指機床主要零部件在工作速度下，無負載運行時的指機床主要零部件在工作速度下，無負載運行時的精度。如主軸的回轉(zhuǎn)精度，直線運動的均勻性等。與零精度。如主軸的回轉(zhuǎn)精度，直線運動的均勻性等。與零部件的設(shè)計、制造和裝配質(zhì)量有關(guān)。部件的設(shè)計、制造和裝配質(zhì)量有關(guān)。（3）傳動精度）傳動精度指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈兩端件相對運動的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈兩端件相對運動的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性。反映了傳動鏈設(shè)計合理性，制造和裝配質(zhì)量。性。反映了傳動鏈設(shè)計

7、合理性，制造和裝配質(zhì)量。（4）定位精度）定位精度指機床執(zhí)行件到達位置的準(zhǔn)確程度。直接影響了指機床執(zhí)行件到達位置的準(zhǔn)確程度。直接影響了加工零件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。與傳動加工零件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。與傳動精度、剛度，控制系統(tǒng)的動態(tài)特性和測量系統(tǒng)的精度精度、剛度，控制系統(tǒng)的動態(tài)特性和測量系統(tǒng)的精度有關(guān)。有關(guān)。（5）重復(fù)定位精度）重復(fù)定位精度指機床運動部件在相同條件下，用相同的方法重復(fù)指機床運動部件在相同條件下，用相同的方法重復(fù)定位時，位置的一致程度。定位時，位置的一致程度。 （6）工作精度）工作精度(動態(tài)精度動態(tài)精度)對規(guī)定的試件，用規(guī)定的條件加工所達到的精度。對規(guī)定的試件，

8、用規(guī)定的條件加工所達到的精度。是機床精度的綜合反映，包括機床的是機床精度的綜合反映，包括機床的剛度、抗振性剛度、抗振性及熱穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等。等。 指機床及重要零部件在載荷的作用下抵抗變形的能指機床及重要零部件在載荷的作用下抵抗變形的能力。力。在載荷的作用下，刀具與工件的相對位置發(fā)生改變，在載荷的作用下，刀具與工件的相對位置發(fā)生改變，影響加工精度。機床的影響加工精度。機床的靜剛度是動剛度的基礎(chǔ)靜剛度是動剛度的基礎(chǔ)。 影響機床剛度的主要有支承件及主要零部件的剛度、影響機床剛度的主要有支承件及主要零部件的剛度、部件間的連接剛度和接觸面的接觸剛度。局部的薄弱環(huán)部件間的連接剛度和接觸面的接觸剛度。局部

9、的薄弱環(huán)節(jié)對整機的剛度影響極大。節(jié)對整機的剛度影響極大。 剛度剛度抗振能力抗振能力 指抵抗受迫振動和自激振動的能力。指抵抗受迫振動和自激振動的能力。 振動影響加工質(zhì)量、降低刀具耐用度，生產(chǎn)率振動影響加工質(zhì)量、降低刀具耐用度，生產(chǎn)率降低，加劇機床磨損、引起噪聲。提高抗振能力的降低，加劇機床磨損、引起噪聲。提高抗振能力的措施如下：措施如下：n提高機床的剛度；提高機床的剛度；n提高固有頻率；提高固有頻率；n改善阻尼性能；改善阻尼性能；n改善運動件的動平衡狀況。改善運動件的動平衡狀況。噪聲噪聲 金屬切削機床噪聲測量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：金屬切削機床噪聲測量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：普通精度機床噪聲不大于普通精度機床噪聲不大于85

10、dB（A）；）；精密機床噪聲不大于精密機床噪聲不大于75dB（A）。）。 機床的噪聲來源主要有：機械噪聲、液壓氣動噪聲、機床的噪聲來源主要有：機械噪聲、液壓氣動噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲。電磁噪聲和空氣動力噪聲。 熱變形熱變形由于外部熱源、內(nèi)部熱源的影響，使機床發(fā)生變由于外部熱源、內(nèi)部熱源的影響，使機床發(fā)生變化，加以各種材料的熱膨脹系數(shù)不同，變形各異，導(dǎo)化，加以各種材料的熱膨脹系數(shù)不同，變形各異，導(dǎo)致機床變形，破壞機床的幾何精度，加速運動件磨損。致機床變形，破壞機床的幾何精度，加速運動件磨損。熱變形不僅影響加工精度，也改變了相對運動副熱變形不僅影響加工精度，也改變了相對運動副的間隙、潤滑狀態(tài)

11、。的間隙、潤滑狀態(tài)。（7）精度保持性）精度保持性指機床的工作中長期保持其原始精指機床的工作中長期保持其原始精度的能力。度的能力。一般以機床關(guān)鍵零部件（如主軸、一般以機床關(guān)鍵零部件（如主軸、導(dǎo)軌等）的首次大修期所決定。導(dǎo)軌等）的首次大修期所決定。主要取決于機床關(guān)鍵零部件的耐磨主要取決于機床關(guān)鍵零部件的耐磨性、內(nèi)應(yīng)力引起的永久變形程度和機床性、內(nèi)應(yīng)力引起的永久變形程度和機床使用的保養(yǎng)。使用的保養(yǎng)。小結(jié)：小結(jié)：1、幾何精度、運動精度都是在空載下測得的，只、幾何精度、運動精度都是在空載下測得的，只在一定程度上反映了機床的加工精度在一定程度上反映了機床的加工精度2、動態(tài)精度才能全面反映機床的加工精度。一

12、般、動態(tài)精度才能全面反映機床的加工精度。一般制造廠主要是通過加工出來的零件精度來對機床的動制造廠主要是通過加工出來的零件精度來對機床的動態(tài)精度做出評價。態(tài)精度做出評價。3機床的生產(chǎn)率機床的生產(chǎn)率 指機床在單位時間內(nèi)所能加工的零件數(shù)量。即：指機床在單位時間內(nèi)所能加工的零件數(shù)量。即： nttttQ/11321式中式中 t單個零件的平均加工時間；單個零件的平均加工時間； t1單個工件的切削加工時間；單個工件的切削加工時間； t2單個工件加工過程的輔助時間；單個工件加工過程的輔助時間； t3加工一批零件的準(zhǔn)備和終結(jié)時間；加工一批零件的準(zhǔn)備和終結(jié)時間； n一批零件的數(shù)量。一批零件的數(shù)量。對于機床方面，影

13、響生產(chǎn)率的有機床的布局、剛度、對于機床方面，影響生產(chǎn)率的有機床的布局、剛度、功率、運動參數(shù)和自動化程度等。功率、運動參數(shù)和自動化程度等。 4. 4. 傳動效率傳動效率用于評價機床有效利用電動機輸出功率的能力。可用于評價機床有效利用電動機輸出功率的能力?？捎孟率奖硎荆河孟率奖硎荆?=P/Pm（PmP0）/ Pm =1P0/ Pm式中式中 機床傳動效率；機床傳動效率； P P機床輸出功率；機床輸出功率； P Pm m電動機輸出功率；電動機輸出功率； P P0 0機床空載功率。機床空載功率。對于普通機床，主軸最高轉(zhuǎn)速時的機床空載功率不對于普通機床，主軸最高轉(zhuǎn)速時的機床空載功率不應(yīng)超過主電動機功率的三

14、分之一。應(yīng)超過主電動機功率的三分之一。 機床的傳動效率與傳動鏈的長短、傳動速度、摩擦機床的傳動效率與傳動鏈的長短、傳動速度、摩擦阻力大小、傳動件的動平衡等因素有關(guān)。阻力大小、傳動件的動平衡等因素有關(guān)。 5人機關(guān)系人機關(guān)系造型與色彩；造型與色彩；操作省力、方便、安全；操作省力、方便、安全；保養(yǎng)、維護容易。保養(yǎng)、維護容易。6.6.可靠性可靠性7.7.標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化8.8.噪音噪音 9成本低成本低機床的成本由以下部分構(gòu)成：機床的成本由以下部分構(gòu)成：n設(shè)備的購買成本；設(shè)備的購買成本；n使用中的安裝、動力消耗、操作、維修等成本；使用中的安裝、動力消耗、操作、維修等成本；n報廢成本。報廢成本。 在設(shè)計時，應(yīng)

15、使機床的金屬消耗量小，結(jié)構(gòu)工藝性在設(shè)計時，應(yīng)使機床的金屬消耗量小，結(jié)構(gòu)工藝性好。機床的金屬消耗量好。機床的金屬消耗量M的指標(biāo)為：的指標(biāo)為： M=G/N式中式中 G機床重量；機床重量； N機床主傳動功率。機床主傳動功率。機床的結(jié)構(gòu)工藝性包括制造、裝配和維修的工藝性。機床的結(jié)構(gòu)工藝性包括制造、裝配和維修的工藝性。 總體設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、零件設(shè)計、樣機試制、實驗鑒定n一、總體設(shè)計n1、設(shè)計依據(jù)n2、工藝分析n3、總體布局n4、確定主要的技術(shù)參數(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 機床設(shè)計步驟機床設(shè)計步驟 n1、設(shè)計依據(jù)：n分析工件n了解機床的使用要求n制造條件n新技術(shù)應(yīng)用成果n類似機床n國際、國內(nèi)技術(shù)水平n2、工藝分析3

16、 3、 機床總體布局機床總體布局 u定義：定義：不同類型的的機床，總體方案設(shè)計的不同類型的的機床，總體方案設(shè)計的側(cè)重點有所不同。側(cè)重點有所不同。對于專用機床，側(cè)重于工件分析和工對于專用機床，側(cè)重于工件分析和工藝分析；藝分析；對于通用機床，側(cè)重于同類型機床的對于通用機床，側(cè)重于同類型機床的調(diào)查、分析、改型和科技成果的應(yīng)用，以調(diào)查、分析、改型和科技成果的應(yīng)用，以及機床品種的系列化、零部件的通用化和及機床品種的系列化、零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化。u基本要求：基本要求：u一般步驟一般步驟4、確定主要技術(shù)參數(shù)n尺寸參數(shù)n運動參數(shù)n動力參數(shù)n二、技術(shù)設(shè)計n三、零件設(shè)計與資料編寫n四、樣機試制和鑒定u

17、幾何運動設(shè)計幾何運動設(shè)計 u 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 u型譜制定型譜制定 第三節(jié)第三節(jié) 機床的總體布局機床的總體布局 一、型譜制定一、型譜制定 我國對金屬切削機床分為我國對金屬切削機床分為1111大類，每類機床又分別大類，每類機床又分別分為分為1010組、組、 每組分為每組分為1010系。系。 首先對用途最廣、需求量最大的某類組機床，將其首先對用途最廣、需求量最大的某類組機床，將其主參數(shù)規(guī)格化，作為該類組機床的主參數(shù)規(guī)格化，作為該類組機床的“基形系列基形系列”。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各類用戶的需要，派生出若干變在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各類用戶的需要，派生出若干變形系列，形成形系列，形成“變形系列變

18、形系列”，并將各種機床精度等級化。，并將各種機床精度等級化。型譜制定即完成某類種機床的型譜制定即完成某類種機床的“基形系列基形系列”、“變變形系列形系列”及其精度等級化的工作。及其精度等級化的工作。在系列型譜中的產(chǎn)品有一定的相似性。在系列型譜中的產(chǎn)品有一定的相似性。 一、型譜制定一、型譜制定 產(chǎn)品系列化的設(shè)計目的是：產(chǎn)品系列化的設(shè)計目的是：1科學(xué)地規(guī)劃產(chǎn)品的種類與規(guī)格，最大范圍經(jīng)濟地科學(xué)地規(guī)劃產(chǎn)品的種類與規(guī)格，最大范圍經(jīng)濟地滿足社會需求；滿足社會需求；2基型和變型的大部分零部件可通用化，不同規(guī)格基型和變型的大部分零部件可通用化，不同規(guī)格產(chǎn)品的同類零部件相似，便于組織設(shè)計和生產(chǎn)、縮短制產(chǎn)品的同類

19、零部件相似，便于組織設(shè)計和生產(chǎn)、縮短制造周期；造周期；3易于提高可靠性，方便維修和配件供應(yīng)，降低制易于提高可靠性，方便維修和配件供應(yīng)，降低制造和使用成本。造和使用成本。國家對各類通用機床的主參數(shù)已有國家標(biāo)準(zhǔn)。國家對各類通用機床的主參數(shù)已有國家標(biāo)準(zhǔn)。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 1幾何表面的形成幾何表面的形成1）組成零件結(jié)構(gòu)的基本形狀表面組成零件結(jié)構(gòu)的基本形狀表面基本形狀表面有：基本形狀表面有：平面、圓柱面、平面、圓柱面、圓錐面、各種成形面圓錐面、各種成形面（螺旋面、漸開線表（螺旋面、漸開線表面、回轉(zhuǎn)曲面等）。面、回轉(zhuǎn)曲面等）。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 2 2）成形表面的發(fā)生線）

20、成形表面的發(fā)生線 任何一種線性表面，由一根母線沿著導(dǎo)線運動而形成。任何一種線性表面，由一根母線沿著導(dǎo)線運動而形成。平面：由一直線（平面：由一直線（母線）沿著另一根直線母線）沿著另一根直線（導(dǎo)線）運動形成。（導(dǎo)線）運動形成。圓柱、圓錐面：是圓柱、圓錐面：是由一根直線（母線）沿由一根直線（母線）沿著一個圓（導(dǎo)線）運動著一個圓（導(dǎo)線）運動形成；形成；普通螺紋的螺旋面普通螺紋的螺旋面：由：由“V“形線（母線）形線（母線）沿螺旋線（導(dǎo)線）運動沿螺旋線（導(dǎo)線）運動形成；形成；直齒圓柱齒輪的漸直齒圓柱齒輪的漸開線齒廓表面：漸開線開線齒廓表面：漸開線（母線）沿直線（導(dǎo)線（母線）沿直線（導(dǎo)線）運動形成。）運動形

21、成。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 1幾何表面的形成幾何表面的形成2 2）成形表面的發(fā)生線）成形表面的發(fā)生線 形成表面的母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。形成表面的母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。形成表面的母線形成表面的母線和導(dǎo)線可以互換的表和導(dǎo)線可以互換的表面，稱為可逆表面。面，稱為可逆表面。母線和導(dǎo)線不可母線和導(dǎo)線不可互換表面稱為不可逆互換表面稱為不可逆表面。表面。一般說來，可逆一般說來，可逆表面可采用的加工方表面可采用的加工方法多于不可逆表面。法多于不可逆表面。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 2 2形成發(fā)生線的方法與運動形成發(fā)生線的方法與運動1 1）軌跡法）軌跡法理論上將切削刃與工件視為點接觸，切

22、削刃沿著發(fā)理論上將切削刃與工件視為點接觸，切削刃沿著發(fā)生線作軌跡運動。生線作軌跡運動。采用軌跡法形成一條發(fā)生線，需要一個獨立的運動采用軌跡法形成一條發(fā)生線，需要一個獨立的運動。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 2 2形成發(fā)生線的方法與運動形成發(fā)生線的方法與運動2 2）成形法）成形法 切削刃為與發(fā)生線完全吻合的切削線。切削刃為與發(fā)生線完全吻合的切削線。 不需任何運動，可獲得所需發(fā)生線。不需任何運動，可獲得所需發(fā)生線。發(fā)生線的形狀完全取決于切削刃的形狀。發(fā)生線的形狀完全取決于切削刃的形狀。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 2 2形成發(fā)生線的方法與運動形成發(fā)生線的方法與運動3 3）相切法）相切法

23、 刀具作旋轉(zhuǎn)運動，刀具運動軌跡的包絡(luò)線形成發(fā)生線。刀具作旋轉(zhuǎn)運動，刀具運動軌跡的包絡(luò)線形成發(fā)生線。形成一條發(fā)生線需要兩個獨立運動。形成一條發(fā)生線需要兩個獨立運動。兩兩個運動之間沒有內(nèi)在的運動聯(lián)系。個運動之間沒有內(nèi)在的運動聯(lián)系。 注意：刀注意：刀具回轉(zhuǎn)中具回轉(zhuǎn)中心的運動心的運動軌跡與發(fā)軌跡與發(fā)生線（生線（A2A2）一般不）一般不相同。相同。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 2 2形成發(fā)生線的方法與運動形成發(fā)生線的方法與運動4 4）范成法（又稱展成法）范成法（又稱展成法） 切削刃是發(fā)生線共軛的切削線，刀具與工件作相對運切削刃是發(fā)生線共軛的切削線，刀具與工件作相對運動時所形成的包絡(luò)線，即所需的發(fā)生

24、線。動時所形成的包絡(luò)線，即所需的發(fā)生線。范 成 法范 成 法需要需要2 2個運動個運動，兩個運動，兩個運動之間必須保之間必須保持嚴格運動持嚴格運動關(guān)系，不能關(guān)系，不能獨立，共同獨立，共同組成一個復(fù)組成一個復(fù)合的運動。合的運動。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 3 3機床運動的分類機床運動的分類1 1）表面成形運動）表面成形運動 直接形成被加工零件表面的運動，稱之為表面成形直接形成被加工零件表面的運動，稱之為表面成形運動（簡稱成形運動）。運動（簡稱成形運動）。（1 1）主運動）主運動 切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉闹饕\動。切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉闹饕\動。主運動的轉(zhuǎn)速高

25、，消耗的功率大。主運動的轉(zhuǎn)速高，消耗的功率大。運動形式有：運動形式有：（1）旋轉(zhuǎn)運動。單位：）旋轉(zhuǎn)運動。單位：r/min。如車床主軸、磨床的砂。如車床主軸、磨床的砂輪主軸、鉆床和鏜主軸；輪主軸、鉆床和鏜主軸；（2）往復(fù)直線運動。單位：往復(fù)行程次數(shù)）往復(fù)直線運動。單位：往復(fù)行程次數(shù)/min。如牛。如牛頭刨床的滑枕、龍門刨床的工作臺。頭刨床的滑枕、龍門刨床的工作臺。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 （2 2）進給運動）進給運動 不斷把被切削層投入切削，逐漸切出整個工件表面運不斷把被切削層投入切削，逐漸切出整個工件表面運動。進給運動的速度較低，消耗的功率也較小。動。進給運動的速度較低，消耗的功率也

26、較小。 運動形式有：運動形式有：直線進給運動直線進給運動A連續(xù)進給運動。單位：連續(xù)進給運動。單位：mm/min(銑床、鉆床銑床、鉆床)； mm/r（車床）。（車床）。B間歇進給運動。單位：間歇進給運動。單位：mm/往復(fù)一次往復(fù)一次(刨床、插床刨床、插床, 縱磨削外圓時的砂輪架進給縱磨削外圓時的砂輪架進給)C往復(fù)進給運動。單位：往復(fù)進給運動。單位：mm/min(磨床工作臺）。磨床工作臺）。圓周進給運動圓周進給運動。單位：。單位：mm/min（外圓磨削工件（外圓磨削工件 旋轉(zhuǎn)、插齒加工的圓周進給）。旋轉(zhuǎn)、插齒加工的圓周進給）。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 如車外圓，也可以刀具如車外圓，也可以

27、刀具不動，工件作旋轉(zhuǎn)、直線運不動，工件作旋轉(zhuǎn)、直線運動；或刀具作旋轉(zhuǎn)運動，工動；或刀具作旋轉(zhuǎn)運動，工件作直線運動；或工件不動件作直線運動；或工件不動，刀具作旋轉(zhuǎn)和直線運動。，刀具作旋轉(zhuǎn)和直線運動。任何一種機床，必定有主運動，進給運動可能有一個或任何一種機床，必定有主運動，進給運動可能有一個或幾個，也可能沒有。如拉床只有主運動。幾個，也可能沒有。如拉床只有主運動。 相同的成形表面，表面成形運動在刀具和工件之間的分相同的成形表面，表面成形運動在刀具和工件之間的分配可不相同配可不相同 。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 3 3機床運動的分類機床運動的分類3 3）輔助運動）輔助運動 （1 1） 切入

28、運動切入運動刀具切入工件一定深度，以保證工件達到要求的尺刀具切入工件一定深度，以保證工件達到要求的尺寸。寸。（2 2）分度運動）分度運動如：銑齒輪的分度；多工位工作臺、刀架轉(zhuǎn)位或移如：銑齒輪的分度；多工位工作臺、刀架轉(zhuǎn)位或移位。位。（3 3）調(diào)位運動）調(diào)位運動加工開始前調(diào)整機床有關(guān)部件位置，保證刀具和工加工開始前調(diào)整機床有關(guān)部件位置，保證刀具和工件之間的正確相對位置。加工開始前調(diào)整機床有關(guān)部件件之間的正確相對位置。加工開始前調(diào)整機床有關(guān)部件的位置，保證刀具和工件之間的正確相對位置。的位置，保證刀具和工件之間的正確相對位置。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 3 3機床運動的分類機床運動的分類2

29、 2）輔助運動）輔助運動 （4 4） 其它各種空行程運動其它各種空行程運動如切削前后刀具或工件的快速趨近和退回運動；如切削前后刀具或工件的快速趨近和退回運動；開車、開車、 停車、變速、變向等控制運動；停車、變速、變向等控制運動；裝卸、夾緊、松開工件的運動等。裝卸、夾緊、松開工件的運動等。輔助運動雖然并不參與表面成形過程，但對機床整輔助運動雖然并不參與表面成形過程，但對機床整個加工過程卻是不可缺少的，同時對機床的生產(chǎn)率和加個加工過程卻是不可缺少的，同時對機床的生產(chǎn)率和加工精度往往也有重大影響。工精度往往也有重大影響。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 3 3機床運動的分類機床運動的分類4 4）運

30、動的性質(zhì)）運動的性質(zhì) （1 1）簡單成形運動（簡稱簡單運動）簡單成形運動（簡稱簡單運動） 指一個獨立的成形運動，是由單個的旋轉(zhuǎn)運動或直指一個獨立的成形運動，是由單個的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動構(gòu)成。線運動構(gòu)成。 用尖頭刀車削圓柱用尖頭刀車削圓柱表面，需要表面，需要B1、A2兩個兩個簡單運動；簡單運動； 磨削外圓，砂輪磨削外圓，砂輪和工件的旋轉(zhuǎn)運動和工件的旋轉(zhuǎn)運動B1、B2，工件的直線運，工件的直線運動動A3為為3個簡單運動。個簡單運動。 簡單運動采用外簡單運動采用外聯(lián)系傳動鏈。聯(lián)系傳動鏈。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 3 3機床運動的分類機床運動的分類4 4）運動的性質(zhì)）運動的性質(zhì) （2 2）復(fù)

31、合成形運動（簡稱復(fù)合運動）復(fù)合成形運動（簡稱復(fù)合運動） 車削螺紋。需要車削螺紋。需要工件的等速旋轉(zhuǎn)工件的等速旋轉(zhuǎn)B11和和刀具的等速直線運動刀具的等速直線運動A12按一定的速比關(guān)系按一定的速比關(guān)系形成。即工件轉(zhuǎn)形成。即工件轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，刀具對應(yīng)移動的距離刀具對應(yīng)移動的距離為螺紋的導(dǎo)程。為螺紋的導(dǎo)程。B11和和A12運動單元組成復(fù)合運動單元組成復(fù)合運動。運動。指一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)指一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動，按照某種確定的運動關(guān)系組合而成。運動或直線運動，按照某種確定的運動關(guān)系組合而成。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 4運動分配運動分配

32、 （1）一般把運動分配給重量小的）一般把運動分配給重量小的執(zhí)行件。執(zhí)行件。 取決于工件、刀具的重量、尺寸、取決于工件、刀具的重量、尺寸、工藝方法的特點等。工藝方法的特點等。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 1、運動分配運動分配 相同的運動方式，有不同的運動分配方案。如車相同的運動方式，有不同的運動分配方案。如車外圓，通常為工件作旋轉(zhuǎn)運動，刀具作直線運動。外圓，通常為工件作旋轉(zhuǎn)運動，刀具作直線運動。但還可以有刀具作旋轉(zhuǎn)運動，工件作直線運動的方但還可以有刀具作旋轉(zhuǎn)運動，工件作直線運動的方案；或刀具作旋轉(zhuǎn)運動又作直線運動的方案?？紤]案；或刀具作旋轉(zhuǎn)運動又作直線運動的方案?？紤]的主要因素：的主要因素

33、：（1）簡化機床的傳動和結(jié)構(gòu)）簡化機床的傳動和結(jié)構(gòu)例例1：毛坯為棒料的自動車床，工件作旋轉(zhuǎn)主運動；：毛坯為棒料的自動車床，工件作旋轉(zhuǎn)主運動； 毛坯為卷料的自動車床，車刀旋轉(zhuǎn)為主運動。毛坯為卷料的自動車床，車刀旋轉(zhuǎn)為主運動。大型管螺紋加車工，也采取套車的方法。大型管螺紋加車工，也采取套車的方法。例例2：對于加工特大型工件的龍門式機床，工件：對于加工特大型工件的龍門式機床，工件 固定，由龍門架完成進給運動。固定，由龍門架完成進給運動。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 （2）有利于提高加工精度）有利于提高加工精度對于一般鉆孔加工，主運動和進給運動均由刀具完對于一般鉆孔加工，主運動和進給運動均由刀具

34、完成。鉆深孔時，為了提高加工孔的位置精度，由工件作成。鉆深孔時，為了提高加工孔的位置精度，由工件作旋轉(zhuǎn)主運動。旋轉(zhuǎn)主運動。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 （3）縮小占地面積）縮小占地面積 中小型外圓磨床，因工件長度較小，為簡化機床結(jié)中小型外圓磨床，因工件長度較小，為簡化機床結(jié)構(gòu)，多由工件作往復(fù)進給運動；而大型外圓磨床為了縮構(gòu)，多由工件作往復(fù)進給運動；而大型外圓磨床為了縮小占地面積，多采用砂輪架作給向往復(fù)進給運動。小占地面積，多采用砂輪架作給向往復(fù)進給運動。（4）視工件形狀定）視工件形狀定例如：箱體上的孔例如：箱體上的孔刀旋轉(zhuǎn)刀旋轉(zhuǎn)鏜。鏜。 回轉(zhuǎn)件的孔回轉(zhuǎn)件的孔車車 二、幾何運動設(shè)計二、幾何

35、運動設(shè)計 （5）保證機床剛度）保證機床剛度 立式銑削加工，為了減小機床的重量和體積，一般立式銑削加工，為了減小機床的重量和體積，一般中小型中小型 銑床，為工作臺升降進給運動，但剛度不好；數(shù)銑床，為工作臺升降進給運動，但剛度不好；數(shù)控銑床、立式加工中心和大型立式銑床，采取床身固定，控銑床、立式加工中心和大型立式銑床，采取床身固定，改由刀具作垂直進給運動。改由刀具作垂直進給運動。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 5傳動形式和支撐方式傳動形式和支撐方式1）傳動形式）傳動形式機床傳動原理圖確定了各傳動鏈的基本傳動方案。機床傳動原理圖確定了各傳動鏈的基本傳動方案。數(shù)控機床可以不設(shè)計傳動原理圖。數(shù)控機床

36、可以不設(shè)計傳動原理圖。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 新型并聯(lián)運動機床新型并聯(lián)運動機床（1）并聯(lián)原理）并聯(lián)原理兩個并行運動的直線移動副兩個并行運動的直線移動副1、2，可替代圖，可替代圖b）的串）的串聯(lián)運動副聯(lián)運動副1、2。直線移動副直線移動副1、2只受拉或壓力，而串聯(lián)運動副只受拉或壓力，而串聯(lián)運動副1受受扭矩、扭矩、2受拉壓和彎矩。受拉壓和彎矩。用直線移動副用直線移動副1、2，模擬串聯(lián)運動副，模擬串聯(lián)運動副1、2的直線的直線移動和轉(zhuǎn)動，故稱為并聯(lián)運動，又稱為虛擬軸運動。移動和轉(zhuǎn)動，故稱為并聯(lián)運動，又稱為虛擬軸運動。 二、幾何運動設(shè)計二、幾何運動設(shè)計 4運動功能方案設(shè)計運動功能方案設(shè)計5）

37、新型并聯(lián)運動原理新型并聯(lián)運動原理（2）并聯(lián)運動機床的特點）并聯(lián)運動機床的特點 n構(gòu)件只受拉或壓力作用，其結(jié)構(gòu)體積小，運動部件構(gòu)件只受拉或壓力作用，其結(jié)構(gòu)體積小，運動部件質(zhì)量??；質(zhì)量?。籲整機多為封閉結(jié)構(gòu)，剛度高；整機多為封閉結(jié)構(gòu)，剛度高；n運動速度快，精度高，機床結(jié)構(gòu)簡單；運動速度快，精度高，機床結(jié)構(gòu)簡單；n算法復(fù)雜，對控制系統(tǒng)要求高。算法復(fù)雜，對控制系統(tǒng)要求高。 圖圖7-7c、d）分別為）分別為3運動并聯(lián)和運動并聯(lián)和6運動并聯(lián)原理的示運動并聯(lián)原理的示意圖。意圖。 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案- -支撐形式支撐形式 1 1）典型的布局方式）典型的布局方式

38、（1）一字形（）一字形（“”形）結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)支承件為床身、形）結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)支承件為床身、或床身底座的組合。即臥式機床；或床身底座的組合。即臥式機床；（2）柱形（）柱形（“|”形）結(jié)構(gòu)：主要支承件件為床身與形）結(jié)構(gòu)：主要支承件件為床身與立柱、或底座與立柱組合。即立式機床；立柱、或底座與立柱組合。即立式機床； 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案 1 1）典型的布局方式）典型的布局方式（3）倒）倒T形（形（“”形形）結(jié)構(gòu)：主要支承件為床身結(jié)構(gòu)：主要支承件為床身與立柱的組合，為復(fù)合式機床或組合機床；與立柱的組合，為復(fù)合式機床或組合機床；（4）槽形（）槽形（“ ”形）結(jié)構(gòu)：

39、支承件為床身（或底形）結(jié)構(gòu)：支承件為床身（或底座）、立柱、橫臂組合，為單臂式機床；座）、立柱、橫臂組合，為單臂式機床； 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案 1 1）典型的布局方式）典型的布局方式（5）框形（）框形（“”形）結(jié)構(gòu)：支承件由床身、橫梁形）結(jié)構(gòu)：支承件由床身、橫梁和雙立柱組合，形成封閉的框形結(jié)構(gòu)，為龍門式機床。和雙立柱組合，形成封閉的框形結(jié)構(gòu)，為龍門式機床。2)操作件布置3)提高動剛度的措施4)造型設(shè)計 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案 5 5）影響機床總體布局的主要因素）影響機床總體布局的主要因素 （1）工件的特

40、征要求）工件的特征要求工件的形狀、尺寸和重量對機床的工件的形狀、尺寸和重量對機床的總體布局有重要影響。例如在車床中：總體布局有重要影響。例如在車床中：n中小型車床采取臥式布局；中小型車床采取臥式布局；n直徑較大但重量不大的盤形或環(huán)形工件，采用落地直徑較大但重量不大的盤形或環(huán)形工件，采用落地式布局；式布局；n重量較重的盤類或短套類工件，采用立式車床布局。重量較重的盤類或短套類工件，采用立式車床布局。其中工件直徑其中工件直徑D1600mm的車床為單立柱布局；工件直的車床為單立柱布局；工件直徑徑D2000mm的車床為雙立柱布局。的車床為雙立柱布局。立式車床占地面積小，但不適用于軸向尺寸較大的立式車床

41、占地面積小，但不適用于軸向尺寸較大的工件加工，否則重心較高，容易振動，不便操作。工件加工，否則重心較高，容易振動，不便操作。 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案 5 5）影響機床總體布局的主要因素）影響機床總體布局的主要因素 （2）機床性能要求）機床性能要求 為了提高加工精度，在總體布局上采取縮短傳動鏈、為了提高加工精度，在總體布局上采取縮短傳動鏈、改善受力狀況、提高剛度、減少振動和熱變形的影響。改善受力狀況、提高剛度、減少振動和熱變形的影響。如絲杠車床，取消進給箱，用掛輪調(diào)整車螺紋進給如絲杠車床，取消進給箱，用掛輪調(diào)整車螺紋進給傳動要求，絲杠處于兩導(dǎo)軌之間，

42、減少傳動的扭矩；傳動要求，絲杠處于兩導(dǎo)軌之間，減少傳動的扭矩；為了提高剛度，數(shù)控車床采取傾斜床身的布局；為了提高剛度，數(shù)控車床采取傾斜床身的布局；龍門刨床、龍門銑床和坐標(biāo)鏜床采取封閉的框架結(jié)龍門刨床、龍門銑床和坐標(biāo)鏜床采取封閉的框架結(jié)構(gòu)；構(gòu)；為了減少對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響，精密車床主運動為了減少對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響，精密車床主運動采取分離式傳動結(jié)構(gòu)。采取分離式傳動結(jié)構(gòu)。 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案 5 5）影響機床總體布局的主要因素）影響機床總體布局的主要因素 （3）生產(chǎn)批量的要求）生產(chǎn)批量的要求 單件小批生產(chǎn)采用單刀加工；單件小批生產(chǎn)采用單刀加工；對于

43、成批生產(chǎn)的車床，用轉(zhuǎn)塔刀架或多刀半自動結(jié)對于成批生產(chǎn)的車床，用轉(zhuǎn)塔刀架或多刀半自動結(jié)構(gòu)；構(gòu)；大批量生產(chǎn)的車床，采用多主軸自動機床的布局。大批量生產(chǎn)的車床，采用多主軸自動機床的布局。 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1結(jié)構(gòu)布局方案結(jié)構(gòu)布局方案 5 5）影響機床總體布局的主要因素）影響機床總體布局的主要因素 （4）宜人性要求）宜人性要求 普通車床臥式布局，便于操作和觀察；普通車床臥式布局，便于操作和觀察；鉆床為立式布局，也是為了便于操作和觀察；鉆床為立式布局，也是為了便于操作和觀察；數(shù)控車床為傾斜床身布局，既方便操作，也便于排數(shù)控車床為傾斜床身布局，既方便操作，也便于排屑；屑；大型或重型

44、機床采用落地式布局或?qū)⒒A(chǔ)件落入到大型或重型機床采用落地式布局或?qū)⒒A(chǔ)件落入到地坑中，便于裝卸工件和操作。地坑中，便于裝卸工件和操作。 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 2總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計 總體結(jié)構(gòu)草圖又稱總體結(jié)構(gòu)草圖又稱機床的聯(lián)系尺寸圖機床的聯(lián)系尺寸圖。表示了機床。表示了機床的基本布局方案、主要部件的輪廓尺寸、部件間的相互的基本布局方案、主要部件的輪廓尺寸、部件間的相互位置和運動行程等。設(shè)計過程如下：位置和運動行程等。設(shè)計過程如下： （1）根據(jù)主參數(shù)確定各執(zhí)行件的外輪廓尺寸及相對）根據(jù)主參數(shù)確定各執(zhí)行件的外輪廓尺寸及相對初始位置，要注意裝卸工件高度對其影響；初始位置，

45、要注意裝卸工件高度對其影響；（2）確定各執(zhí)行件的運動空間（或行程）；）確定各執(zhí)行件的運動空間（或行程）；（3）確定與執(zhí)行件相連接部分的輪廓尺寸。如按導(dǎo)）確定與執(zhí)行件相連接部分的輪廓尺寸。如按導(dǎo)向精度和剛度要求確定導(dǎo)軌的截面形狀與輪廓尺寸；向精度和剛度要求確定導(dǎo)軌的截面形狀與輪廓尺寸；（4） 初步確定與執(zhí)行件相關(guān)的支承件輪廓尺寸；初步確定與執(zhí)行件相關(guān)的支承件輪廓尺寸； 三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計三、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 2總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計 （5）確定其它支承件的輪廓尺寸。注意傳動裝置、）確定其它支承件的輪廓尺寸。注意傳動裝置、電氣系統(tǒng)、液壓氣動系統(tǒng)、冷卻潤滑、排屑、防護罩、電氣系統(tǒng)、液壓氣

46、動系統(tǒng)、冷卻潤滑、排屑、防護罩、操作、維護、搬運等的影響；操作、維護、搬運等的影響；（6）進行目標(biāo)評價及修改。如結(jié)構(gòu)模塊化、造型比）進行目標(biāo)評價及修改。如結(jié)構(gòu)模塊化、造型比例、總體剛度和精度、標(biāo)準(zhǔn)化程度等。并進行初步的色例、總體剛度和精度、標(biāo)準(zhǔn)化程度等。并進行初步的色彩設(shè)計；彩設(shè)計；（7）完成聯(lián)系尺寸圖設(shè)計，劃分部件及編號；）完成聯(lián)系尺寸圖設(shè)計，劃分部件及編號；（8）進行總體結(jié)構(gòu)方案的綜合評價說明。）進行總體結(jié)構(gòu)方案的綜合評價說明。 第四節(jié)第四節(jié) 主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計 主參數(shù)（主要規(guī)格）：表示機床的加工范圍主參數(shù)（主要規(guī)格）：表示機床的加工范圍 系列化設(shè)計系列化設(shè)計機床的主參數(shù)已規(guī)

47、定在機床的主參數(shù)已規(guī)定在GB/T15375-1994GB/T15375-1994機床主要技術(shù)參數(shù)包括：機床主要技術(shù)參數(shù)包括：主參數(shù)主參數(shù)與基本參數(shù)與基本參數(shù) 基本參數(shù)：尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)基本參數(shù)：尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù) （一）主參數(shù)（一）主參數(shù) 通用機床按國家標(biāo)準(zhǔn)；通用機床按國家標(biāo)準(zhǔn)；專用機床以工件為參考。專用機床以工件為參考。 （二）基本參數(shù)（二）基本參數(shù) 1尺寸參數(shù)尺寸參數(shù) 指機床及主要零部件的主要尺寸和相對位置參數(shù)。指機床及主要零部件的主要尺寸和相對位置參數(shù)。（1）與被加工零件有關(guān)的尺寸）與被加工零件有關(guān)的尺寸如臥式車床刀架上最大加工直徑；立式加工中心主如臥式車床刀架上最

48、大加工直徑；立式加工中心主軸到工作臺面的最大距離等。軸到工作臺面的最大距離等。（2）標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具的安裝尺寸）標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具的安裝尺寸如臥式車床主軸莫氏錐孔和前端外輪廓尺寸，液壓如臥式車床主軸莫氏錐孔和前端外輪廓尺寸，液壓油缸在主軸上的安裝尺寸；加工中心工作臺的油缸在主軸上的安裝尺寸；加工中心工作臺的“T”形槽形槽數(shù)量與尺寸等。數(shù)量與尺寸等。 2. 運動參數(shù)運動參數(shù)機床執(zhí)行件的速度機床執(zhí)行件的速度 1 1）主運動參數(shù)）主運動參數(shù)當(dāng)主運動為主軸轉(zhuǎn)速時要確定：當(dāng)主運動為主軸轉(zhuǎn)速時要確定： nmax=1000vmax/dmin nmin=1000vmin/dmax Rn= nmax / nmin

49、式中式中 vmax、vmin 典型加工的切削速度典型加工的切削速度（m/min）。 由調(diào)查或統(tǒng)計資料確定；由調(diào)查或統(tǒng)計資料確定； dmax、dmin與與nmax、nmin對應(yīng)的常用經(jīng)濟加工直對應(yīng)的常用經(jīng)濟加工直徑。徑。（二）運動參數(shù)（二）運動參數(shù) 1 1）主運動參數(shù)）主運動參數(shù)通用機床常用的經(jīng)濟加工直徑通用機床常用的經(jīng)濟加工直徑dmax、dmin： dmax=KD dmin =Rd dmax式中式中 D機床能加工的最大直徑機床能加工的最大直徑（mm）； K系數(shù)。臥式車床：系數(shù)。臥式車床：K =0.50.6； 搖臂鉆床：搖臂鉆床：K=1.0； Rd計算直徑范圍。通常?。河嬎阒睆椒秶?。通常?。篟d

50、 =0.20.25。（二）運動參數(shù)（二）運動參數(shù) 1 1主運動參數(shù)主運動參數(shù)例：確定例：確定400mm臥式車床主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速。臥式車床主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速。解：通用車床：解：通用車床：K =0.5 Rd =0.251最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速通常用硬質(zhì)合金刀具精車小直徑鋼材或有色金屬。通常用硬質(zhì)合金刀具精車小直徑鋼材或有色金屬。（1）用碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀具精車小直徑鋼材）用碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀具精車小直徑鋼材 取取vmax =442 m/min dmax=KD=0.5400=200 mm dmin= Rd dmax=0.25200=50 mm nmax=1000vmax/dmin =100044

51、2/3.1450=2815 r/min（2）精車小直徑有色金屬）精車小直徑有色金屬 取取vmax =2000m/min nmax=1000vmax/dmin =10002000/3.1450=12739 r/min受三爪卡盤的轉(zhuǎn)速限制，普通數(shù)控車床轉(zhuǎn)速：受三爪卡盤的轉(zhuǎn)速限制，普通數(shù)控車床轉(zhuǎn)速： nmax=30004000 r/min。 2最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速 用高速鋼刀具粗車鑄鐵件或加工合金鋼絲杠。用高速鋼刀具粗車鑄鐵件或加工合金鋼絲杠。（1）粗車鑄鐵件）粗車鑄鐵件 取取 vmin =15m/min nmin=1000vmin/dmax =100015/3.14200=24r/min（2） 加工合

52、金鋼絲杠加工合金鋼絲杠 400mm臥式車床加工絲杠的最大直徑多為：臥式車床加工絲杠的最大直徑多為： dmax=4050mm 取取 vmin =1.5m/min nmin=1000vmin/dmax =10001.5/3.1450=9.55r/min 然后根據(jù)變速系統(tǒng)可實現(xiàn)的變速范圍、經(jīng)濟性等要然后根據(jù)變速系統(tǒng)可實現(xiàn)的變速范圍、經(jīng)濟性等要求，總體平衡后確定其求，總體平衡后確定其nmax、nmin、Rn。最后求出主軸的。最后求出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列。轉(zhuǎn)速數(shù)列。（二）運動參數(shù)（二）運動參數(shù) 2 2進給運動參數(shù)進給運動參數(shù) 依據(jù)加工表面粗糙度和加工效率的要求。依據(jù)加工表面粗糙度和加工效率的要求。 1）連續(xù)進

53、給的計量單位連續(xù)進給的計量單位（1）單刃刀具）單刃刀具每轉(zhuǎn)進給量：每轉(zhuǎn)進給量：fr（mm/r）每分鐘進給速度：每分鐘進給速度：F=nfr（mm/min）式中式中 n主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。（2）多刃刀具）多刃刀具刀齒進給量：刀齒進給量：fz（mm/（zr）每轉(zhuǎn)進給量：每轉(zhuǎn)進給量：fr=zfz（mm/r）每分鐘進給速度：每分鐘進給速度：F =nfr= z nfz（mm/min）（二）運動參數(shù)（二）運動參數(shù) 2 2進給運動參數(shù)進給運動參數(shù) （1）等比數(shù)列）等比數(shù)列（2）等差數(shù)列）等差數(shù)列（3）無級進給量）無級進給量2）最大最小進給量最大最小進給量考慮精細車和強力切削要求確定：考慮精細車和強

54、力切削要求確定： frmin、frmax；或fzmin、fzmax。并求出：并求出： Fmin、F max。 3.3.轉(zhuǎn)速的合理排列轉(zhuǎn)速的合理排列（三）動力參數(shù)（三）動力參數(shù) 1 1主運動電動機功率主運動電動機功率 P主= P切+ P空+ P附式中式中 P主主運動電動機功率主運動電動機功率（kW）； P切消耗于切削的功率，又稱有效功率消耗于切削的功率，又稱有效功率(kW)； P空空載功率（空載功率（kW）；）； P附因載荷增加的附加功率因載荷增加的附加功率（kW）。 （1）P切的計算的計算 P切=Fzv切/60000式中式中 Fz主切削力主切削力（N）； v切切削速度切削速度（m/min）。F

55、z、v切的確定：的確定： 專用機床依據(jù)特定工序；專用機床依據(jù)特定工序； 通用機床依據(jù)典型切削統(tǒng)計比較。通用機床依據(jù)典型切削統(tǒng)計比較。（三）動力參數(shù)（三）動力參數(shù) 1 1主運動電動機功率主運動電動機功率 P主= P切+ P空+ P附（2）P空的計算的計算指主運動空轉(zhuǎn)時，傳動件的摩擦、攪油、克服空氣指主運動空轉(zhuǎn)時，傳動件的摩擦、攪油、克服空氣阻力等消耗的功率。阻力等消耗的功率。與載荷無關(guān)，與傳動件或軸承預(yù)緊程度、裝配質(zhì)量與載荷無關(guān)，與傳動件或軸承預(yù)緊程度、裝配質(zhì)量有關(guān)，隨傳動件轉(zhuǎn)速提高和傳動件數(shù)量的增加而增大。有關(guān)，隨傳動件轉(zhuǎn)速提高和傳動件數(shù)量的增加而增大。 中型機床主傳動鏈的空載功率估算公式：中型機床主傳動鏈的空載功率估算公式： P空=Kd平均（ni+Cn主）/955000 其中： C= C1 d主/ d平均 式中式中 d平均所有傳動軸軸頸的平均直徑所有傳動軸軸頸的平均直徑（mm）； ni各傳動軸的轉(zhuǎn)速之和各傳動軸的轉(zhuǎn)速之和（r/min）； （三）動力參數(shù)（三）動力參數(shù) 1 1主運動電動機功率主運動電動機功率