第五章金属切削机床的设计

1、第五章第五章 机床主要参数的确定机床主要参数的确定 机床的主要参数：机床的主要参数：4尺寸参数4运动参数4动力参数第一节第一节 尺寸参数尺寸参数 机床尺寸参数的确定，主要是确定影响机床加工性能的一些尺寸。其中包括机床的主参数、第二主参数和其他一些尺寸参数。机床的主参数：机床的主参数：l 代表机床规格大小的一种参数；l 对各种类型机床GB/T15375-94标准统一规定了主参数的内容；l 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等。第二主参数：第二主参数： 为了更完整地表示机床的工作能力和加工范围，在主参数后面标出另一参数值称为第二主参数。如最大工件长度、最大跨度、主轴数和最大加工模

2、数等。 当主参数、第二主参数和其他一些尺寸参数确定后，就基本上确定了该机床所能加工或安装的最大工件的尺寸。机床的尺寸参数，是根据零件的尺寸确定的。 第二节第二节 运动参数运动参数1、主运动参数、主运动参数 回转主运动的机床，主运动参数是主轴转速。转速（r/min）与切削速度的关系是 （5-1）式中 转速(rmin)； 切削速度(mmin)； 工件(或刀具)直径（mm）。 主运动是直线运动的机床，如插床或刨床，主运动参数是每分钟的往复次数。1000vndnvd 运动参数是指机床执行件（如主轴、工作台、刀运动参数是指机床执行件（如主轴、工作台、刀架）运动的架）运动的速度速度。 （1）、最低（）、最

3、低（ ）和最高（）和最高（ ）转速的确定）转速的确定 根据式(5-1)可知： ： (5-2) 和 的比值是变速范围 ： (5-3) 在确定切削速度时应考虑到多种工艺的需要。切削速度主要与刀具和工件的材料有关。常用的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。工件材料可以是钢、铸铁以及铜铝等有色金属。切削速度可通过切削试验、查切削用量手册和通过调查得到。 minnmaxnminminmax1000vndmaxmaxmin1000vndmaxnminnmaxminnnRnnR dmax和dmin不是指机床上可能加工的最小直径和最大直径，dmin是指在典型加工实际使用vmax时经常加工工件直径d值的较小值。

4、dmax是指在典型加工实际使用vmin时经常加工工件直径d值的较大值。（2）、分级变速时的主轴转速数列）、分级变速时的主轴转速数列 如某机床的分级变速机构共有Z级，其中 ， ， Z级转速分别为：1minnnmaxznn1231,jjzn n nn nn 如果加工某一工件所需的最有利的切削速度为 ，则相应转速为 。通常，分级变速机构不能恰好得到这个转速，而是 处于某两级转速 与 之间： vnjn1jnnnjn1jn卧式车床，用Dmax表示床身上最大回转直径，dmax=(0.50.6)Dmax，dmin=(0.20.25)dmax。摇臂钻床，用Dmax表示最大钻孔直径，dmax =Dmax，dmi

5、n =(0.20.25)dmax。 如果采用较高的转速 ，必将提高切削速度，刀具的耐用度将要降低。为了不降低刀具耐用度，以采用较低的转速 为宜。这时转速的损失为 - ，相对转速损失率为： 最大的相对转速损失率是当所需的转速 趋近于 时，也就是： （5-4）jnnAn1jnjnjnnn1jn11max11lim1jjjjjnnjjnnnnnAnnn 在其他条件（直径、进给、切深）不变的情况下，转速的损失就反映了生产率的损失。对于普通机床，如果认为每一转速的使用机会都相等，那么应使 为一定值，即： 从这里可看出，任意两级转速之间的关系应为： （5-5）即机床的转速应按等比数列（几何级数）分级。公比

6、为 。maxAmax1111jjjjnnAconstconstnn 或 = 1jjnn最大相对转速损失率为： （5-7）变速范围为： （5-8)经11max11zznminnnRnnmax1-1(1) 100%=100%A1lglg RnZ（1）机床转速是从小到大递增的，因此 。为使最大相对转速损失率不超过50%，即 ，则 。因此（2）为便于设计和使用机床，希望转速数列是十进制的，则应满足：（3）为便于采用双速电动机，希望转速数列是二进制的，则应满足：2、标准公比和标准数列、标准公比和标准数列11100%50%212规定了七个标准公比，其中三个标准公比符合上述三条原则，即其余四个标准公比符合上

7、述三条原则当中的两条，即当确定了最高与最低转速以后，就应选取公比 。选用标准公比的一般原则选用标准公比的一般原则： 从使用性能考虑，公比最好选得小一些，以便减少相对转速损失。但公比越小，级数就越多，将使机床的结构复杂。（1）对于通用机床，为使转速损失不大，机床结构又不过于复杂，一般取 =1.26或 =1.41；（2）对于大批、大量生产用专用机床、自动化机床，公比应取小一些，一般取 =1.12或 =1.26；（3）对于非自动化小型机床，公比应取大一些，一般取 =1.58、1.78或2；（4）对于大型机床，公比应取小一些，一般取 =1.06、 1.12或=1.26。3、公比的选用、公比的选用例题例

8、题1 1：欲设计一台卧式车床，欲设计一台卧式车床， n nminmin=12.5r/min=12.5r/min，n nmaxmax=2000r/min, =2000r/min, =1.26 ，求主轴各级转速。求主轴各级转速。 解：解：1.26=1.061.26=1.064 4，则通过查表找到，则通过查表找到12.512.5，然后以此顺次数第，然后以此顺次数第4 4、8 8、1212位的数值，位的数值，直到直到20002000，被数到的数值均为主轴转速值。即，被数到的数值均为主轴转速值。即2323级转速。级转速。 （三）动力参数（三）动力参数 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机的额定转矩等。 动力参数可以通过调查、试验和计算的方法进行确定。 主要讨论电动机功率的确定。1、主运动功率的确定、主运动功率的确定 机床