第五章金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)

1、第五章第五章 機(jī)床主要參數(shù)的確定機(jī)床主要參數(shù)的確定 機(jī)床的主要參數(shù)：機(jī)床的主要參數(shù)：4尺寸參數(shù)4運(yùn)動(dòng)參數(shù)4動(dòng)力參數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 尺寸參數(shù)尺寸參數(shù) 機(jī)床尺寸參數(shù)的確定，主要是確定影響機(jī)床加工性能的一些尺寸。其中包括機(jī)床的主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)。機(jī)床的主參數(shù)：機(jī)床的主參數(shù)：l 代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)；l 對(duì)各種類型機(jī)床GB/T15375-94標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定了主參數(shù)的內(nèi)容；l 有的機(jī)床不用尺寸作為主參數(shù)，如拉床的主參數(shù)是額定拉力等。第二主參數(shù)：第二主參數(shù)： 為了更完整地表示機(jī)床的工作能力和加工范圍，在主參數(shù)后面標(biāo)出另一參數(shù)值稱為第二主參數(shù)。如最大工件長(zhǎng)度、最大跨度、主軸數(shù)和最大加工模

2、數(shù)等。 當(dāng)主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)確定后，就基本上確定了該機(jī)床所能加工或安裝的最大工件的尺寸。機(jī)床的尺寸參數(shù)，是根據(jù)零件的尺寸確定的。 第二節(jié)第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)1、主運(yùn)動(dòng)參數(shù)、主運(yùn)動(dòng)參數(shù) 回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速（r/min）與切削速度的關(guān)系是 （5-1）式中 轉(zhuǎn)速(rmin)； 切削速度(mmin)； 工件(或刀具)直徑（mm）。 主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如插床或刨床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是每分鐘的往復(fù)次數(shù)。1000vndnvd 運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件（如主軸、工作臺(tái)、刀運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件（如主軸、工作臺(tái)、刀架）運(yùn)動(dòng)的架）運(yùn)動(dòng)的速度速度。 （1）、最低（）、最

3、低（ ）和最高（）和最高（ ）轉(zhuǎn)速的確定）轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)式(5-1)可知： ： (5-2) 和 的比值是變速范圍 ： (5-3) 在確定切削速度時(shí)應(yīng)考慮到多種工藝的需要。切削速度主要與刀具和工件的材料有關(guān)。常用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷等。工件材料可以是鋼、鑄鐵以及銅鋁等有色金屬。切削速度可通過(guò)切削試驗(yàn)、查切削用量手冊(cè)和通過(guò)調(diào)查得到。 minnmaxnminminmax1000vndmaxmaxmin1000vndmaxnminnmaxminnnRnnR dmax和dmin不是指機(jī)床上可能加工的最小直徑和最大直徑，dmin是指在典型加工實(shí)際使用vmax時(shí)經(jīng)常加工工件直徑d值的較小值。

4、dmax是指在典型加工實(shí)際使用vmin時(shí)經(jīng)常加工工件直徑d值的較大值。（2）、分級(jí)變速時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列）、分級(jí)變速時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 如某機(jī)床的分級(jí)變速機(jī)構(gòu)共有Z級(jí)，其中 ， ， Z級(jí)轉(zhuǎn)速分別為：1minnnmaxznn1231,jjzn n nn nn 如果加工某一工件所需的最有利的切削速度為 ，則相應(yīng)轉(zhuǎn)速為 。通常，分級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能恰好得到這個(gè)轉(zhuǎn)速，而是 處于某兩級(jí)轉(zhuǎn)速 與 之間： vnjn1jnnnjn1jn臥式車床，用Dmax表示床身上最大回轉(zhuǎn)直徑，dmax=(0.50.6)Dmax，dmin=(0.20.25)dmax。搖臂鉆床，用Dmax表示最大鉆孔直徑，dmax =Dmax，dmi

5、n =(0.20.25)dmax。 如果采用較高的轉(zhuǎn)速 ，必將提高切削速度，刀具的耐用度將要降低。為了不降低刀具耐用度，以采用較低的轉(zhuǎn)速 為宜。這時(shí)轉(zhuǎn)速的損失為 - ，相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為： 最大的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率是當(dāng)所需的轉(zhuǎn)速 趨近于 時(shí)，也就是： （5-4）jnnAn1jnjnjnnn1jn11max11lim1jjjjjnnjjnnnnnAnnn 在其他條件（直徑、進(jìn)給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失。對(duì)于普通機(jī)床，如果認(rèn)為每一轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會(huì)都相等，那么應(yīng)使 為一定值，即： 從這里可看出，任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為： （5-5）即機(jī)床的轉(zhuǎn)速應(yīng)按等比數(shù)列（幾何級(jí)數(shù)）分級(jí)。公比

6、為 。maxAmax1111jjjjnnAconstconstnn 或 = 1jjnn最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為： （5-7）變速范圍為： （5-8)經(jīng)11max11zznminnnRnnmax1-1(1) 100%=100%A1lglg RnZ（1）機(jī)床轉(zhuǎn)速是從小到大遞增的，因此 。為使最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率不超過(guò)50%，即 ，則 。因此（2）為便于設(shè)計(jì)和使用機(jī)床，希望轉(zhuǎn)速數(shù)列是十進(jìn)制的，則應(yīng)滿足：（3）為便于采用雙速電動(dòng)機(jī)，希望轉(zhuǎn)速數(shù)列是二進(jìn)制的，則應(yīng)滿足：2、標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列、標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列11100%50%212規(guī)定了七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比，其中三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比符合上述三條原則，即其余四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比符合上

7、述三條原則當(dāng)中的兩條，即當(dāng)確定了最高與最低轉(zhuǎn)速以后，就應(yīng)選取公比 。選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則： 從使用性能考慮，公比最好選得小一些，以便減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失。但公比越小，級(jí)數(shù)就越多，將使機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（1）對(duì)于通用機(jī)床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床結(jié)構(gòu)又不過(guò)于復(fù)雜，一般取 =1.26或 =1.41；（2）對(duì)于大批、大量生產(chǎn)用專用機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床，公比應(yīng)取小一些，一般取 =1.12或 =1.26；（3）對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床，公比應(yīng)取大一些，一般取 =1.58、1.78或2；（4）對(duì)于大型機(jī)床，公比應(yīng)取小一些，一般取 =1.06、 1.12或=1.26。3、公比的選用、公比的選用例題例

8、題1 1：欲設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式車床，欲設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式車床， n nminmin=12.5r/min=12.5r/min，n nmaxmax=2000r/min, =2000r/min, =1.26 ，求主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速。求主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速。 解：解：1.26=1.061.26=1.064 4，則通過(guò)查表找到，則通過(guò)查表找到12.512.5，然后以此順次數(shù)第，然后以此順次數(shù)第4 4、8 8、1212位的數(shù)值，位的數(shù)值，直到直到20002000，被數(shù)到的數(shù)值均為主軸轉(zhuǎn)速值。即，被數(shù)到的數(shù)值均為主軸轉(zhuǎn)速值。即2323級(jí)轉(zhuǎn)速。級(jí)轉(zhuǎn)速。 （三）動(dòng)力參數(shù)（三）動(dòng)力參數(shù) 動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達(dá)，伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。 動(dòng)力參數(shù)可以通過(guò)調(diào)查、試驗(yàn)和計(jì)算的方法進(jìn)行確定。 主要討論電動(dòng)機(jī)功率的確定。1、主運(yùn)動(dòng)功率的確定、主運(yùn)動(dòng)功率的確定 機(jī)床