機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)2

1、第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)第二章第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論第三節(jié)第三節(jié) 金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)返回主頁(yè)返回主頁(yè)退出退出上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)第五節(jié)第五節(jié) 進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.1 2.1 概概 述述一、機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求一、機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求二、機(jī)床設(shè)計(jì)方法二、機(jī)床設(shè)計(jì)方法三、機(jī)床設(shè)計(jì)步驟三、機(jī)床設(shè)計(jì)步驟上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返

2、回主頁(yè)返回本章返回本章第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)（一）工藝范圍（一）工藝范圍 ：指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力，也稱為：指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力，也稱為機(jī)床的加工能力。機(jī)床的加工能力。 1.1.包括可加工的工件類型、加工方法、加工表面形狀、材料、包括可加工的工件類型、加工方法、加工表面形狀、材料、工件和加工尺寸范圍、毛坯類型等。工件和加工尺寸范圍、毛坯類型等。 2.2.機(jī)床的工藝范圍主要取決于使用于什么樣的生產(chǎn)模式。大機(jī)床的工藝范圍主要取決于使用于什么樣的生產(chǎn)模式。大批量采用專用機(jī)床；單件小批量采用普通機(jī)床或通用機(jī)床；多批量采用專用機(jī)床；單件小批量采用普通機(jī)床或通用機(jī)床；多品種小批量專門化機(jī)床

3、。品種小批量專門化機(jī)床。 3.3.機(jī)床的工藝范圍直接影響到機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、設(shè)計(jì)制造機(jī)床的工藝范圍直接影響到機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、設(shè)計(jì)制造成本、加工效率和自動(dòng)化程度。成本、加工效率和自動(dòng)化程度。 （二）柔性：是指其適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。包括空間的柔（二）柔性：是指其適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。包括空間的柔性和時(shí)間上的柔性。性和時(shí)間上的柔性。退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)2.1.1 2.1.1 機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（三）與物流系統(tǒng)的可親接近性（三）與物流系統(tǒng)的可親接近性 ： 是指機(jī)床與物流系統(tǒng)之間進(jìn)行物料流動(dòng)的方便程度。是指機(jī)床與物流系統(tǒng)之間進(jìn)行物

4、料流動(dòng)的方便程度。（四）剛度：（四）剛度： 加工過(guò)程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相對(duì)于工件在加工過(guò)程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相對(duì)于工件在影響影響加工精度方向變形的能力。包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)剛度、熱態(tài)剛度。加工精度方向變形的能力。包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)剛度、熱態(tài)剛度。（五）精度：（五）精度： 保證能加工出一定精度的工件，作為母機(jī)的機(jī)床必須具保證能加工出一定精度的工件，作為母機(jī)的機(jī)床必須具有更有更高的精度要求。分為機(jī)床本身的精度和工作精度。本身精度有分高的精度要求。分為機(jī)床本身的精度和工作精度。本身精度有分為：幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度、傳動(dòng)精度和定位精度。為：幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度、傳動(dòng)精度和定位精度。 （六）噪

5、聲（六）噪聲（七）成產(chǎn)率和自動(dòng)化（七）成產(chǎn)率和自動(dòng)化 （八）成本（八）成本 （九）生產(chǎn)周期（九）生產(chǎn)周期 （十）可靠性（十）可靠性 （十一）造型與色彩（十一）造型與色彩第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)2.1.1 2.1.1 機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)2.1.2 2.1.2 機(jī)床設(shè)計(jì)方法機(jī)床設(shè)計(jì)方法返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè) （一）機(jī)床設(shè)計(jì)（一）機(jī)床設(shè)計(jì)正在向著正在向著“以系統(tǒng)為主的機(jī)床設(shè)計(jì)以系統(tǒng)為主的機(jī)床設(shè)計(jì)”方向發(fā)展，即在方向發(fā)展，即在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)要考慮它如何更好的適應(yīng)機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)

6、要考慮它如何更好的適應(yīng)FMSFMS等先進(jìn)制造系統(tǒng)的要求，例如等先進(jìn)制造系統(tǒng)的要求，例如要求具有時(shí)、空柔性，與物流的可親性等等。要求具有時(shí)、空柔性，與物流的可親性等等。（二）機(jī)床設(shè)計(jì)方法（二）機(jī)床設(shè)計(jì)方法是根據(jù)其設(shè)計(jì)類型而定。通用機(jī)床采用系列化設(shè)計(jì)是根據(jù)其設(shè)計(jì)類型而定。通用機(jī)床采用系列化設(shè)計(jì)方法。系列中基型產(chǎn)品屬創(chuàng)新設(shè)計(jì)類型，其他屬變形設(shè)計(jì)類型。有些類方法。系列中基型產(chǎn)品屬創(chuàng)新設(shè)計(jì)類型，其他屬變形設(shè)計(jì)類型。有些類型，如組合機(jī)床屬組合設(shè)計(jì)類型。型，如組合機(jī)床屬組合設(shè)計(jì)類型。（三）在創(chuàng)新設(shè)計(jì)類型中，機(jī)床總體方案的產(chǎn)生方法可采用（三）在創(chuàng)新設(shè)計(jì)類型中，機(jī)床總體方案的產(chǎn)生方法可采用分析式設(shè)計(jì)分析式設(shè)計(jì)或

7、或創(chuàng)成式設(shè)計(jì)創(chuàng)成式設(shè)計(jì)。前者是用類比分析、推理方法產(chǎn)生方案；后者用創(chuàng)成解。前者是用類比分析、推理方法產(chǎn)生方案；后者用創(chuàng)成解析的方法生成方案，創(chuàng)新能力強(qiáng)，尚在研究發(fā)展之中。析的方法生成方案，創(chuàng)新能力強(qiáng)，尚在研究發(fā)展之中。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) （二）總體設(shè)計(jì)：（二）總體設(shè)計(jì)： 內(nèi)容（運(yùn)動(dòng)功能、基本參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、總體結(jié)構(gòu)內(nèi)容（運(yùn)動(dòng)功能、基本參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、總體結(jié)構(gòu) 布局、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)）、設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)價(jià)與選擇、設(shè)計(jì)修改或優(yōu)化。布局、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)）、設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)價(jià)與選擇、設(shè)計(jì)修改或優(yōu)化。退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)2.1.3 2.1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)步驟返回主頁(yè)返回主頁(yè)進(jìn)入下一節(jié)進(jìn)入下一節(jié)

8、 （三）（三） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，各主要結(jié)構(gòu)的原理方案，設(shè)計(jì)部件裝配圖，對(duì)主要設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，各主要結(jié)構(gòu)的原理方案，設(shè)計(jì)部件裝配圖，對(duì)主要零件進(jìn)行分析計(jì)算或優(yōu)化，設(shè)計(jì)液壓原理圖和相應(yīng)的部件裝配圖，設(shè)計(jì)零件進(jìn)行分析計(jì)算或優(yōu)化，設(shè)計(jì)液壓原理圖和相應(yīng)的部件裝配圖，設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)原理圖和相應(yīng)的電氣安裝接線圖，設(shè)計(jì)和完善機(jī)床總裝配電氣控制系統(tǒng)原理圖和相應(yīng)的電氣安裝接線圖，設(shè)計(jì)和完善機(jī)床總裝配圖和總聯(lián)系尺寸圖。圖和總聯(lián)系尺寸圖。 （一）確定結(jié)構(gòu)原理方案：（一）確定結(jié)構(gòu)原理方案： 用途、生產(chǎn)率、性能指標(biāo)、主要參數(shù)、用途、生產(chǎn)率、性能指標(biāo)、主要參數(shù)、 驅(qū)動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)原理、成驅(qū)動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)原理

9、、成本及本及生產(chǎn)周期。生產(chǎn)周期。 （六）（六） 定型設(shè)計(jì)定型設(shè)計(jì) 進(jìn)行實(shí)物樣機(jī)的制造、實(shí)驗(yàn)及評(píng)價(jià)。根據(jù)結(jié)果進(jìn)行修改，最終完成進(jìn)行實(shí)物樣機(jī)的制造、實(shí)驗(yàn)及評(píng)價(jià)。根據(jù)結(jié)果進(jìn)行修改，最終完成產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)。（五）機(jī)床整機(jī)綜合評(píng)價(jià)：（五）機(jī)床整機(jī)綜合評(píng)價(jià)： 整機(jī)性能評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，得到整機(jī)性能評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，得到數(shù)字化樣機(jī)（虛擬樣機(jī)）進(jìn)行仿真后，給出評(píng)價(jià)。數(shù)字化樣機(jī)（虛擬樣機(jī)）進(jìn)行仿真后，給出評(píng)價(jià)。 可以減少新產(chǎn)品研制風(fēng)險(xiǎn)，縮短研制周期、提高研制質(zhì)量。可以減少新產(chǎn)品研制風(fēng)險(xiǎn)，縮短研制周期、提高研制質(zhì)量。 （四）工藝設(shè)計(jì)（四）工藝

10、設(shè)計(jì)： 全部自制零件圖、編制標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和自制件明細(xì)表，撰寫設(shè)計(jì)全部自制零件圖、編制標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和自制件明細(xì)表，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書、使用說(shuō)明書，制定機(jī)床的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文件。說(shuō)明書、使用說(shuō)明書，制定機(jī)床的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文件。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)進(jìn)入下一節(jié)進(jìn)入下一節(jié)2.1.3 2.1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)步驟 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 2.2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論（一）（一）上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返回主頁(yè)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理 機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究、分析和實(shí)機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究、

11、分析和實(shí)現(xiàn)機(jī)床期望的加工功能所需要的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)機(jī)床期望的加工功能所需要的運(yùn)動(dòng)功能配置。掌握了機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)就功能配置。掌握了機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)就可對(duì)任何機(jī)床的工作原理進(jìn)行學(xué)習(xí)和可對(duì)任何機(jī)床的工作原理進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析。分析。返回本章返回本章第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)一、機(jī)床的工作原理一、機(jī)床的工作原理金屬切削機(jī)床的基本功能金屬切削機(jī)床的基本功能: :是提供切削加工所必須的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。是提供切削加工所必須的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。其基本工作原理是：其基本工作原理是：通過(guò)刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由刀具通過(guò)刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料，形

12、成工件加工表面的幾何切除工件加工表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達(dá)到其精度要求。形狀、尺寸，并達(dá)到其精度要求。工件表面的形成方法工件表面的形成方法機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)2.2.1 2.2.1 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié) 工件表面的形成方法工件表面的形成方法返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)幾何表面的形成原理圖示幾何表面的形成原理圖示發(fā)生線的形成圖示發(fā)生線的形成圖示發(fā)生線的形成：發(fā)生線的形成：1 1）軌跡法（描述法）軌跡法（描述法） 2 2）成型法（仿形法）成型法（仿形法） 3 3）相切法（旋切法）相切法（

13、旋切法） 4 4）范成法（滾切法）范成法（滾切法）幾何表面的形成原理圖示幾何表面的形成原理圖示12a) 平面平面12b) 圓柱面圓柱面12c) 平面平面12d) 圓錐面圓錐面1母線母線2導(dǎo)線導(dǎo)線發(fā)生線的形成圖示發(fā)生線的形成圖示1fnn1.fn1n21a)軌跡法c)創(chuàng)成法b)成型法fn1n2fd)相切法e)展成法a)點(diǎn)刃車刀車外圓柱面點(diǎn)刃車刀車外圓柱面 b)寬刃車刀車外圓柱面寬刃車刀車外圓柱面 c)砂輪磨外圓柱面砂輪磨外圓柱面 d)盤銑刀銑外圓柱面盤銑刀銑外圓柱面 e)滾齒加工滾齒加工機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)1.1.工藝分析工藝分析2.2.選取坐標(biāo)系：選取坐標(biāo)系：機(jī)床坐標(biāo)系一般采

14、用直角坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系一般采用直角坐標(biāo)系。 各運(yùn)動(dòng)部件的局部坐標(biāo)系以下各運(yùn)動(dòng)部件的局部坐標(biāo)系以下3 3種方法：種方法： 1 1）固定在運(yùn)動(dòng)部件上；）固定在運(yùn)動(dòng)部件上；2 2）與機(jī)床坐標(biāo)系方向一致；）與機(jī)床坐標(biāo)系方向一致； 3 3）有斜置式運(yùn)動(dòng)時(shí)，按機(jī)床坐標(biāo)系選取。）有斜置式運(yùn)動(dòng)時(shí)，按機(jī)床坐標(biāo)系選取。3.3.寫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式：寫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式：表示機(jī)床的運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)、形式、功能表示機(jī)床的運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)、形式、功能（主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)p p、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f f，非成形運(yùn)動(dòng)，非成形運(yùn)動(dòng)a a）及排列順序。左邊寫及排列順序。左邊寫工件工件W W，右邊寫，右邊寫刀具刀具T T，中間寫運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)順序排列，中間

15、寫運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)順序排列，并用并用“/”/”分開(kāi)，分開(kāi)，CpCp主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)ZfBaYaCpCfW/W/C Cf f，YaZYaZf fBaBa，Cp/TCp/T4.畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能圖畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能圖(例：滾齒機(jī)）例：滾齒機(jī)） 是將機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能式用簡(jiǎn)潔的是將機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能式用簡(jiǎn)潔的符號(hào)和圖形表達(dá)出來(lái)，是識(shí)別、分符號(hào)和圖形表達(dá)出來(lái)，是識(shí)別、分析和設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的依據(jù)。析和設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的依據(jù)。機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)機(jī)床運(yùn)動(dòng)

16、功能方案設(shè)計(jì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)5.5.繪制機(jī)床傳動(dòng)原理圖繪制機(jī)床傳動(dòng)原理圖 只表示運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式、功能及排列順序，不表示運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。只表示運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式、功能及排列順序，不表示運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。若將動(dòng)力源與執(zhí)行件、各執(zhí)行件之間的運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)關(guān)系同時(shí)表示出來(lái)，就是傳若將動(dòng)力源與執(zhí)行件、各執(zhí)行件之間的運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)關(guān)系同時(shí)表示出來(lái)，就是傳動(dòng)原理圖。動(dòng)原理圖。u uv v_-_-主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比，主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比，u uf f- -進(jìn)給傳動(dòng)比，進(jìn)給傳動(dòng)比，u ui i- -內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)比。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)比。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)

17、計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè) 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 2.2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返回主頁(yè) 1.1.幾何精度幾何精度: :機(jī)床在空載低速時(shí)各主要部件的形狀、相互位置和相對(duì)運(yùn)機(jī)床在空載低速時(shí)各主要部件的形狀、相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確程度。動(dòng)的精確程度。 2.2.運(yùn)動(dòng)精度：運(yùn)動(dòng)精度：機(jī)床空載以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件的幾何位置位置機(jī)床空載以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件的幾何位置位置精度；精度； 3.3.傳動(dòng)精度：傳動(dòng)精度：機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)各末端執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性和均勻性。機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)各末端執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)

18、協(xié)調(diào)性和均勻性。 4.4.定位精度：定位精度：機(jī)床的定位部件運(yùn)動(dòng)到規(guī)定位置的精度；機(jī)床的定位部件運(yùn)動(dòng)到規(guī)定位置的精度； 5.5.重復(fù)定位精度：重復(fù)定位精度：機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件在相同條件下，用同樣方法重復(fù)定位機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件在相同條件下，用同樣方法重復(fù)定位時(shí)，位置的一致程度；時(shí)，位置的一致程度； 6.6.工作精度：工作精度：加工規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機(jī)床的工作精加工規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機(jī)床的工作精度；度； 7.7.精度保持性：精度保持性：在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)，保持機(jī)床所要求的精度。在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)，保持機(jī)床所要求的精度。（二）（二）精度精度（三）（三）剛度剛度返回本章返回本章 指機(jī)床

19、受載時(shí)抵抗變形的能力，公式：指機(jī)床受載時(shí)抵抗變形的能力，公式：yFk 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 2.2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返回主頁(yè)（四）（四）抗振性抗振性返回本章返回本章 指機(jī)床在交變載荷作用下，抵抗變形的能力，包括抵抗受迫振指機(jī)床在交變載荷作用下，抵抗變形的能力，包括抵抗受迫振動(dòng)的能力和抵抗自激振動(dòng)的能力，也稱為切削穩(wěn)定性。動(dòng)的能力和抵抗自激振動(dòng)的能力，也稱為切削穩(wěn)定性。1.1.受迫振動(dòng)：受迫振動(dòng)：來(lái)自于機(jī)床內(nèi)部，如高速回轉(zhuǎn)零件的不平衡。避免來(lái)自于機(jī)床內(nèi)部，如高速回轉(zhuǎn)零件的不平衡。避免共振現(xiàn)象產(chǎn)生。共振現(xiàn)象產(chǎn)生。

20、2.2.自激振動(dòng)：自激振動(dòng)：是發(fā)生在刀具和工件之間的一種是發(fā)生在刀具和工件之間的一種相對(duì)振動(dòng)。也稱為切削穩(wěn)定性。相對(duì)振動(dòng)。也稱為切削穩(wěn)定性。影響機(jī)械振動(dòng)的主要原因：影響機(jī)械振動(dòng)的主要原因： 機(jī)床剛度、阻尼特性、系統(tǒng)的固有頻率。機(jī)床剛度、阻尼特性、系統(tǒng)的固有頻率。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 2.2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返回主頁(yè)（五）（五）熱變形熱變形返回本章返回本章 指機(jī)床在工作時(shí)受到內(nèi)部熱源和外部熱源的影響，使機(jī)床的溫度指機(jī)床在工作時(shí)受到內(nèi)部熱源和外部熱源的影響，使機(jī)床的溫度高于環(huán)境溫度，稱為溫升。由于各部位溫升不同

21、，不同材料的熱膨脹高于環(huán)境溫度，稱為溫升。由于各部位溫升不同，不同材料的熱膨脹系數(shù)不同。所以各部分材料產(chǎn)生的熱膨脹量不同，導(dǎo)致機(jī)床床身、主系數(shù)不同。所以各部分材料產(chǎn)生的熱膨脹量不同，導(dǎo)致機(jī)床床身、主軸和刀架等構(gòu)件產(chǎn)生變形。軸和刀架等構(gòu)件產(chǎn)生變形。采取措施：采取措施： 減少熱源發(fā)熱量；將熱源置于宜散熱位置，增加散熱面積和強(qiáng)制冷減少熱源發(fā)熱量；將熱源置于宜散熱位置，增加散熱面積和強(qiáng)制冷卻；采用熱管將溫升較高的熱量轉(zhuǎn)移，減少溫差；采用自動(dòng)控制、溫卻；采用熱管將溫升較高的熱量轉(zhuǎn)移，減少溫差；采用自動(dòng)控制、溫差補(bǔ)償及隔熱措施等。差補(bǔ)償及隔熱措施等。（六）（六）噪噪 聲聲 主要噪聲源：主要噪聲源： 機(jī)械噪

22、聲、液壓噪聲、電磁噪聲、機(jī)械噪聲、液壓噪聲、電磁噪聲、 空氣動(dòng)力噪聲?？諝鈩?dòng)力噪聲。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 2.2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返回主頁(yè)（七）（七）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性返回本章返回本章 機(jī)床上有些運(yùn)動(dòng)部件，需要做低速或微小移動(dòng)。當(dāng)?shù)退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)床上有些運(yùn)動(dòng)部件，需要做低速或微小移動(dòng)。當(dāng)?shù)退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件勻速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件會(huì)出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動(dòng)，也主動(dòng)件勻速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件會(huì)出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動(dòng)，也稱為爬行。稱為爬行。危危 害：害：影響機(jī)床的精度、工件的加工精度和表面粗糙度。影響機(jī)

23、床的精度、工件的加工精度和表面粗糙度。原原 因：因：是因摩擦產(chǎn)生的自激振動(dòng)現(xiàn)象。摩擦面上的摩擦系數(shù)隨速度是因摩擦產(chǎn)生的自激振動(dòng)現(xiàn)象。摩擦面上的摩擦系數(shù)隨速度的增加和傳動(dòng)系的剛度不足。的增加和傳動(dòng)系的剛度不足。措措 施：施：在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，應(yīng)減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差；提高在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，應(yīng)減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差；提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動(dòng)件的質(zhì)量等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動(dòng)件的質(zhì)量等。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.3 2.3 金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì) 一、機(jī)床系列型譜的制定一、機(jī)床系列型譜的制定二、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置二、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置三、機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)三、機(jī)床

24、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)退出退出返回主頁(yè)返回主頁(yè)四、機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)四、機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)返回本章返回本章第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè) 為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)不同部門對(duì)機(jī)床的要求，機(jī)床分成車、為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)不同部門對(duì)機(jī)床的要求，機(jī)床分成車、銑、刨、磨等銑、刨、磨等1111大類大類通用機(jī)床。每一類機(jī)床又分為大小不通用機(jī)床。每一類機(jī)床又分為大小不同的幾種同的幾種規(guī)格規(guī)格。國(guó)家根據(jù)機(jī)床生產(chǎn)和使用情況，規(guī)定了每。國(guó)家根據(jù)機(jī)床生產(chǎn)和使用情況，規(guī)定了每一種通用機(jī)床的主參數(shù)一種通用機(jī)床的主參數(shù)系列系列。 通常按照該類機(jī)床的主參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，先確定一種用途最

25、廣通常按照該類機(jī)床的主參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，先確定一種用途最廣、需求量較大的機(jī)床系列作為、需求量較大的機(jī)床系列作為“基型系列基型系列”，然后派生出若，然后派生出若干干變形機(jī)床變形機(jī)床。 系列型譜的制定對(duì)機(jī)床工業(yè)發(fā)展大有好處。由于基型和系列型譜的制定對(duì)機(jī)床工業(yè)發(fā)展大有好處。由于基型和變形機(jī)床之間大部分零件通用，可以大大較少設(shè)計(jì)工作量變形機(jī)床之間大部分零件通用，可以大大較少設(shè)計(jì)工作量，提高零部件的生產(chǎn)批量，縮短制造成本，提高機(jī)床品質(zhì)。，提高零部件的生產(chǎn)批量，縮短制造成本，提高機(jī)床品質(zhì)。2.3.1 2.3.1 機(jī)床系列型譜的制定機(jī)床系列型譜的制定 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)2.3.1 2.

26、3.1 機(jī)床系列型譜的制定機(jī)床系列型譜的制定返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)中型臥式機(jī)床的簡(jiǎn)略系列型譜表中型臥式機(jī)床的簡(jiǎn)略系列型譜表 型式型式最大最大工件直徑工件直徑/mm萬(wàn)萬(wàn) 能能式式馬馬鞍鞍式式提提高高精精度度無(wú)無(wú)絲絲杠杠式式卡卡盤盤式式球球面面加加工工端端面面車車床床2503204005006308001000注：注： 基型，基型， 變型變型第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)設(shè)置的方法和步驟：設(shè)置的方法和步驟： 1.1.工藝分析：工藝分析： 對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床的工藝范圍進(jìn)行分析，對(duì)于通用機(jī)床確定加工工件對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床的工藝范圍進(jìn)行分析，對(duì)于通用機(jī)床確定加

27、工工件的類型，選擇典型零件分析，然后選擇恰當(dāng)?shù)募庸し椒āＴO(shè)計(jì)時(shí)考慮可的類型，選擇典型零件分析，然后選擇恰當(dāng)?shù)募庸し椒?。設(shè)計(jì)時(shí)考慮可達(dá)到的生產(chǎn)率和加工精度、機(jī)床制造成本和操作維護(hù)方便程度等因素。達(dá)到的生產(chǎn)率和加工精度、機(jī)床制造成本和操作維護(hù)方便程度等因素。 2.2.機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置：機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置： a.a.分析式設(shè)計(jì)：分析式設(shè)計(jì)：參考現(xiàn)有同類機(jī)床設(shè)計(jì)，然后仿真分析；參考現(xiàn)有同類機(jī)床設(shè)計(jì)，然后仿真分析； b.b.解析式設(shè)計(jì)：解析式設(shè)計(jì)：采用創(chuàng)成原理，求出所有可能方案，然后通過(guò)仿真分采用創(chuàng)成原理，求出所有可能方案，然后通過(guò)仿真分析評(píng)定方案的可行性和優(yōu)劣。析評(píng)定方案的可行性和優(yōu)劣。 3.3.寫出機(jī)

28、床的運(yùn)動(dòng)功能式，畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能圖寫出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能式，畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能圖 根據(jù)以上評(píng)定結(jié)果，選擇機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能配置。在寫出運(yùn)動(dòng)功能式、根據(jù)以上評(píng)定結(jié)果，選擇機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能配置。在寫出運(yùn)動(dòng)功能式、畫出運(yùn)動(dòng)功能圖。畫出運(yùn)動(dòng)功能圖。2.3.2 2.3.2 機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（一）運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)（一）運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì) 機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式描述了刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但基礎(chǔ)支承件機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式描述了刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但基礎(chǔ)支承件設(shè)在何處（即接地）尚未確定，這就設(shè)計(jì)到運(yùn)動(dòng)功能的分配問(wèn)題。設(shè)在何處（即接地）尚未

29、確定，這就設(shè)計(jì)到運(yùn)動(dòng)功能的分配問(wèn)題。 運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)就是確定運(yùn)動(dòng)功能式中運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)就是確定運(yùn)動(dòng)功能式中“接地接地”的位置，用的位置，用符號(hào)符號(hào)“”表示，符號(hào)表示，符號(hào)左側(cè)左側(cè)的運(yùn)動(dòng)由的運(yùn)動(dòng)由工件工件完成，完成，右側(cè)右側(cè)運(yùn)動(dòng)由運(yùn)動(dòng)由刀具刀具完成完成如如銑床的運(yùn)動(dòng)功能式：銑床的運(yùn)動(dòng)功能式：W/W/XfXf, , ZfZf, , YfYf, Cp/T, Cp/T，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)分配式：，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)分配式： 臥式升降臺(tái)銑床：臥式升降臺(tái)銑床： W/W/XfXf, , ZfZf, , YfYf Cp/T Cp/T 臥式立柱移動(dòng)式銑床：臥式立柱移動(dòng)式銑床： W/W/XfXf ZfZf, , YfYf,

30、Cp/T, Cp/T 2.3.3 2.3.3 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（一）運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)（一）運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)選用原則（四條原則）：選用原則（四條原則）：1.1.將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件（將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件（“避重就輕避重就輕”） W/W/XfXf, , ZfZf, , YfYf Cp/T Cp/T ； W/ W/ XfXf, , ZfZf, , YfYf, Cp/T , Cp/T 2.2.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度3.3.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高運(yùn)

31、動(dòng)部件的剛度運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高運(yùn)動(dòng)部件的剛度4.4.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)視工件形狀而定運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)視工件形狀而定2.3.3 2.3.3 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（二）結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)：（二）結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)：立式、臥式、斜置式2.3.3 2.3.3 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) （三）機(jī)床總體結(jié)構(gòu)的概略形狀與尺寸設(shè)計(jì)（三）機(jī)床總體結(jié)構(gòu)的概略形狀與尺寸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是：設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是：機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)階段評(píng)價(jià)后所保留的機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)階段評(píng)價(jià)后所保留的機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局形態(tài)圖，驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)果，

32、機(jī)床動(dòng)力參數(shù)及加機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局形態(tài)圖，驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)果，機(jī)床動(dòng)力參數(shù)及加工空間尺寸參數(shù)，以及機(jī)床整機(jī)的剛度及精度分配。工空間尺寸參數(shù)，以及機(jī)床整機(jī)的剛度及精度分配。設(shè)計(jì)過(guò)程：設(shè)計(jì)過(guò)程：1.1.首先確定末端執(zhí)行間的概略形狀與尺寸；首先確定末端執(zhí)行間的概略形狀與尺寸；2.2.設(shè)計(jì)末端執(zhí)行件與其相鄰的下一個(gè)功能部件的結(jié)合部的形式和概略尺寸設(shè)計(jì)末端執(zhí)行件與其相鄰的下一個(gè)功能部件的結(jié)合部的形式和概略尺寸3.3.根據(jù)導(dǎo)軌結(jié)合部的設(shè)計(jì)結(jié)果和該運(yùn)動(dòng)的形成尺寸同時(shí)考慮剛度要求，確根據(jù)導(dǎo)軌結(jié)合部的設(shè)計(jì)結(jié)果和該運(yùn)動(dòng)的形成尺寸同時(shí)考慮剛度要求，確定下移功能件形狀與尺寸；定下移功能件形狀與尺寸；4.4.重復(fù)上述過(guò)程

33、，直至全部基礎(chǔ)支承件（底座、立柱、床身等）設(shè)計(jì)完畢重復(fù)上述過(guò)程，直至全部基礎(chǔ)支承件（底座、立柱、床身等）設(shè)計(jì)完畢5.5.若要進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)，則可將功能部件細(xì)分為子部件；若要進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)，則可將功能部件細(xì)分為子部件；臥臥式式機(jī)機(jī)床床立立式式機(jī)機(jī)床床臥式支承臥式支承 “”立立式式支支承承 “|”單單臂臂支支承承 “ ”龍龍門門式式支支承承 “”第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)2.3.3 2.3.3 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) （三）機(jī)床總體結(jié)構(gòu)的概略形狀與尺寸設(shè)計(jì)（三）機(jī)床總體結(jié)構(gòu)的概略形狀與尺寸設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的主要因素有：評(píng)價(jià)的主

34、要因素有：1 1）性能）性能 2 2）制造成本）制造成本 3 3）制造周期）制造周期 4 4）生產(chǎn)率）生產(chǎn)率 5 5）與物流的可親性）與物流的可親性 6 6）外觀造型）外觀造型 7 7）機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)修改與確定）機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)修改與確定 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（一）主參數(shù)和尺寸參數(shù)（一）主參數(shù)和尺寸參數(shù)2.3.4 2.3.4 機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括機(jī)床的包括機(jī)床的主參數(shù)主參數(shù)和和基本參數(shù)基本參數(shù)，基本參數(shù)可包，基本參數(shù)可包括括尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和和動(dòng)力參數(shù)動(dòng)

35、力參數(shù)。機(jī)床主參數(shù)機(jī)床主參數(shù): :代表機(jī)床規(guī)格大小代表機(jī)床規(guī)格大小/ /反映機(jī)床最大工作能力反映機(jī)床最大工作能力尺寸參數(shù)尺寸參數(shù): :機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，包括：機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，包括：1.1.與被加工零件有關(guān)的尺寸，如臥車最大加工工件長(zhǎng)度與被加工零件有關(guān)的尺寸，如臥車最大加工工件長(zhǎng)度2.2.標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具的安裝面尺寸，如臥車主軸錐孔及主軸前端尺寸標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具的安裝面尺寸，如臥車主軸錐孔及主軸前端尺寸例：例：CA6140CA6140型普通車型普通車 床的主要技術(shù)參數(shù)床的主要技術(shù)參數(shù) 1 1）主參數(shù)：工件最大回轉(zhuǎn)直徑）主參數(shù)：工件最大回轉(zhuǎn)直徑400mm400mm； 2 2）第二參數(shù)

36、：最大工件長(zhǎng)度）第二參數(shù)：最大工件長(zhǎng)度1000mm1000mm； 3 3）其它尺寸參數(shù)：刀架最大回轉(zhuǎn)直徑）其它尺寸參數(shù)：刀架最大回轉(zhuǎn)直徑 210mm210mm， 主軸內(nèi)孔直徑主軸內(nèi)孔直徑 48mm48mm。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)2.3.4 2.3.4 機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工作安裝部件（工作臺(tái)、刀架）的是指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工作安裝部件（工作臺(tái)、刀架）的運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)速度。1.1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù)：主運(yùn)動(dòng)參數(shù)：a.a.主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床：主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速：主

37、運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床：主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/dn=1000v/db.b.主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床：主運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以是刀具每分鐘往復(fù)次數(shù)，主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床：主運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以是刀具每分鐘往復(fù)次數(shù)， 也可是裝夾工件的工作臺(tái)的移動(dòng)速度。也可是裝夾工件的工作臺(tái)的移動(dòng)速度。(1)(1) 最低（最低（n nminmin）和最高（）和最高（n nmaxmax) )轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)速的確定 對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床可能進(jìn)行的工序進(jìn)行分析，從中選擇要求最高、最低對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床可能進(jìn)行的工序進(jìn)行分析，從中選擇要求最高、最低轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的典型工序，按照典型工序的切削速度和刀具（或工件）的直徑，速的典型工序，按照典型工序的切削速度

38、和刀具（或工件）的直徑，計(jì)算最計(jì)算最高、最低轉(zhuǎn)速高、最低轉(zhuǎn)速及及變速范圍變速范圍R R：min/min,/min,/minmaxmaxminminminmaxmaxrnnRrdv1000nrdv1000nn第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：1.1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)參數(shù)2.3.4 2.3.4 機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 通用機(jī)床的通用機(jī)床的dmaxdmax和和dmindmin是指經(jīng)濟(jì)加工直徑，對(duì)于通用機(jī)床，一般?。菏侵附?jīng)濟(jì)加工直徑，對(duì)于通用機(jī)床，一般?。簃axminmax,dRdKDdd確定機(jī)床主軸的最高轉(zhuǎn)速主要

39、考慮因素：確定機(jī)床主軸的最高轉(zhuǎn)速主要考慮因素：a.a. 機(jī)床主傳動(dòng)類型。機(jī)床主傳動(dòng)類型。普通機(jī)床，一般最高轉(zhuǎn)速普通機(jī)床，一般最高轉(zhuǎn)速2000r/min,2000r/min,數(shù)控機(jī)床采數(shù)控機(jī)床采用交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)變速，主軸最高轉(zhuǎn)速用交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)變速，主軸最高轉(zhuǎn)速5000-50000r/min.5000-50000r/min.b. b. 采用的刀具類型、材質(zhì)和切削角度：采用的刀具類型、材質(zhì)和切削角度：刀具的最大切削速度與其類型刀具的最大切削速度與其類型、材質(zhì)和切削角度有直接關(guān)系。、材質(zhì)和切削角度有直接關(guān)系。minmaxmaxdv1000n實(shí)例：實(shí)例：400mm普通車床普通車床nma

40、x和和nmin的確定的確定則則 dmaxKD0.5400200(mm) dmin Rddmax50 (mm) nmax1273(r/min) n nmaxmax的計(jì)算的計(jì)算據(jù)分析，用硬質(zhì)合金車刀對(duì)小直徑鋼材，半精車外圓時(shí)，主軸據(jù)分析，用硬質(zhì)合金車刀對(duì)小直徑鋼材，半精車外圓時(shí)，主軸n n最高，按最高，按經(jīng)驗(yàn)并參考切削用量手冊(cè)。經(jīng)驗(yàn)并參考切削用量手冊(cè)。取取 v vmaxmax200m/min200m/min，k k0.50.5，R Rd d0.250.25刀具刀具材料材料 工件工件材料材料 零件零件形狀形狀 工工 序序 dmax(mm) vmin(m/min) nmin(r/min) 高速鋼高速鋼

41、 鑄鐵鑄鐵 盤類盤類 粗車粗車端面端面 40040015 15 11.9 11.9 高速鋼高速鋼 合金合金鋼材鋼材 圓棒料圓棒料 粗車梯粗車梯形螺紋形螺紋 50 50 1.5 1.5 9.559.55根據(jù)上表的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)該選擇：根據(jù)上表的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)該選擇： nmin9.55（r/min） nmin的計(jì)算的計(jì)算 據(jù)分析，下列兩道工序所要求的主軸轉(zhuǎn)速中較低的一個(gè)為據(jù)分析，下列兩道工序所要求的主軸轉(zhuǎn)速中較低的一個(gè)為主軸最低轉(zhuǎn)速。主軸最低轉(zhuǎn)速。 maxminmin1000dvn nmax、 nmin的確定的確定CA6140主軸的最低轉(zhuǎn)速為主軸的最低轉(zhuǎn)速為10 r/min，最高轉(zhuǎn)速為，最高轉(zhuǎn)速為14

42、00 r/min。與計(jì)算結(jié)果相符。與計(jì)算結(jié)果相符。考慮今后技術(shù)發(fā)展的儲(chǔ)備，新設(shè)計(jì)考慮今后技術(shù)發(fā)展的儲(chǔ)備，新設(shè)計(jì)400mm車床主軸車床主軸的轉(zhuǎn)速為：的轉(zhuǎn)速為： nmax1600（r/min）nmin10（r/min）Rn160 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：1.1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)參數(shù)3.3.4 3.3.4 機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) （2 2）主軸轉(zhuǎn)速的合理排列）主軸轉(zhuǎn)速的合理排列 確定了最大、最小轉(zhuǎn)速后，如采用確定了最大、最小轉(zhuǎn)速后，如采用有級(jí)變速有級(jí)變速，應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級(jí)。目，應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級(jí)。目前多數(shù)機(jī)床

43、主軸轉(zhuǎn)速是按前多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級(jí)數(shù)排列等比級(jí)數(shù)排列，其公比符號(hào)為，其公比符號(hào)為 ，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z Z，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為：，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為： 有的機(jī)床中間轉(zhuǎn)速選用機(jī)會(huì)多，可采用兩端公比大、中間公比小的有的機(jī)床中間轉(zhuǎn)速選用機(jī)會(huì)多，可采用兩端公比大、中間公比小的混混合公比合公比轉(zhuǎn)速系列。轉(zhuǎn)速系列。 （3 3）標(biāo)準(zhǔn)公比值）標(biāo)準(zhǔn)公比值 和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列：和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列： 標(biāo)準(zhǔn)公比的確定原則：公比大于標(biāo)準(zhǔn)公比的確定原則：公比大于1 1小于小于2 2，轉(zhuǎn)速數(shù)列中轉(zhuǎn)速呈，轉(zhuǎn)速數(shù)列中轉(zhuǎn)速呈1010倍比倍比關(guān)系。故關(guān)系。故 。 標(biāo)準(zhǔn)公比如表標(biāo)準(zhǔn)公比如表3-53-5所示，不僅可用于所示，不僅可用于有級(jí)變速、雙

44、行程數(shù)和進(jìn)給量數(shù)有級(jí)變速、雙行程數(shù)和進(jìn)給量數(shù)列列，也可用于，也可用于機(jī)床尺寸機(jī)床尺寸和和功率參數(shù)等數(shù)列功率參數(shù)等數(shù)列。1zz2321nnnnnnnnminminminmin,.,110E3）標(biāo)準(zhǔn)公比）標(biāo)準(zhǔn)公比表表3-5 3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比標(biāo)準(zhǔn)公比 從表中可以看到：從表中可以看到：1）標(biāo)準(zhǔn)公比都是在）標(biāo)準(zhǔn)公比都是在1 2之間；之間；2）標(biāo)準(zhǔn)公比是）標(biāo)準(zhǔn)公比是2的的E2次方根，其數(shù)列每隔次方根，其數(shù)列每隔N項(xiàng)增大或縮小項(xiàng)增大或縮小2倍（便于采用雙速電動(dòng)機(jī)倍（便于采用雙速電動(dòng)機(jī) ）；）；3）標(biāo)準(zhǔn)公比是）標(biāo)準(zhǔn)公比是10的的E1次方根，便于設(shè)計(jì)和使用機(jī)床。次方根，便于設(shè)計(jì)和使用機(jī)床。表表1-2 標(biāo)準(zhǔn)公比之

45、間的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)公比之間的關(guān)系1.061.121.261.411.581.7821.0621.0641.0661.0681.06101.06121.1221.1231.1241.1251.1261.2621.2631.412n130n10236n237.5n11300n347.5n12375n460n13475n575n14600n695n15750n7118n16950n8150n171180n9190n181500 如：如：X6132銑床主軸共有銑床主軸共有 Z=18級(jí)轉(zhuǎn)速級(jí)轉(zhuǎn)速（1-4）Rnnmax/nmin Z1第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（

46、二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：1.1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)參數(shù)2.3.4 2.3.4 機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) （4 4）公比）公比 的選用：的選用： 公比值小則相對(duì)轉(zhuǎn)速損失小，但當(dāng)變速范圍一定時(shí)變速級(jí)數(shù)增多，公比值小則相對(duì)轉(zhuǎn)速損失小，但當(dāng)變速范圍一定時(shí)變速級(jí)數(shù)增多，變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜。變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 對(duì)于對(duì)于通用機(jī)床通用機(jī)床，機(jī)床損失不會(huì)引起加工周期過(guò)多地延長(zhǎng)，為了變速，機(jī)床損失不會(huì)引起加工周期過(guò)多地延長(zhǎng)，為了變速箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜，一般取箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜，一般取1.261.26或或1.411.41等較大公比；對(duì)于大批大量生產(chǎn)等較大公比；對(duì)于大批大量生產(chǎn)用的用的專用機(jī)床專用機(jī)床，情況相反

47、，通常取，情況相反，通常取1.121.12或或1.261.26等較小公比。等較小公比。（5 5）變速范圍）變速范圍RnRn，公比和級(jí)數(shù)，公比和級(jí)數(shù)Z Z之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： 上式給出了上式給出了RnRn、公比、級(jí)數(shù)、公比、級(jí)數(shù)Z Z三者之間關(guān)系，已知任意兩個(gè)，可求出三者之間關(guān)系，已知任意兩個(gè)，可求出第三個(gè)，公比和級(jí)數(shù)求出時(shí)應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)和整數(shù)。第三個(gè)，公比和級(jí)數(shù)求出時(shí)應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)和整數(shù)。)23.(1lglg1minmaxnznRZnnR通用機(jī)床通用機(jī)床專門化機(jī)床專門化機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床大型大型機(jī)床機(jī)床非自動(dòng)非自動(dòng)小型機(jī)床小型機(jī)床公比公比 1.261.261.411.411.121.

48、121.261.261.061.061.121.121.261.261.581.581.781.782.02.0原因原因變速級(jí)數(shù)較多；變速級(jí)數(shù)較多；機(jī)床結(jié)構(gòu)不能機(jī)床結(jié)構(gòu)不能過(guò)于復(fù)雜；過(guò)于復(fù)雜；轉(zhuǎn)速損失不能轉(zhuǎn)速損失不能太大。太大。 切削時(shí)間較切削時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)率長(zhǎng)，生產(chǎn)率較高較高 ；機(jī)床不經(jīng)常機(jī)床不經(jīng)常變速，變速變速，變速機(jī)構(gòu)可以采機(jī)構(gòu)可以采用交換齒輪。用交換齒輪。 切削時(shí)切削時(shí)間較長(zhǎng)，間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速損轉(zhuǎn)速損失影響失影響較大。較大。 機(jī)床輔助時(shí)機(jī)床輔助時(shí)間較長(zhǎng)，切間較長(zhǎng)，切削加工時(shí)間削加工時(shí)間所占比例不所占比例不大。大。 4）公比的選用）公比的選用依據(jù)：依據(jù)：生產(chǎn)率和機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜性生產(chǎn)率和機(jī)床結(jié)構(gòu)

49、復(fù)雜性。第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)退出退出返回本節(jié)返回本節(jié)返回主頁(yè)返回主頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：2.3.4 2.3.4 機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 2. 2.進(jìn)給量的確定進(jìn)給量的確定 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床中進(jìn)給量廣泛使用無(wú)級(jí)變速，中進(jìn)給量廣泛使用無(wú)級(jí)變速，普通機(jī)床普通機(jī)床既有無(wú)級(jí)也有有級(jí)既有無(wú)級(jí)也有有級(jí)變速。采用有級(jí)變速時(shí)，進(jìn)給量一般為等比級(jí)數(shù)，確定方法與主軸轉(zhuǎn)速變速。采用有級(jí)變速時(shí)，進(jìn)給量一般為等比級(jí)數(shù)，確定方法與主軸轉(zhuǎn)速相同。首先根據(jù)工藝要求，確定最大、最小進(jìn)給量，然后選取相同。首先根據(jù)工藝要求，確定最大、最小進(jìn)給量，然后選取標(biāo)準(zhǔn)公比標(biāo)準(zhǔn)公比或進(jìn)給量級(jí)數(shù)或進(jìn)給量級(jí)數(shù)Z Zf f，再又式（，再又式（3-23-2）求出參數(shù)。）求出參數(shù)。 3.3.變速形式與驅(qū)動(dòng)方式選擇變速形式與驅(qū)動(dòng)方式選擇 機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速方式有無(wú)級(jí)和有級(jí)兩種形式，主要考機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速方式有無(wú)級(jí)和有級(jí)兩種形式，主要考慮機(jī)床自動(dòng)化程度和成本兩個(gè)因素，數(shù)控機(jī)床一般采用伺服