第五章金屬切削機床的設(shè)計

1、第五章第五章 機床主要參數(shù)的確定機床主要參數(shù)的確定 機床的主要參數(shù)：機床的主要參數(shù)：4尺寸參數(shù)4運動參數(shù)4動力參數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 尺寸參數(shù)尺寸參數(shù) 機床尺寸參數(shù)的確定，主要是確定影響機床加工性能的一些尺寸。其中包括機床的主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)。機床的主參數(shù)：機床的主參數(shù)：l 代表機床規(guī)格大小的一種參數(shù)；l 對各種類型機床GB/T15375-94標準統(tǒng)一規(guī)定了主參數(shù)的內(nèi)容；l 有的機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床的工作能力和加工范圍，在主參數(shù)后面標出另一參數(shù)值稱為第二主參數(shù)。如最大工件長度、最大跨度、主軸數(shù)和最大加工模

2、數(shù)等。 當主參數(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床所能加工或安裝的最大工件的尺寸。機床的尺寸參數(shù)，是根據(jù)零件的尺寸確定的。 第二節(jié)第二節(jié) 運動參數(shù)運動參數(shù)1、主運動參數(shù)、主運動參數(shù) 回轉(zhuǎn)主運動的機床，主運動參數(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）。 主運動是直線運動的機床，如插床或刨床，主運動參數(shù)是每分鐘的往復次數(shù)。1000vndnvd 運動參數(shù)是指機床執(zhí)行件（如主軸、工作臺、刀運動參數(shù)是指機床執(zhí)行件（如主軸、工作臺、刀架）運動的架）運動的速度速度。 （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) 在確定切削速度時應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。切削速度可通過切削試驗、查切削用量手冊和通過調(diào)查得到。 minnmaxnminminmax1000vndmaxmaxmin1000vndmaxnminnmaxminnnRnnR dmax和dmin不是指機床上可能加工的最小直徑和最大直徑，dmin是指在典型加工實際使用vmax時經(jīng)常加工工件直徑d值的較小值。

4、dmax是指在典型加工實際使用vmin時經(jīng)常加工工件直徑d值的較大值。（2）、分級變速時的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列）、分級變速時的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 如某機床的分級變速機構(gòu)共有Z級，其中 ， ， Z級轉(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 ，則相應轉(zhuǎn)速為 。通常，分級變速機構(gòu)不能恰好得到這個轉(zhuǎn)速，而是 處于某兩級轉(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。這時轉(zhuǎn)速的損失為 - ，相對轉(zhuǎn)速損失率為： 最大的相對轉(zhuǎn)速損失率是當所需的轉(zhuǎn)速 趨近于 時，也就是： （5-4）jnnAn1jnjnjnnn1jn11max11lim1jjjjjnnjjnnnnnAnnn 在其他條件（直徑、進給、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。對于普通機床，如果認為每一轉(zhuǎn)速的使用機會都相等，那么應使 為一定值，即： 從這里可看出，任意兩級轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應為： （5-5）即機床的轉(zhuǎn)速應按等比數(shù)列（幾何級數(shù)）分級。公比

6、為 。maxAmax1111jjjjnnAconstconstnn 或 = 1jjnn最大相對轉(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）機床轉(zhuǎn)速是從小到大遞增的，因此 。為使最大相對轉(zhuǎn)速損失率不超過50%，即 ，則 。因此（2）為便于設(shè)計和使用機床，希望轉(zhuǎn)速數(shù)列是十進制的，則應滿足：（3）為便于采用雙速電動機，希望轉(zhuǎn)速數(shù)列是二進制的，則應滿足：2、標準公比和標準數(shù)列、標準公比和標準數(shù)列11100%50%212規(guī)定了七個標準公比，其中三個標準公比符合上述三條原則，即其余四個標準公比符合上

7、述三條原則當中的兩條，即當確定了最高與最低轉(zhuǎn)速以后，就應選取公比 。選用標準公比的一般原則選用標準公比的一般原則： 從使用性能考慮，公比最好選得小一些，以便減少相對轉(zhuǎn)速損失。但公比越小，級數(shù)就越多，將使機床的結(jié)構(gòu)復雜。（1）對于通用機床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機床結(jié)構(gòu)又不過于復雜，一般取 =1.26或 =1.41；（2）對于大批、大量生產(chǎn)用專用機床、自動化機床，公比應取小一些，一般取 =1.12或 =1.26；（3）對于非自動化小型機床，公比應取大一些，一般取 =1.58、1.78或2；（4）對于大型機床，公比應取小一些，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)計一臺臥式車床，欲設(shè)計一臺臥式車床， n nminmin=12.5r/min=12.5r/min，n nmaxmax=2000r/min, =2000r/min, =1.26 ，求主軸各級轉(zhuǎn)速。求主軸各級轉(zhuǎn)速。 解：解：1.26=1.061.26=1.064 4，則通過查表找到，則通過查表找到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級轉(zhuǎn)速。級轉(zhuǎn)速。 （三）動力參數(shù)（三）動力參數(shù) 動力參數(shù)包括電動機的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達，伺服電動機或步進電動機的額定轉(zhuǎn)矩等。 動力參數(shù)可以通過調(diào)查、試驗和計算的方法進行確定。 主要討論電動機功率的確定。1、主運動功率的確定、主運動功率的確定 機床