机械制造技术(水利水电出版社)课件-机床总体方案设计-2

§2.2机床总体方案设计通用机床的工艺方案可参照已有的成熟工艺来设计，但有时必须根据市场需求，在传统工艺基础上，扩大工艺范围，以增加机床的功能和适应新工艺发展的需求。专用机床工艺方案的拟定，通常根据特定工件的具体加工要求，确定出多种工艺方案，通过方案比较加以确定，常需要绘制出加工示意图或刀具布置图等。★依据所设计机床的加工对象，确定加工方法、刀具类型、工件的工艺基准及装夹方式等。一种工件的加工，可采用多种工艺方案来实现，随之所设计的机床也不同。一.机床工艺方案的拟订二.机床运动方案的拟订1.确定机床运动的类型机床的运动切削运动辅助运动简单成形运动:采用外联系传动链复合成形运动:采用内联系传动链进刀与退刀让刀转位空行程调整2.机床运动的分配简化机床的传动和结构提高加工精度减少占地面积应注意——3.选择传动方式应从机床的结构、性能要求、成本等方面综合分析、考虑，选择合理的方案。机床的基本形式；几何运动功能分配设计；机床性能对布局的影响；机床的联系尺寸图；三.机床总体布局方案的设计任务解决机床各部件之间的相对运动和相对位置关系，并使其造型美观合理。影响因素——•坯料的形式；•加工的尺寸比例；•占地面积；•工件的重量；•机床的外形尺寸；•各部件的连接、配合及相关位置尺寸；•移动部件的行程和调整位置的尺寸；•机床的装料高度和操纵台尺寸；•机床主机与液压站和电气柜的间距；铣床布局分析升降台铣床工作台不升降式铣床龙门铣床龙门移动式铣床主参数：通用机床——一般参照国家标准确定；专用机床——一般以加工零件或被加工面的尺寸参数表示；尺寸参数：指机床主要结构尺寸。四.主要技术参数的设计1.主参数和尺寸参数2.运动参数：指各执行件的运动速度（分主运动和进给运动）。重点是——•与工件有关的尺寸；•标准刀具的安装尺寸；•夹具的安装尺寸；（1）主运动参数的确定有级变速系统主运动参数的确定主运动速度——旋转运动：v＝πdn／1000直线运动：n＝1000v平／2L转速范围——最高转速：nmax＝1000vmax／πdmin最低转速：nmin＝1000vmin／πdmax变速范围：Rn＝nmax／nmin（2）进给运动参数的确定进给量可用mm/r或mm/min表示。数控机床多采用无级变速；普通机床则采用分级变速——大多采用等比数列；若进给系统采用棘轮机构时，进给量由每次往复转过的齿数确定，则采用等差数列；加工螺纹时，要考虑螺纹导程，也采用等差数列；3.动力参数（1）主运动电机功率的确定N主＝N切＋N空＋N附式中——N切：消耗于切削的功率，又称为有效功率(kw),与刀具的几何参数及其材料、工件材料和选用的切削用量有关。N空：空载功率(kw)，包括运动件摩擦、搅油、克服空气阻力等所消耗的功率。它与载荷无关,只随传动件的速度和数量的增加而增大。N附：载荷附加功率(kw)，指加上切削载荷后所增加的传动件摩擦功率。它随切削功率的增加而增大。（2）进给运动电机功率的确定在进给运动与主运动共用一个电动机时，可以忽略进给所需的功率，因为进给运动所消耗的功率与主运动相比是很小的。对于进给运动采用单独电动机驱动的机床，则需要确定进给电动机的功率。进给驱动电动机功率Ns取决于进给的有效功率和传动件的机械效率。)(10603kwQvNsssvs：进给速度(m/min)；ηs：进给传动系统的总机械效率,一般取ηs＝0.15~0.2;式中——Q：牵引力(进给抗力)(N)；估算进给驱动电动机功率:车床Ns＝(0.03～0.04)N(kw)钻床Ns＝(0.04～0.05)N(kw)铣床Ns＝(0.15～0.2)N(kw)注意：快速运动时，必须考虑移动件和各传动件在电机轴上的当量转动惯量，计算出当量转动惯量后，再计算所需转矩。aatJT式中——J:当量转动惯量；ω:电机角速度;ta:电机起动加速时间；转矩普通中小型机床:0.5s;普通大型机床：1.0s;数控机床：伺服电机机械时间常数的3～4倍;克服惯性所需功率：95501nTNa式中——n：电动机转速(r/min)；η：传动机构的总机械效率;克服重量和摩擦力所需功率：垂直升降：水平移动：321060)(vfFmgN321060fmgvN式中——m：移动件质量；f：导轨摩擦系数;F：移动件与升降机构不同心而引起的导轨上的挤压力；g：重力加速度；v：快速移动速度；快移（空行程）电机的功率为：N空＝K（N1＋N2）K：安全系数，取1.5～2.5；