机床主要参数的确定(1)ppt课件

1、尺寸参数尺寸参数运动参数运动参数动力参数动力参数 机床的主参数是代表机床规格大小机床的主参数是代表机床规格大小的一种参数。的一种参数。各类机床以什么尺寸作为主参数已各类机床以什么尺寸作为主参数已有一致的规定。有一致的规定。在型号中反映出来。在型号中反映出来。 n卧式车床是床身上工件的最大回转直径卧式车床是床身上工件的最大回转直径/10；n齿轮加工机床是最大工件直径齿轮加工机床是最大工件直径/10；n外圆磨床是最大磨削直径外圆磨床是最大磨削直径/10；n无心磨床是最大磨削直径；无心磨床是最大磨削直径；n升降台铣床、矩台平面磨床是任务台面宽度升降台铣床、矩台平面磨床是任务台面宽度/10；n龙门刨床

2、、龙门铣床是任务台任务面宽度龙门刨床、龙门铣床是任务台任务面宽度/100；n卧式铣镗床是主轴直径卧式铣镗床是主轴直径/10 ；n立式钻床、摇臂钻床是最大钻孔直径；立式钻床、摇臂钻床是最大钻孔直径；n牛头刨床、插床是最大刨削和插削长度牛头刨床、插床是最大刨削和插削长度/10。n(以上单位均为以上单位均为mm，)也有的机床不用尺寸作为主参数，如拉床也有的机床不用尺寸作为主参数，如拉床的主参数是额定拉力。单位的主参数是额定拉力。单位KN/10。第二主参数是直接反映机床加工范围的重要参数第二主参数是直接反映机床加工范围的重要参数之一。对机床的轮廓尺寸、分量等影响很大。之一。对机床的轮廓尺寸、分量等影响

3、很大。普通指主轴数、最大跨距、任务台任务面长度、普通指主轴数、最大跨距、任务台任务面长度、最大加工工件长度、最大模数等。最大加工工件长度、最大模数等。卧式车床的第二主参数是最大工件长度；卧式车床的第二主参数是最大工件长度；铣床、龙门刨床是任务台任务面长度；铣床、龙门刨床是任务台任务面长度；摇臂钻床是最大跨距；摇臂钻床是最大跨距； 滚齿机是最大模数滚齿机是最大模数 普通车床经常还要确定在刀架上工件的最普通车床经常还要确定在刀架上工件的最大回转直径和主轴孔允许经过的最大棒料大回转直径和主轴孔允许经过的最大棒料直径等；直径等； 摇臂钻床还要确定主摇臂钻床还要确定主轴下端面究竟座间的轴下端面究竟座间的

4、距距离离H(最大最大最小最小)，主，主轴轴的最大伸出量的最大伸出量h等。等。 确定尺寸参数的方法有三种：确定尺寸参数的方法有三种： n通用机床：按系列化设计的规定。通用机床：按系列化设计的规定。n 例：中型车床主参数为例：中型车床主参数为250、320、400、500、630、800、1000。n公用机床：根据被加工零件的尺寸公用机床：根据被加工零件的尺寸来决议。来决议。n类比法：参照现有同类机床的参数类比法：参照现有同类机床的参数确定。确定。 是指机床的执行机构是指机床的执行机构(如主轴、刀架、如主轴、刀架、任务台等任务台等)的运动速度的运动速度 。包括主运动参数、进给运动参数。包括主运动参

5、数、进给运动参数。 主运动是回转运动的机床，主运动参数是主轴转主运动是回转运动的机床，主运动参数是主轴转速。速。 例：工件的回转运动车床和刀具的旋转运动例：工件的回转运动车床和刀具的旋转运动铣床。铣床。 转速转速(r/min)与切削速度的关系是与切削速度的关系是式中：式中：n转速转速(rmin)； v切削速度切削速度(mmin)； d工件工件(或刀具或刀具)直径直径(mm)。 主运动是直线运动的机床，主运动参主运动是直线运动的机床，主运动参数是每分钟的往复次数次数是每分钟的往复次数次/分。分。 例：插床、刨床。例：插床、刨床。确定最低与最高转速时应留意：确定最低与最高转速时应留意：调查和分析所

6、设计的机床上能够进展的工调查和分析所设计的机床上能够进展的工序，从中选择要求最低、最高转速的典型序，从中选择要求最低、最高转速的典型工序。工序。按照典型工序的按照典型工序的vmax或或vmin)时常用的时常用的dmin (或或dmax)值，计算主轴的最高转速、值，计算主轴的最高转速、最低转速最低转速(极限转速极限转速)。思索技术贮藏，可将计算的最大值提高思索技术贮藏，可将计算的最大值提高20%-25% 。在确定在确定nmin和和nmax中要防止两种偏中要防止两种偏向：向： 只思索到制造方便，片面强调简单因此只思索到制造方便，片面强调简单因此不能很好地满足用户的需求；不能很好地满足用户的需求；片

7、面强调片面强调“先进，扩展机床的变速范先进，扩展机床的变速范围，致使机床构造过于复杂，呵斥浪费。围，致使机床构造过于复杂，呵斥浪费。l对于卧式车床，如用对于卧式车床，如用Dmax表示床身上的表示床身上的最大回转直径最大回转直径(即其主参数即其主参数)，通常可取最，通常可取最大和最小加工直径大和最小加工直径dmax=(0.50.6)Dmax，dmin=(0.20.25)dmax；l对于摇臂钻床，如用对于摇臂钻床，如用Dmax表示最大钻孔表示最大钻孔直径直径(即其主参数即其主参数)，通常可取，通常可取dmax = Dmax ， dmin =(0.20.25) dmax 。 为了满足各种不同工艺的要

8、求，主轴必需有为了满足各种不同工艺的要求，主轴必需有假设干不同的转速，如采用分级变速方式。假设干不同的转速，如采用分级变速方式。 例：有一台车床，主轴转速例：有一台车床，主轴转速(rmin)共共12级，级，分别为分别为31.5、45、63、90、180、250、355、500、710、1000、1400 。 呈等比数列，公比为呈等比数列，公比为=1.41 使转速范围内的转速相对损失均匀。使转速范围内的转速相对损失均匀。 假设加工某一工件最有利的转速为假设加工某一工件最有利的转速为n。通常。通常n处于某两级转速处于某两级转速nj，nj+l之间之间 ，为了不，为了不降低刀具耐用度，以采用较低的转速

9、降低刀具耐用度，以采用较低的转速nj为为宜。宜。 相对转速损失率为：相对转速损失率为：最大的相对转速损失率最大的相对转速损失率 l所以，目前通用机床的主轴转速数列普所以，目前通用机床的主轴转速数列普通为等比数列，并且，当进给运动无特通为等比数列，并且，当进给运动无特殊要求时，进给量也应按这种方式陈列。殊要求时，进给量也应按这种方式陈列。简化了主传动系统的设计。简化了主传动系统的设计。l按等比数列陈列的主轴转速，普通只需用按等比数列陈列的主轴转速，普通只需用几个滑移齿轮变速组串联一同即可得到，几个滑移齿轮变速组串联一同即可得到，当变速组的各传动比是等比数列时，各传当变速组的各传动比是等比数列时，

10、各传动比的积即主轴转速也是等比数列。动比的积即主轴转速也是等比数列。l这种变速系统充分利用了每一对滑移齿轮这种变速系统充分利用了每一对滑移齿轮的传动比，即用较少数量的齿轮实现较多的传动比，即用较少数量的齿轮实现较多的变速级数，既使构造简单，又便于传动的变速级数，既使构造简单，又便于传动系统设计。系统设计。机床转速是从小到大递增的，因此机床转速是从小到大递增的，因此1。公比公比增大，最大相对速度损失增大，最大相对速度损失Amax增大。增大。为使最大相对转速损失率不超越为使最大相对转速损失率不超越50，即，即 那么那么2。 因此规范公比的值因此规范公比的值12 1.062=1.12，1.064=1

11、.26，1.066=1.41，1.068=1.58，1.0612=2。 这些数值是这些数值是2或或10的某次方根。的某次方根。 规范公比的值采用二进位。规范公比的值采用二进位。公比公比选选2的某次方根，便于采用双速的某次方根，便于采用双速电机驱动，简化机床构造。因双速电电机驱动，简化机床构造。因双速电机的两个同步转速的比值常为机的两个同步转速的比值常为2，如，如3000/1500或或1500/750。公比公比选选2的某次方根，如在转速数列的某次方根，如在转速数列中有某一转速中有某一转速n ,那么每隔几级就会那么每隔几级就会出现一个转速出现一个转速2n。 以上是规范公比值所遵照的三条原那么。以上

12、是规范公比值所遵照的三条原那么。同时满足三条原那么的公比：同时满足三条原那么的公比：1.06、1.12、1.26计算用计算用1.25满足其中两条原那么的公比满足其中两条原那么的公比:1. 41、1.58、2以以1.06为公比的从为公比的从110000的数值的数值 例，设计一台卧式车床，例，设计一台卧式车床，nmin=12.5rmin， nmax=2000rmin，=1.26。查表查表71，首先找，首先找12.5，然后，每隔，然后，每隔3个个数数(1.26=1.064)取一个值，可得如下数列：取一个值，可得如下数列：12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、1

13、60、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000等等23级。级。 变速范围变速范围R、公比、公比、转速级数、转速级数z的关系的关系变速范围一定时，公比值越小，转速级数变速范围一定时，公比值越小，转速级数Z越多，传动系统构造越复杂，但相对速度越多，传动系统构造越复杂，但相对速度损失、消费率损失也越小。损失、消费率损失也越小。反之，公比增大，级数反之，公比增大，级数Z越少，传动系统构越少，传动系统构造越简单，但最大相对速度损失增大。造越简单，但最大相对速度损失增大。 变速范围变速范围变速范围变速范围R、公比、公比、转速级数、转速级数z的关系的关系

14、对于普通消费率要求较高的普通机床，减少对于普通消费率要求较高的普通机床，减少相对转速损失是主要的，所以公比相对转速损失是主要的，所以公比获得较小，获得较小，如如1.26或或1.41等。等。 有些小型机床希望简化构造，公比有些小型机床希望简化构造，公比可获得大可获得大些，如些，如1.58、2等。等。 对于自动机床，减少相对转速损失率的要求对于自动机床，减少相对转速损失率的要求更高，常取更高，常取=1.12或或1.26。 数控机床和重型机床的进给为无级调整；数控机床和重型机床的进给为无级调整；普通机床多采用分级调整。为使相对损失为普通机床多采用分级调整。为使相对损失为一定值，进给量的数列也应取等比

15、数列。一定值，进给量的数列也应取等比数列。有的往复主运动机床，是等差数列。有的往复主运动机床，是等差数列。卧式车床，进给箱的分级是根据螺纹规范而卧式车床，进给箱的分级是根据螺纹规范而定，是一个分段的等差数列。定，是一个分段的等差数列。 动力参数包括电动机的功率，液压缸的牵动力参数包括电动机的功率，液压缸的牵引力，液压马达、伺服电动机或步进电动引力，液压马达、伺服电动机或步进电动机的额定转矩等。机的额定转矩等。动力参数可以经过调查、实验、计算的方动力参数可以经过调查、实验、计算的方法进展确定。法进展确定。1、当主传动构造已确定，可用下式计算：、当主传动构造已确定，可用下式计算： 机床主运动的功率

16、，包括切削功率、空转功率损机床主运动的功率，包括切削功率、空转功率损失、附加机械摩擦损失三部分。失、附加机械摩擦损失三部分。F：切削力的切向分力：切削力的切向分力N；V：切削速度：切削速度m/minlP切：进展切削加工时耗费切削功率切：进展切削加工时耗费切削功率 。l与刀具资料、工件资料和所选用的切削用量的与刀具资料、工件资料和所选用的切削用量的大小有关。大小有关。lP空：机床主运动空转时空：机床主运动空转时P切切=0 ，耗费的功，耗费的功率损失。率损失。l其主要影响要素是：各传动件在空转时摩擦损其主要影响要素是：各传动件在空转时摩擦损耗，搅油，空气阻力以及因加工，装配误差而添耗，搅油，空气阻

17、力以及因加工，装配误差而添加的摩擦等。加的摩擦等。lP机：切削时传动机件的机械摩擦损失功率机：切削时传动机件的机械摩擦损失功率 。l与传动机件的机械效率有关。切削功率越大，与传动机件的机械效率有关。切削功率越大，这部分损失也越大。这部分损失也越大。l机机:主传动链总机械效率。表主传动链总机械效率。表7-2 中型机床的主传动空载功率可用以下阅历公式计算中型机床的主传动空载功率可用以下阅历公式计算 P空空= 式中式中: da-除主轴外一切传动轴的轴颈平均直径除主轴外一切传动轴的轴颈平均直径(mm) d主主-主轴前、后轴颈的平均直径主轴前、后轴颈的平均直径(mm) -当主轴转速为当主轴转速为n主时，

18、除主轴外一切传动轴主时，除主轴外一切传动轴(包括不传送载荷仅做空转的轴包括不传送载荷仅做空转的轴)的转速之和。的转速之和。 n主主-主轴转速主轴转速,计算时为计算时为nmax k1-光滑油粘度影响的修正系数光滑油粘度影响的修正系数 N46：k1=1 N32：k1=0.9 k2-支承修正系数支承修正系数 二支承为二支承为8.5，三支承为，三支承为10 62110)5 . 3(主主ndkndkiainl可以近似地以为主传动的空载功率与各可以近似地以为主传动的空载功率与各动轴的转速之和成正比，这就是空载功动轴的转速之和成正比，这就是空载功率实验的原理。见表率实验的原理。见表7-4l 例例:CA6140 P空空=2.1-2.3kw l P主主=7.5kw2、当主传动构造尚未确定，可用下式初步估算：、当主传动构造尚未