第一章-金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì)課件

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)目錄第一章金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì)

第一節(jié)機(jī)床的基本要求 第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 第三節(jié)機(jī)床的總體布局 第四節(jié)機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定目錄第一章金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 第一節(jié)機(jī)床的基1.1機(jī)床的基本要求一、機(jī)床應(yīng)具有的性能指標(biāo)1、工藝范圍指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。包括可加工的零件類型、形狀和尺寸范圍，能完成的工序種類等。2、加工精度指被加工工件表面的形狀位置、尺寸的準(zhǔn)確度，表面的粗糙程度。

機(jī)床的精度分為三級(jí)：普通精度機(jī)床；精密機(jī)床；高精度機(jī)床。其公差值的比值約為1：0.4：0.25。第一節(jié)機(jī)床的基本要求1.1機(jī)床的基本要求一、機(jī)床應(yīng)具有的性能指標(biāo)第一節(jié)機(jī)1.工藝范圍不同的生產(chǎn)模式對(duì)工藝范圍要求不同：

單件大量生產(chǎn)——要求加工效率高、工藝范圍窄，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如：組合機(jī)床。

單件小批量生產(chǎn)——要求擴(kuò)大機(jī)床功能，工藝范圍廣，機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜。如：通用車床。

多品種小批量生產(chǎn)——要求機(jī)床運(yùn)動(dòng)和刀具多，加工精度高，工藝范圍廣。如：數(shù)控機(jī)床、加工中心。

通用機(jī)床都具有較寬的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的工藝范圍比傳統(tǒng)通用機(jī)床更寬，使其具有良好的柔性；專用機(jī)床和專門化機(jī)床則應(yīng)合理地縮小工藝范圍。1.1機(jī)床的基本要求1.工藝范圍不同的生產(chǎn)模式對(duì)工藝范圍要求不同：13、生產(chǎn)率和自動(dòng)化指機(jī)床在單位時(shí)間內(nèi)所能加工的工件數(shù)量。4、可靠性機(jī)床在整個(gè)使用壽命期間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力?？煽啃园▋蓚€(gè)方面：一是機(jī)床在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的難易程度；二是可修復(fù)機(jī)床失效后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)修復(fù)的難易程度。1.1機(jī)床的基本要求3、生產(chǎn)率和自動(dòng)化1.1機(jī)床的基本要求1.1機(jī)床的基本要求二、人機(jī)關(guān)系

機(jī)床除具有一定的技術(shù)性能指標(biāo)外，還應(yīng)有良好的人機(jī)關(guān)系。即使機(jī)床符合人的生理和心理特征，實(shí)現(xiàn)人機(jī)環(huán)境高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為操作者創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、可靠、高效的工作條件；能減輕操作者精神緊張和身體疲勞。1.1機(jī)床的基本要求二、人機(jī)關(guān)系1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟

第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)大致包括四個(gè)階段：第一、總體設(shè)計(jì)（產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)）第二、技術(shù)設(shè)計(jì)第三、零件設(shè)計(jì)第四、樣機(jī)試制和鑒定1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟第二節(jié)金屬切一、總體設(shè)計(jì)1．掌握機(jī)床的設(shè)計(jì)依據(jù)（產(chǎn)品規(guī)劃－－調(diào)查研究）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行調(diào)查研究。2．工藝分析（方案設(shè)計(jì)）優(yōu)化加工方案。必要時(shí)畫出加工示意圖。

3．總體布局（方案設(shè)計(jì)）

根據(jù)確定的工藝方案，確定機(jī)床刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，確定各部件的相互位置。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟一、總體設(shè)計(jì)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體布局設(shè)計(jì)步驟：

分配機(jī)床運(yùn)動(dòng)→選擇傳動(dòng)形式和機(jī)床的支承形式→安排操作位置→擬定提高剛度的措施→造型設(shè)計(jì)和色彩選擇。另外，應(yīng)畫出傳動(dòng)原理圖，主要部件的結(jié)構(gòu)草圖，液壓系統(tǒng)原理圖，電氣控制電路圖，操縱控制系統(tǒng)原理圖。畫出機(jī)床聯(lián)系尺寸圖——機(jī)床原始總圖。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體布局設(shè)計(jì)步驟：1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用可靠性設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行預(yù)防故障設(shè)計(jì)。利用概率設(shè)計(jì)，將所設(shè)計(jì)零件的失效概率限制在允許的很小范圍內(nèi)，以滿足可靠性定量的要求。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用可靠性設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行預(yù)防故障設(shè)計(jì)。利用

可靠性設(shè)計(jì)的六條原則：①采用成熟的經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)分析試驗(yàn)驗(yàn)證了的方案；②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件數(shù)量少；③多用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化零部件；④重視維修性，便于檢修、調(diào)整、拆換；⑤重視關(guān)鍵零件的可靠性和材料選擇；⑥充分運(yùn)用故障分析成果，及時(shí)反饋，盡早改進(jìn)。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟可靠性設(shè)計(jì)的六條原則：1.24．確定主要的技術(shù)參數(shù)主要參數(shù)包括：主參數(shù)和尺寸參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)力參數(shù)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟4．確定主要的技術(shù)參數(shù)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟二、技術(shù)設(shè)計(jì)畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖，繪制部件裝配圖，繪制電氣系統(tǒng)安裝接線圖，液壓系統(tǒng)和控制操作系統(tǒng)裝配圖，繪制總裝配圖及部件裝配圖三、零件設(shè)計(jì)及資料編寫四、樣機(jī)試制和鑒定樣機(jī)試制；空車試運(yùn)轉(zhuǎn)；隨后進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，在額定載荷下進(jìn)行試工作，并寫出工業(yè)性試驗(yàn)報(bào)告。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟二、技術(shù)設(shè)計(jì)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）機(jī)床通用型號(hào)表示方法（摘示GB/T15375－2008）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）機(jī)床通用型

機(jī)床分為十一大類，每類通用機(jī)床都有它的主參數(shù)系列，而每一規(guī)格又有基型和變型，合稱為這類機(jī)床的系列和型譜。

機(jī)床系列型譜（GB/T15375－2008）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）機(jī)床分為十一大類，每類通用機(jī)床都有它的主參數(shù)系列，而每一

（一）機(jī)床的工作原理

通過刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由刀具切除工件表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達(dá)到其精度要求。

機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）一、分配機(jī)床的運(yùn)動(dòng) （一）機(jī)床的工作原理機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總（二）工件表面的形成原理

1.幾何表面的形成原理2.發(fā)生線的形成(1)軌跡法(2)成形法(仿形法)(3)相切法(4)范成法

1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）（二）工件表面的形成原理1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削幾何表面的形成原理

任何表面都可看作一條曲線（或直線）沿另一條曲線（或直線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。前者稱為母線，后前者稱為導(dǎo)線1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）幾何表面的形成原理 任何表面都可看作一條曲線（或直線）沿另

3.加工表面的形成方法加工表面的形成方法是母線形成方法和導(dǎo)線形成方法的組合。故加工表面形成所需的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也是形成母線和導(dǎo)線所需相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合。1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）3.加工表面的形成方法1.3機(jī)床的總體布局（金屬切（三）機(jī)床運(yùn)動(dòng)分類

1、按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)2、按運(yùn)動(dòng)功能成形運(yùn)動(dòng)3、按運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系獨(dú)立運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)（如車螺紋）非成形運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（或形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）（三）機(jī)床運(yùn)動(dòng)分類 1、按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線運(yùn)動(dòng)2、按運(yùn)動(dòng)功能成形（四）機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)方案

1.選取坐標(biāo)系沿Ｘ、Ｙ、Ｚ軸的直線運(yùn)動(dòng)符號(hào)和運(yùn)動(dòng)量仍用Ｘ、Ｙ、Ｚ表示；繞Ｘ、Ｙ、Ｚ軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用Ａ、Ｂ、Ｃ表示，其運(yùn)動(dòng)量用表示。

1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）（四）機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)方案1.3機(jī)床的總體布局（金屬切數(shù)控臥式車床坐標(biāo)系1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）數(shù)控臥式車床坐標(biāo)系1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床2.寫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式

運(yùn)動(dòng)功能式表示機(jī)床的運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)、形式（直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）、功能（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、非成形運(yùn)動(dòng)，分別用下標(biāo)ｐ、ｆ、ａ表示）及排列順序。

左邊寫工件，用Ｗ表示。右邊寫刀具，用Ｔ表示。中間寫運(yùn)動(dòng)，按運(yùn)動(dòng)順序排列，并用“／”分開。

1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）如：2.寫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式1.3機(jī)床的總體布局（金屬切3.畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖

機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖是將機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式用簡(jiǎn)潔的符號(hào)和圖形表達(dá)出來，是機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）3.畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）4.運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)是確定運(yùn)動(dòng)功能分配式中“接地”的位置，用“●”表示，

“●”左側(cè)的運(yùn)動(dòng)由工件完成，

“●”右側(cè)的運(yùn)動(dòng)由刀具完成。車床的運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)銑床的運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）4.運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)車床的運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)銑床的運(yùn)動(dòng)功能分1.3機(jī)床的總體布局1、將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件。運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量小，慣性小，需要的驅(qū)動(dòng)力就小，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積小；制造成本低。

2、運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度。3、運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高運(yùn)動(dòng)部件的剛度。4、運(yùn)動(dòng)的分配應(yīng)視工件形狀而定。機(jī)床運(yùn)動(dòng)的分配原則：1.3機(jī)床的總體布局1、將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件。機(jī)5.畫出機(jī)床傳動(dòng)原理圖

1.3機(jī)床的總體布局將動(dòng)力源與執(zhí)行件、一執(zhí)行件和另一執(zhí)行件之間的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)關(guān)系同時(shí)表示出來，即傳動(dòng)原理圖。5.畫出機(jī)床傳動(dòng)原理圖1.3機(jī)床的總體布局1.3機(jī)床的總體布局二、選擇傳動(dòng)形式和支承型式主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)類型交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單速電動(dòng)機(jī)雙速電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)機(jī)床傳動(dòng)的形式機(jī)械傳動(dòng)－－液壓傳動(dòng)－－優(yōu)點(diǎn)：滑移齒輪變速，變速級(jí)數(shù)一般少于30級(jí)，它傳遞功率大，變速范圍較廣，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠。缺點(diǎn)：有相對(duì)轉(zhuǎn)速損失，工作中不能變速。優(yōu)點(diǎn)：無級(jí)變速，傳動(dòng)平衡，運(yùn)動(dòng)換向沖擊小，易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。1.3機(jī)床的總體布局二、選擇傳動(dòng)形式和支承型式主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)臥式支撐：支撐件高度方向尺寸<長(zhǎng)度方向尺寸；立式支撐：支撐件高度方向尺寸>長(zhǎng)度方向尺寸；1.3機(jī)床的總體布局支承型式：機(jī)床支撐件的狀態(tài)。臥式支撐：支撐件高度方向尺寸<長(zhǎng)度方向尺寸；1.3機(jī)床的立柱支撐單臂支撐龍門支撐1.3機(jī)床的總體布局特點(diǎn)：臥式支承的機(jī)床，重心低，剛度大，是中小型機(jī)床的首選支承形式。立式支承又稱為柱式支承，簡(jiǎn)稱為立柱。這種支承占地面積小，剛度較臥式差，機(jī)床的操作位置比較靈活。龍門框架支承，是單臂支承的改進(jìn)形式,又稱為雙柱式支承，適用于立式大型機(jī)床。立柱支撐單臂支撐龍門支撐1.3機(jī)床的總體布局特點(diǎn)：臥式支1.3機(jī)床的總體布局三、安排操作部位機(jī)床總體設(shè)計(jì),在考慮達(dá)到技術(shù)性能指標(biāo)的同時(shí)，必須注意機(jī)床操作者的生理和心理特征，充分發(fā)揮人和機(jī)床的各自特點(diǎn)，達(dá)到人機(jī)最佳綜合功效。

1.3機(jī)床的總體布局三、安排操作部位1.3機(jī)床的總體布局

機(jī)床各部件相對(duì)位置的安排，應(yīng)保證：①操作者和工件有適當(dāng)?shù)南鄬?duì)位置，有足夠的活動(dòng)空間，以便于工件的裝卸、刀具的安裝調(diào)試、加工情況的觀察和工件檢驗(yàn)；②操作者與操作手柄等控制元件的適當(dāng)位置，有足夠的操作空間，達(dá)到操作準(zhǔn)確、省力、方便；③操作件應(yīng)按JB/T7270－JB/T7277（或GB4141）選用，操作件之間有合理的距離；④功能不同的按鈕應(yīng)有不同的顏色，且這些顏色應(yīng)和人的視覺習(xí)慣一致、符合人的心理生理特征。防止誤操作。1.3機(jī)床的總體布局機(jī)床各部件相對(duì)位置的安排1.3機(jī)床的總體布局四、提高動(dòng)剛度的措施1、提高抗振性能機(jī)床的抗振性是指機(jī)床工作部件在交變載荷下抵抗變形的能力，包括抵抗受迫振動(dòng)（抗振性）和自激振動(dòng)（切削穩(wěn)定性）的能力。影響機(jī)床振動(dòng)的因素：

（１）機(jī)床的靜剛度（２）機(jī)床的阻尼特征（３）機(jī)床系統(tǒng)的固有頻率1.3機(jī)床的總體布局四、提高動(dòng)剛度的措施

針對(duì)影響機(jī)床性能較大，且固有頻率較低的振型制定措施。隔離外振源:主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與主機(jī)分離，用橡膠摩擦傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)對(duì)于傳動(dòng)鏈振源（無法隔離的振源）采用變頻無級(jí)調(diào)速或雙速電動(dòng)機(jī)，縮短傳動(dòng)鏈；提高傳動(dòng)鏈傳動(dòng)組件、主軸組件的剛度，提高其固有角頻率；大傳動(dòng)件設(shè)計(jì)動(dòng)平衡或阻尼機(jī)構(gòu)；提高各部件結(jié)合面精度，增強(qiáng)局部剛度。預(yù)防受迫振動(dòng)的措施：預(yù)防自激振動(dòng)的措施：增大工作部件的阻尼比調(diào)整切削寬度及時(shí)修磨刀具，穩(wěn)定切削1.3機(jī)床的總體布局針對(duì)影響機(jī)床性能較大，且固有頻率較低的振型制定措施。預(yù)2、減小熱變形內(nèi)部熱源：電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械摩擦副、切削熱外部熱源：環(huán)境溫度、周圍熱源輻射自身因素：熱源分布不均，金屬材料不同的熱膨脹系數(shù)；減少熱變形的措施：隔離熱源：電動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱與主機(jī)分離控制環(huán)境溫度：精密、數(shù)控機(jī)床需要在恒溫條件下工作強(qiáng)制冷卻熱源：采用切削液冷卻加工部位，壓力潤(rùn)滑油循環(huán)冷卻主軸軸承、利于排屑。熱源相對(duì)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，熱變形后中心位置不變改善排屑狀態(tài)1.3機(jī)床的總體布局2、減小熱變形1.3機(jī)床的總體布局3、降低噪聲1.3機(jī)床的總體布局

機(jī)床噪聲來源：機(jī)械噪聲、液壓噪聲、電磁噪聲、空氣動(dòng)力噪聲。

機(jī)械噪聲中，齒輪振動(dòng)影響傳動(dòng)平穩(wěn)性，是主要噪聲源。產(chǎn)生的因素是齒輪的齒距偏差fpt和一齒切向綜合偏差fi'

，是由滾刀的制造和安裝誤差以及齒輪的制造誤差造成的。3、降低噪聲1.3機(jī)床的總體布局機(jī)床噪聲來源：機(jī)械噪3、降低噪聲

措施：①縮短傳動(dòng)鏈

②采用小模數(shù)、硬面齒輪，降低傳動(dòng)件的線速度③提高齒輪的第Ⅱ組精度（fpt齒距偏差、fi‘

一齒切向綜合偏差）；

④采用增加齒數(shù)、減小壓力角或圓柱螺旋齒輪，增加齒輪嚙合的重合度，機(jī)床齒輪的重合度應(yīng)不小于1.3；

⑤提高阻尼比，提高支撐件的剛度。1.3機(jī)床的總體布局3、降低噪聲措施：①縮短傳動(dòng)鏈1.3機(jī)床的總體布局1.3機(jī)床的總體布局五、造型設(shè)計(jì)機(jī)床的造型必須與功能相適應(yīng)，功能決定造型，造型表現(xiàn)功能。機(jī)床的造型設(shè)計(jì)是在保證人機(jī)關(guān)系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用藝術(shù)規(guī)律和造型美學(xué)法則加以精煉和塑造，得到恰到好處的造型。機(jī)床造型總的原則是經(jīng)濟(jì)實(shí)用，美觀大方。盡管人的審美觀不盡相同，但還是有規(guī)律可循，良好的外觀造型應(yīng)從機(jī)床造型設(shè)計(jì)和色彩兩方面去評(píng)價(jià)。1.3機(jī)床的總體布局五、造型設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總體布局

外觀造型應(yīng)使機(jī)床整體統(tǒng)一，均衡穩(wěn)定，比例協(xié)調(diào)。部件的形體目前多流行小圓角過渡的棱柱體造型,長(zhǎng)、寬（或高）的比率要適當(dāng)，常用的比值為：黃金分割比率、均方根比率、整數(shù)比率等；各部件的形體比率相互協(xié)調(diào),做到銜接緊密、轉(zhuǎn)換自然，組合而成的外形輪廓的幾何線型要大體一致，達(dá)到線型風(fēng)格的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；整體造型應(yīng)使人感到穩(wěn)定而不笨重，輕巧且安定。

1.3機(jī)床的總體布局外觀造型應(yīng)使機(jī)床整體統(tǒng)一，均1.3機(jī)床的總體布局

色彩可配合造型使機(jī)床達(dá)到人的審美要求。機(jī)床的主色調(diào)是綠色。實(shí)踐證明，綠色有助于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，藍(lán)色和紫色則降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。國(guó)內(nèi)外各種機(jī)床多采用綠色，它給人以貼近自然，適宜、舒暢的感覺，同時(shí)也是一種耐油污的隱蔽色。

機(jī)床色彩應(yīng)適應(yīng)不同的使用環(huán)境，熱帶地區(qū)使用的機(jī)床宜采用冷色，如乳白色、奶黃色，使人產(chǎn)生清涼、心情平靜的感覺；寒冷地區(qū)應(yīng)采用暖色，如桔黃色、桔紅色等，以增強(qiáng)人們的溫暖感。1.3機(jī)床的總體布局色彩可配合造型使機(jī)床1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定一、主參數(shù)和尺寸參數(shù)二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)（1）主運(yùn)動(dòng)參數(shù)（2）主軸轉(zhuǎn)速和變速范圍（3）標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列（4）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)三、動(dòng)力參數(shù)（1）確定主傳動(dòng)功率（2）確定進(jìn)給傳動(dòng)功率1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定一、主參數(shù)和尺寸參數(shù)基本參數(shù)——主參數(shù)機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大工作能力的一種參數(shù)。通用機(jī)床的主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸來表示；專用機(jī)床的主參數(shù)一般以與通用機(jī)床相對(duì)應(yīng)的主參數(shù)表示。為了更完整地表示機(jī)床的工作能力和加工范圍，可在主參數(shù)后面標(biāo)出第二主參數(shù)，如最大工件長(zhǎng)度、最大跨距等。機(jī)床的主參數(shù)已規(guī)定在“GB/T15375—2008《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》”中，每種機(jī)床的主參數(shù)按等比數(shù)列排列。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定基本參數(shù)——主參數(shù)機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大主參數(shù)——各類主要機(jī)床的主參數(shù)和折算系數(shù)機(jī)床主參數(shù)名稱主參數(shù)折算系數(shù)第二主參數(shù)臥式車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑1/10最大工件長(zhǎng)度立式車床最大車削直徑1/100最大工件高度搖臂鉆床最大鉆孔直徑1/1最大跨距臥式鏜銑床鏜軸直徑1/10－坐標(biāo)鏜床工作臺(tái)面寬度1/10工作臺(tái)面長(zhǎng)度外圓磨床最大磨削直徑1/10最大磨削長(zhǎng)度內(nèi)圓磨床最大磨削孔徑1/10最大磨削深度矩臺(tái)平面磨床工作臺(tái)面寬度1/10工作臺(tái)面長(zhǎng)度齒輪加工機(jī)床最大工件直徑1/10最大模數(shù)龍門銑床工作臺(tái)面寬度1/100工作臺(tái)面長(zhǎng)度升降臺(tái)銑床工作臺(tái)面寬度1/10工作臺(tái)面長(zhǎng)度龍門刨床最大刨削寬度1/100最大刨削長(zhǎng)度插床及牛頭刨床最大插削及刨削長(zhǎng)度1/10－拉床額定拉力（t）1/1最大行程主參數(shù)——各類主要機(jī)床的主參數(shù)和折算系數(shù)機(jī)床主參數(shù)名稱主參數(shù)基本參數(shù)——尺寸參數(shù)機(jī)床尺寸參數(shù)是指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。包括：

1、與工件有關(guān)的尺寸參數(shù)；

2、與工、夾、量具有關(guān)的尺寸參數(shù)；

3、主要的結(jié)構(gòu)尺寸。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定基本參數(shù)——尺寸參數(shù)機(jī)床尺寸參數(shù)是指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件，如主軸、工作臺(tái)、刀架等的運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)的主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）直線的工作臺(tái)（滑枕）雙行程數(shù)（雙行程/分）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)直線的工作臺(tái)（刀架）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）工作臺(tái)（刀架）進(jìn)給量（毫米/分）回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)（頭架）進(jìn)給量（轉(zhuǎn)/分）輔助運(yùn)動(dòng)直線的工作臺(tái)（刀架）快速運(yùn)動(dòng)速度（米/分）1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件，如主軸、工作臺(tái)、刀架二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n(單位：r／min)：主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是刀具每分鐘往復(fù)次數(shù)（單位：次/min），或稱為雙行程數(shù)；也可以是裝夾工件的工作臺(tái)的移動(dòng)速度。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n(單位為r／min)：

專用機(jī)床可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工件(或刀具)的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速，且大多數(shù)情況只需一種速度。

通用機(jī)床，為適應(yīng)各種不同的加工要求，主軸應(yīng)有一定的變速范圍和變速方式(有級(jí)或無級(jí)變速)。n：主軸轉(zhuǎn)速(r/min)v:切削速度(m/min)d:工件或刀具直徑(mm)1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-1)二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n(1、nmin和nmax的確定

dmax、dmin為最大最小經(jīng)濟(jì)加工直徑

dmax=K1D

dmin=K2dmax(臥式車床K1=0.5，搖臂鉆床K1=1.0；K2=0.2-0.25)二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-2)1、nmin和nmax的確定dmax、dmin為最大最小例題:確定臥式車床主軸的轉(zhuǎn)速范圍。硬質(zhì)合金車刀半精車小直徑鋼材外圓時(shí)達(dá)最高轉(zhuǎn)速，取Vmax=200m/min，K1=0.5,K2=0.25,機(jī)床能加工的最大直徑為400mm（主參數(shù)）。則:

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定例題:確定臥式車床主軸的轉(zhuǎn)速范圍。硬質(zhì)合金車刀半精車小直徑鋼高速鋼車刀粗車低碳鋼工件表面時(shí)可能達(dá)最低轉(zhuǎn)速，取Vmin=30－50m/min，機(jī)床能加工的最大直徑為400mm。則:

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定高速鋼車刀粗車低碳鋼工件表面時(shí)可能達(dá)最低轉(zhuǎn)速，取Vmin=3高速鋼刀具精車合金鋼材料的梯形螺紋時(shí)達(dá)最低轉(zhuǎn)速，取Vmin=1.5m/min，機(jī)床能加工絲杠最大直徑在40～50mm左右。綜上所述,再考慮留有技術(shù)儲(chǔ)備,最后確定

nmax

=1600r/minnmin

=10r/min1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定高速鋼刀具精車合金鋼材料的梯形螺紋時(shí)達(dá)最低轉(zhuǎn)速，取Vmin=（2）主軸轉(zhuǎn)速的合理排列已知變速范圍，若采用有級(jí)變速，應(yīng)進(jìn)行主軸轉(zhuǎn)速分級(jí)；目前，多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級(jí)數(shù)排列，其公比為,轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)用Z表示。

二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)各級(jí)轉(zhuǎn)速：變速范圍：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-3)（2）主軸轉(zhuǎn)速的合理排列二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)參數(shù)各級(jí)轉(zhuǎn)速：變①簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)

如果公比為，且轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為Z（例如Z＝24）。則可分解成幾個(gè)等比數(shù)列的乘積，使傳動(dòng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。主軸轉(zhuǎn)速的合理排列按照等比數(shù)列排列的原因：

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；使用方便，最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率相等1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定①簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)主軸轉(zhuǎn)速的合理排列按照等比數(shù)列排列的原因：各因子數(shù)列之積等于Z、、、－－各因子數(shù)列的項(xiàng)數(shù)、、、－－各因子數(shù)列的級(jí)比指數(shù)級(jí)比:各因子數(shù)列的公比。級(jí)比是公比的整數(shù)次冪，冪指數(shù)稱為級(jí)比指數(shù)1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-4)各因子數(shù)列之積等于Z、、、－－各因子數(shù)列的項(xiàng)數(shù)級(jí)比:1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定為什么這樣分解等比數(shù)列？

4個(gè)因子數(shù)列相當(dāng)于機(jī)床的4個(gè)“變速手柄”，各因子數(shù)列的項(xiàng)數(shù)相當(dāng)于該“變速手柄”的變速檔數(shù)。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定為什么這樣分解等比數(shù)列？1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定主軸轉(zhuǎn)速n10=n1φ9、n11=n1φ10、n12=n2φ11各重復(fù)一次，即有兩條傳動(dòng)路線產(chǎn)生。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定主軸轉(zhuǎn)速n10=n1φ9、n②使用方便最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率相等等比數(shù)列轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速通式為則機(jī)床的切削速度與工件（或刀具）直徑的關(guān)系為

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-5)②使用方便最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率相等等比數(shù)列轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)

的對(duì)數(shù)值是對(duì)數(shù)值的一次函數(shù)，斜率為1，函數(shù)圖像是與切削速度對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸成45o的斜線，取j=1~Z，可得到Z條平行間距相等的斜線。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定由上式可得：的對(duì)數(shù)值是對(duì)數(shù)值的一次函數(shù)，斜率為1，函數(shù)1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定考慮刀具壽命，實(shí)際加工時(shí)用nj，則其相對(duì)轉(zhuǎn)速損失為n-nj

相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為：

加工某工件的最佳切削速度為v，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為n：最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為n趨近與nj+1時(shí)：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-6)考慮刀具壽命，實(shí)際加工時(shí)用nj，則其相對(duì)轉(zhuǎn)速損失為n-nj結(jié)論：最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率相等。Amax只與公比φ有關(guān)。

Amax它影響機(jī)床的勞動(dòng)生產(chǎn)率，特別是加工時(shí)間長(zhǎng)的大型重型機(jī)床。因此是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定結(jié)論：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（3）標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列①標(biāo)準(zhǔn)公比的規(guī)定：

>1，因?yàn)闄C(jī)床要滿足不同的工藝需求，需要一系列等比數(shù)列轉(zhuǎn)速，nmin~nmax逐漸變大；

1<≤2，因?yàn)榇?，則Amax大，對(duì)機(jī)床生產(chǎn)率影響率大，所以規(guī)定Amax≤50%。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（3）標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確②標(biāo)準(zhǔn)公比規(guī)律Ⅰ(單速電機(jī)驅(qū)動(dòng))：

轉(zhuǎn)速nj經(jīng)E1級(jí)變速后，轉(zhuǎn)速值呈10倍的關(guān)系，即1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定②標(biāo)準(zhǔn)公比規(guī)律Ⅰ(單速電機(jī)驅(qū)動(dòng))：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)③標(biāo)準(zhǔn)公比規(guī)律Ⅱ：為適應(yīng)雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的需要，要求轉(zhuǎn)速nj經(jīng)E2級(jí)變速后，轉(zhuǎn)速值呈2倍的關(guān)系，即1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定③標(biāo)準(zhǔn)公比規(guī)律Ⅱ：為適應(yīng)雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的需要，要求轉(zhuǎn)速nj經(jīng)E④標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列

機(jī)床主軸的等比數(shù)列轉(zhuǎn)速與數(shù)學(xué)中的等比數(shù)列是有區(qū)別的，雖然標(biāo)準(zhǔn)公比寫成精度為的小數(shù)，但標(biāo)準(zhǔn)公比（2除外）都是無理數(shù)，機(jī)械傳動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)、等的傳動(dòng)比，尤其是，，因而主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比是近似的，確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列時(shí)應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值。

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定④標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列機(jī)床主軸的等比數(shù)列轉(zhuǎn)速與數(shù)學(xué)中的等比數(shù)1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定12.513.214.015.016.017.018.019.020.021.222.423.625.026.528.030.031.533.535.537.540.042.545.047.550.053.056.060.063.067.071.075.080.085.090.095.010010611211812513214015016017018019020021222423625026528030031533535537540042545047550053056060063067071075080085090095010001060112011801250132014001500表1-1R40的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列（摘自GB/T2822－2005）注：1、R40表示

2、因1.0640≈10故可得10～150、100～1500間的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列；但10～12.5之間無10.6、11.8，即10～12.5之間標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列公比為3、由于1.064≈1.26，可以從該表中選擇R10（）的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。

4、由于1.066≈1.41，可以從該表中選擇公比φ＝1.41的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定12.513.214.015當(dāng)選定標(biāo)準(zhǔn)公比之后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從GB/T2822中查出。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了0.01mm~20000mm范圍內(nèi)機(jī)械制造業(yè)中常用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸(直徑、長(zhǎng)度、高度等)系列。本標(biāo)準(zhǔn)適用于有互換性或系列化要求的主要尺寸(如安裝、連接尺寸，有公差要求的配合尺寸，決定產(chǎn)品系列的公稱尺寸等)。其他結(jié)構(gòu)尺寸也應(yīng)盡可能采用。表1-2標(biāo)準(zhǔn)公比1.061.121.261.411.581.782

25.7%10.7%20.6%29.1%36.7%43.8%50%

1.0621.0641.0661.0681.06101.06121.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定當(dāng)選定標(biāo)準(zhǔn)公比之后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從GB/T2822中查出。本例1-1某機(jī)床主軸有18級(jí)等比數(shù)列轉(zhuǎn)速，，公比，試確定各級(jí)主軸轉(zhuǎn)速。

因?yàn)椋航猓汗纫?guī)律1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定例1-1某機(jī)床主軸有18級(jí)等比數(shù)列轉(zhuǎn)速，1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定又因?yàn)椋?0751201502403004756009501200再由公比規(guī)律：可得：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定又因?yàn)椋?07512重要規(guī)律為:

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定重要規(guī)律為:1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定標(biāo)準(zhǔn)公比值有：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列可由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列查取。①標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列用于旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)、直線主運(yùn)動(dòng)、等比進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。對(duì)于無級(jí)變速系統(tǒng)可參考標(biāo)準(zhǔn)公比。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（4）公比選用原則標(biāo)準(zhǔn)公比值有：①標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列用于旋轉(zhuǎn)主運(yùn)

A結(jié)構(gòu)中型機(jī)床不能太大不能很復(fù)雜取1.26,1.41大型機(jī)床不能大(要小)可以復(fù)雜點(diǎn)取1.12,1.26或1.06小型機(jī)床可以大一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單取1.58,1.78甚至2半自動(dòng)車床要小工藝范圍小結(jié)構(gòu)不復(fù)雜取1.12,1.26專用機(jī)床要小工藝范圍小結(jié)構(gòu)不復(fù)雜取1.12,1.26②公比的選用1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定A圓整；宜采用雙聯(lián)、三聯(lián)滑移齒輪變速

Z取68912161824

(5)變速范圍Rn，公比φ和級(jí)數(shù)Z的關(guān)系1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定(5)變速范圍Rn，公比φ和級(jí)數(shù)Z的關(guān)系1.4機(jī)床主要技三、動(dòng)力參數(shù)

動(dòng)力參數(shù)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)床的各種電動(dòng)機(jī)功率或扭矩，液壓馬達(dá)和油缸的牽引力等。各傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)都是根據(jù)動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)的。

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定動(dòng)力參數(shù)：指主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力消耗，它主要由機(jī)床的切削載荷和驅(qū)動(dòng)的工件質(zhì)量決定。三、動(dòng)力參數(shù)1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定動(dòng)力參數(shù)：指主運(yùn)1、主電動(dòng)機(jī)功率的確定機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的功率為

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定①切削功率的確定有（P切）

專用機(jī)床：機(jī)床的功率可根據(jù)特定工序的切削用量計(jì)算或測(cè)定通用機(jī)床：目前單純用計(jì)算的方法來確定功率是困難的，故通常用類比、測(cè)試和近似計(jì)算幾種方法互相校核來確定。通用機(jī)床，刀具與工件材料和切削用量變化大，也可根據(jù)機(jī)床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的切削條件進(jìn)行計(jì)算。P切—切削工件所消耗的功率P空—空載功率P附—隨負(fù)荷增大而增加的附加機(jī)械摩擦損耗功率（1-7)1、主電動(dòng)機(jī)功率的確定1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定①切削②機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的空轉(zhuǎn)功率損失與傳動(dòng)件的預(yù)緊程度及裝配質(zhì)量有關(guān)，是傳動(dòng)件摩擦、攪油等因素引起的，其大小隨傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速的增大而增大。中型機(jī)床主傳動(dòng)空轉(zhuǎn)功率損失可用下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-8)②機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的空轉(zhuǎn)功率損失1.4機(jī)床主②機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的空轉(zhuǎn)功率損失da—主傳動(dòng)鏈除主軸外所有傳動(dòng)軸的平均直徑(mm)，主傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)未確定時(shí)，按電機(jī)功率估算：1.5＜P主≤2.8kW

da＝30；2.5＜P主≤7.5kW

da＝35；7.5＜P主≤14kW

da＝40d主—主軸前后支承的平均直徑(mm)n主—機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速(r/min)；估算空載功率時(shí)，n主按主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速確定∑ni—當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速n主時(shí)，傳動(dòng)鏈內(nèi)除主軸外各傳動(dòng)軸的相應(yīng)轉(zhuǎn)速之和(r/min)k1—潤(rùn)滑油粘度影響系數(shù),

N46時(shí)，k1=3.5；N32時(shí)，k1=3.15；k2—主軸軸承系數(shù)，兩支承主軸k2=2.5；三支承主軸k2=3。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-8)②機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的空轉(zhuǎn)功率損失da—主傳動(dòng)鏈除③附加機(jī)械摩擦損耗功率P附η機(jī)—主傳動(dòng)鏈機(jī)械效率，是主傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)副的機(jī)械效率的乘積。

η機(jī)＝η1η2η3……。產(chǎn)生原因：機(jī)床切削工件時(shí)，齒輪、軸承等零件上的接觸壓力增大，無用功耗損增大。比P空多出的那部分功率，稱為附加機(jī)械摩擦損失功率P附，切削功率越大，附加機(jī)械摩擦損失功率越大。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-9)③附加機(jī)械摩擦損耗功率P附η機(jī)—主傳動(dòng)鏈機(jī)械效率，是主傳

因此，主運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率為：當(dāng)主傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)方案尚未確定時(shí)（進(jìn)行估算）：η總—機(jī)床總機(jī)械效率，主運(yùn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：η總＝0.7～0.85，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單或主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，η總?cè)〈笾?；主運(yùn)為直線運(yùn)動(dòng)：η總＝0.6～0.7。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定另外，也可在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，參考同類機(jī)床確定（P16表1-3）（1-10)（1-11)因此，主運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率為：當(dāng)主傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)方案尚未確定時(shí)（進(jìn)2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定1)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)合用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)普通車床；自動(dòng)車床；銑床、臥式鏜床；齒輪機(jī)床；不單獨(dú)計(jì)算進(jìn)給功率，而是在確定主電動(dòng)機(jī)功率時(shí)引入一個(gè)系數(shù)K。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-12)2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定普通車床2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中工作進(jìn)給與快速移動(dòng)合用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)快速電動(dòng)機(jī)滿載起動(dòng)，且加速度大，所消耗的功率遠(yuǎn)大于工作進(jìn)給功率，且工作進(jìn)給與快速移動(dòng)不同時(shí)進(jìn)行。所以該電動(dòng)機(jī)功率按快速移動(dòng)功率選取。數(shù)控機(jī)床屬于這類情況。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中工作進(jìn)給與快速移動(dòng)合用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)快速電動(dòng)機(jī)3）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)單獨(dú)使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)Q－－最大進(jìn)給牽引力(N）；vf－－最大進(jìn)給速度(m/min)；ηf－－進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械效率。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率Pf(kW)為：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-13)3）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)單獨(dú)使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)Q－－最大進(jìn)給牽引力(N）

進(jìn)給牽引力Q等于進(jìn)給方向上切削分力與摩擦力之和，進(jìn)給牽引力Q的估算公式見下表:表1-4進(jìn)給牽引力Q的計(jì)算導(dǎo)軌形式水平進(jìn)給垂直進(jìn)給三角形矩形導(dǎo)軌組合KFz+μ’（Fx+G）K（Fz+G）+μ’Fx矩形導(dǎo)軌組合KFz+μ’（Fx+Fy+G）K（Fz+G）+μ’（Fx+Fy）燕尾形導(dǎo)軌KFz+μ’（Fx+2Fy+G）K（Fz+G）+μ’（Fx+2Fy）鉆床主軸

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定參數(shù)有關(guān)說明見P17進(jìn)給牽引力Q等于進(jìn)給方向上切削分力與摩擦力之和，進(jìn)給數(shù)控進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定Tf

電－－電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（N.m）Pf

－－電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）nf

電－－電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）（1-14)數(shù)控進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定T3.快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定

1）交流異步快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定

快速移動(dòng)特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)滿載起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間短（0.5~1秒）、移動(dòng)部件加速度大。

快速移動(dòng)所需消耗的功率：

①克服移動(dòng)部件和傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性力；

②克服移動(dòng)部件因移動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定故快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)消耗的功率最大3.快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定交流異步快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算公式：P1－－克服慣性力所需功率（kW）；P2－－克服摩擦力所需功率（kW）；n－－電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）；k1－－電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，異步電動(dòng)機(jī)k1=1.6～2.2Te－－克服慣性力所需電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩（N.m）1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-15)交流異步快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算公式：P1－－克服慣性力所需功（1）克服慣性力所需功率:1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定ω－－電動(dòng)機(jī)的角速度（rad/s）；Je－－折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）；JM－－電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）；JL－－傳動(dòng)件、負(fù)載折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）；ta－－電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)加速時(shí)間（s），異步電動(dòng)機(jī)ta

=0.5～1s克服慣性力所需電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩:（1-16)（1）克服慣性力所需功率:1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定ω根據(jù)動(dòng)能守恒定律有：

Ji、ωi－－分別是各旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）、角速度（rad/s）；Mj、vj－－各移動(dòng)部件的質(zhì)量(kg)、移動(dòng)速度（m/s）。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-17)根據(jù)動(dòng)能守恒定律有：Ji、ωi－－分別是各旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（1.4快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定空心圓柱形零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：m－－旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量（kg）、角速度（rad/s）；D、d、l－－分別為零件的外徑、內(nèi)徑、長(zhǎng)度(m)；ρ－－密度（kg/m3）,鋼材密度:ρ=7.85×103（kg/m3）實(shí)心圓柱形零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：（1-18)1.4快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定空心圓柱形零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：m（2）克服摩擦力所需功率:1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定m－－移動(dòng)部件的質(zhì)量（kg）；v－－移動(dòng)部件的移動(dòng)速度（m/s）；g－－重力加速度，g=9.8m/s2；F－－移動(dòng)部件重心與升降絲杠不同軸而引起，

產(chǎn)生在導(dǎo)軌上的擠壓力（N）；μ'－－當(dāng)量摩擦系數(shù)快移部件垂直升降運(yùn)動(dòng)：快移部件水平運(yùn)動(dòng)：垂直升降運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)要同時(shí)克服部件重力和摩擦力（1-20)（1-19)（2）克服摩擦力所需功率:1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定m注意：

克服摩擦力所需的功率是變化的，隨移動(dòng)速度的增大而增大，移動(dòng)部件在起動(dòng)過程中，是勻加速運(yùn)動(dòng)，平均速度是vmax/2，但由于起動(dòng)時(shí)間短，計(jì)算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)功率時(shí)可按最大移動(dòng)速度計(jì)算。

當(dāng)移動(dòng)部件達(dá)到所需的移動(dòng)速度后，移動(dòng)部件變?yōu)楹闼龠\(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)僅需克服移動(dòng)部件的摩擦力就能維持其運(yùn)動(dòng)，即快速移動(dòng)時(shí)所消耗的功率為克服摩擦力所需的功率。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定注意：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定2）伺服電動(dòng)機(jī)選擇

1）最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不得超過伺服電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩TM1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定（1-21)Fmax－－絲杠上最大軸向載荷（最大軸向進(jìn)給力與導(dǎo)軌摩擦力之和）（N）；Ph－－絲杠導(dǎo)程（mm）；η－－絲桿的機(jī)械效率；Tf1－－絲杠螺母預(yù)加載荷引起的附加摩擦轉(zhuǎn)矩（N.m）Tf2－－絲杠軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩（N.m）i－－伺服電動(dòng)機(jī)與絲桿間的傳動(dòng)比伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：2）伺服電動(dòng)機(jī)選擇1）最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不得超過伺服電Fp＝Ca/8-101.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定Ca－－絲杠的動(dòng)態(tài)額定載荷動(dòng)態(tài)額定載荷（N）；Ph－－絲杠導(dǎo)程（mm）；Tf1的確定：Tf2的確定：可根據(jù)軸承產(chǎn)品樣本選擇。如根據(jù)哈爾濱軸承總廠《角接觸推力球軸承組配技術(shù)條件》，7602030TVP的預(yù)加載荷為2.9kN，單個(gè)軸承的摩擦力矩為0.32N·m。故Tf2=2×0.32=0.64N·mFp＝Ca/8-101.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定Ca－－2）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JM負(fù)載慣量JL匹配伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：（1-22)原因：因?yàn)檎鬯愕诫妱?dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je

=JM+JL，而JL是變化的（工件、夾具的質(zhì)量不同）；如果Je

↓，則應(yīng)使JL所占比例↓；但JM↑，Je

↑，同樣的角加速度，伺服電動(dòng)機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)矩也必須↑。為了保證足夠的角加速度B使系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，將不得不采用過大的伺服電動(dòng)機(jī)和伺服控制系統(tǒng)。匹配條件：1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定2）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JM負(fù)載慣量JL匹配伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速特性伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械時(shí)間常數(shù):電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到轉(zhuǎn)速達(dá)到空載轉(zhuǎn)速的63.2%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。直流伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)加速時(shí)間：ta

＝3～4tM

（tM電動(dòng)機(jī)的機(jī)械時(shí)間常數(shù)）交流伺服電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)加速時(shí)間（-vmax→vmax）：ts－－伺服系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)Ks－－伺服系統(tǒng)的增益1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速特性伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械時(shí)間常3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速特性伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：（1-23)（1-24)伺服電動(dòng)機(jī)起動(dòng)加速時(shí)間ta和加速度a：由式1-16可得：將ta代入可得：伺服電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩按式1-16計(jì)算1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速特性伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：（1-23)（1-3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速特性伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：伺服電動(dòng)機(jī)加速特性規(guī)定：根據(jù)伺服系統(tǒng)的增益Ks，計(jì)算所需工作臺(tái)的最大加速度amax，并使amax略小于a。伺服系統(tǒng)要求的最大加速度是在系統(tǒng)常數(shù)內(nèi)，工作臺(tái)的速度從-vmax變?yōu)関max。因此：（1-25)Ks－－伺服系統(tǒng)的增益，Ks=8～25s，數(shù)控鉆床取小值，數(shù)控車床、鏜銑加工中心取大值。1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速特性伺服電動(dòng)機(jī)選擇原則：伺服電動(dòng)機(jī)加速特性

如果結(jié)構(gòu)尚未確定,不能計(jì)算部件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)部件慣性時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)有機(jī)床，在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，類比確定。普通機(jī)床的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率及移動(dòng)速度見表1-5。（P21）

1.4機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定如果結(jié)構(gòu)尚未確定,不能計(jì)算部件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)部件慣1.4主要技術(shù)參數(shù)的確定表1-5機(jī)床部件快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率和速度1.4主要技術(shù)參數(shù)的確定表1-5機(jī)床部件快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)總結(jié)機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)方法和步驟：1、根據(jù)被加工零件的工藝確定機(jī)床形式；2、確定機(jī)床的主參數(shù)；3、確定機(jī)床的工作工況；4、根據(jù)工作工況確定nmin、nmax（查《機(jī)械工藝師手冊(cè)》）；5、確定傳動(dòng)公比φ；6、確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z；7、計(jì)算重切削工況的切削力（通常粗加工為重切削工況）；8、計(jì)算主軸電機(jī)功率；9、計(jì)算進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)功率?？偨Y(jié)機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)方法和步驟：1、根據(jù)被加工零件的第一章習(xí)題與思考題1-1機(jī)床應(yīng)滿足那些基本要求？什么是人機(jī)關(guān)系？1-2機(jī)床設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟是什么？1-3機(jī)床的總體方案擬定包括什么內(nèi)容？機(jī)床總布局的內(nèi)容和步驟是什么？1-4機(jī)床分配運(yùn)動(dòng)的原則是什么？驅(qū)動(dòng)型式如何選擇？1-5機(jī)床的尺寸參數(shù)包括的哪些參數(shù)？如何確定？1-6怎樣減少機(jī)床的振動(dòng)，減小齒輪的噪聲值？第一章習(xí)題與思考題1-1機(jī)床應(yīng)滿足那些基本要求？什么1-7機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如何確定？等比傳動(dòng)有何優(yōu)點(diǎn)？通用機(jī)床公比選用原則是什么？1-8標(biāo)準(zhǔn)公比有哪些，是根據(jù)什么確定的？數(shù)控機(jī)床分級(jí)傳動(dòng)的公比是否為標(biāo)準(zhǔn)值？1-9機(jī)床的動(dòng)力參數(shù)如何選擇？數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的動(dòng)力參數(shù)確定方法有什么不同？第一章習(xí)題與思考題1-7機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如何確定？等比傳動(dòng)有何優(yōu)點(diǎn)？通用機(jī)床機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)目錄第一章金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì)

第一節(jié)機(jī)床的基本要求 第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 第三節(jié)機(jī)床的總體布局 第四節(jié)機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定目錄第一章金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 第一節(jié)機(jī)床的基1.1機(jī)床的基本要求一、機(jī)床應(yīng)具有的性能指標(biāo)1、工藝范圍指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。包括可加工的零件類型、形狀和尺寸范圍，能完成的工序種類等。2、加工精度指被加工工件表面的形狀位置、尺寸的準(zhǔn)確度，表面的粗糙程度。

機(jī)床的精度分為三級(jí)：普通精度機(jī)床；精密機(jī)床；高精度機(jī)床。其公差值的比值約為1：0.4：0.25。第一節(jié)機(jī)床的基本要求1.1機(jī)床的基本要求一、機(jī)床應(yīng)具有的性能指標(biāo)第一節(jié)機(jī)1.工藝范圍不同的生產(chǎn)模式對(duì)工藝范圍要求不同：

單件大量生產(chǎn)——要求加工效率高、工藝范圍窄，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如：組合機(jī)床。

單件小批量生產(chǎn)——要求擴(kuò)大機(jī)床功能，工藝范圍廣，機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜。如：通用車床。

多品種小批量生產(chǎn)——要求機(jī)床運(yùn)動(dòng)和刀具多，加工精度高，工藝范圍廣。如：數(shù)控機(jī)床、加工中心。

通用機(jī)床都具有較寬的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的工藝范圍比傳統(tǒng)通用機(jī)床更寬，使其具有良好的柔性；專用機(jī)床和專門化機(jī)床則應(yīng)合理地縮小工藝范圍。1.1機(jī)床的基本要求1.工藝范圍不同的生產(chǎn)模式對(duì)工藝范圍要求不同：13、生產(chǎn)率和自動(dòng)化指機(jī)床在單位時(shí)間內(nèi)所能加工的工件數(shù)量。4、可靠性機(jī)床在整個(gè)使用壽命期間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。可靠性包括兩個(gè)方面：一是機(jī)床在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的難易程度；二是可修復(fù)機(jī)床失效后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)修復(fù)的難易程度。1.1機(jī)床的基本要求3、生產(chǎn)率和自動(dòng)化1.1機(jī)床的基本要求1.1機(jī)床的基本要求二、人機(jī)關(guān)系

機(jī)床除具有一定的技術(shù)性能指標(biāo)外，還應(yīng)有良好的人機(jī)關(guān)系。即使機(jī)床符合人的生理和心理特征，實(shí)現(xiàn)人機(jī)環(huán)境高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為操作者創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、可靠、高效的工作條件；能減輕操作者精神緊張和身體疲勞。1.1機(jī)床的基本要求二、人機(jī)關(guān)系1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟

第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)大致包括四個(gè)階段：第一、總體設(shè)計(jì)（產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)）第二、技術(shù)設(shè)計(jì)第三、零件設(shè)計(jì)第四、樣機(jī)試制和鑒定1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟第二節(jié)金屬切一、總體設(shè)計(jì)1．掌握機(jī)床的設(shè)計(jì)依據(jù)（產(chǎn)品規(guī)劃－－調(diào)查研究）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行調(diào)查研究。2．工藝分析（方案設(shè)計(jì)）優(yōu)化加工方案。必要時(shí)畫出加工示意圖。

3．總體布局（方案設(shè)計(jì)）

根據(jù)確定的工藝方案，確定機(jī)床刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，確定各部件的相互位置。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟一、總體設(shè)計(jì)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體布局設(shè)計(jì)步驟：

分配機(jī)床運(yùn)動(dòng)→選擇傳動(dòng)形式和機(jī)床的支承形式→安排操作位置→擬定提高剛度的措施→造型設(shè)計(jì)和色彩選擇。另外，應(yīng)畫出傳動(dòng)原理圖，主要部件的結(jié)構(gòu)草圖，液壓系統(tǒng)原理圖，電氣控制電路圖，操縱控制系統(tǒng)原理圖。畫出機(jī)床聯(lián)系尺寸圖——機(jī)床原始總圖。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體布局設(shè)計(jì)步驟：1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用可靠性設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行預(yù)防故障設(shè)計(jì)。利用概率設(shè)計(jì)，將所設(shè)計(jì)零件的失效概率限制在允許的很小范圍內(nèi)，以滿足可靠性定量的要求。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟總體設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用可靠性設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行預(yù)防故障設(shè)計(jì)。利用

可靠性設(shè)計(jì)的六條原則：①采用成熟的經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)分析試驗(yàn)驗(yàn)證了的方案；②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件數(shù)量少；③多用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化零部件；④重視維修性，便于檢修、調(diào)整、拆換；⑤重視關(guān)鍵零件的可靠性和材料選擇；⑥充分運(yùn)用故障分析成果，及時(shí)反饋，盡早改進(jìn)。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟可靠性設(shè)計(jì)的六條原則：1.24．確定主要的技術(shù)參數(shù)主要參數(shù)包括：主參數(shù)和尺寸參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)力參數(shù)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟4．確定主要的技術(shù)參數(shù)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟二、技術(shù)設(shè)計(jì)畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖，繪制部件裝配圖，繪制電氣系統(tǒng)安裝接線圖，液壓系統(tǒng)和控制操作系統(tǒng)裝配圖，繪制總裝配圖及部件裝配圖三、零件設(shè)計(jì)及資料編寫四、樣機(jī)試制和鑒定樣機(jī)試制；空車試運(yùn)轉(zhuǎn)；隨后進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，在額定載荷下進(jìn)行試工作，并寫出工業(yè)性試驗(yàn)報(bào)告。1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟二、技術(shù)設(shè)計(jì)1.2金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）機(jī)床通用型號(hào)表示方法（摘示GB/T15375－2008）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）機(jī)床通用型

機(jī)床分為十一大類，每類通用機(jī)床都有它的主參數(shù)系列，而每一規(guī)格又有基型和變型，合稱為這類機(jī)床的系列和型譜。

機(jī)床系列型譜（GB/T15375－2008）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）機(jī)床分為十一大類，每類通用機(jī)床都有它的主參數(shù)系列，而每一

（一）機(jī)床的工作原理

通過刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由刀具切除工件表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達(dá)到其精度要求。

機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）一、分配機(jī)床的運(yùn)動(dòng) （一）機(jī)床的工作原理機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總（二）工件表面的形成原理

1.幾何表面的形成原理2.發(fā)生線的形成(1)軌跡法(2)成形法(仿形法)(3)相切法(4)范成法

1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）（二）工件表面的形成原理1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削幾何表面的形成原理

任何表面都可看作一條曲線（或直線）沿另一條曲線（或直線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。前者稱為母線，后前者稱為導(dǎo)線1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）幾何表面的形成原理 任何表面都可看作一條曲線（或直線）沿另

3.加工表面的形成方法加工表面的形成方法是母線形成方法和導(dǎo)線形成方法的組合。故加工表面形成所需的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也是形成母線和導(dǎo)線所需相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合。1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）3.加工表面的形成方法1.3機(jī)床的總體布局（金屬切（三）機(jī)床運(yùn)動(dòng)分類

1、按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)2、按運(yùn)動(dòng)功能成形運(yùn)動(dòng)3、按運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系獨(dú)立運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)（如車螺紋）非成形運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（或形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）（三）機(jī)床運(yùn)動(dòng)分類 1、按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線運(yùn)動(dòng)2、按運(yùn)動(dòng)功能成形（四）機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)方案

1.選取坐標(biāo)系沿Ｘ、Ｙ、Ｚ軸的直線運(yùn)動(dòng)符號(hào)和運(yùn)動(dòng)量仍用Ｘ、Ｙ、Ｚ表示；繞Ｘ、Ｙ、Ｚ軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用Ａ、Ｂ、Ｃ表示，其運(yùn)動(dòng)量用表示。

1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）（四）機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)方案1.3機(jī)床的總體布局（金屬切數(shù)控臥式車床坐標(biāo)系1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）數(shù)控臥式車床坐標(biāo)系1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床2.寫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式

運(yùn)動(dòng)功能式表示機(jī)床的運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)、形式（直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）、功能（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、非成形運(yùn)動(dòng)，分別用下標(biāo)ｐ、ｆ、ａ表示）及排列順序。

左邊寫工件，用Ｗ表示。右邊寫刀具，用Ｔ表示。中間寫運(yùn)動(dòng)，按運(yùn)動(dòng)順序排列，并用“／”分開。

1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）如：2.寫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式1.3機(jī)床的總體布局（金屬切3.畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖

機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖是將機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式用簡(jiǎn)潔的符號(hào)和圖形表達(dá)出來，是機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）3.畫出機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）4.運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)是確定運(yùn)動(dòng)功能分配式中“接地”的位置，用“●”表示，

“●”左側(cè)的運(yùn)動(dòng)由工件完成，

“●”右側(cè)的運(yùn)動(dòng)由刀具完成。車床的運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)銑床的運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總體布局（金屬切削機(jī)床相關(guān)知識(shí)）4.運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)車床的運(yùn)動(dòng)功能分配設(shè)計(jì)銑床的運(yùn)動(dòng)功能分1.3機(jī)床的總體布局1、將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件。運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量小，慣性小，需要的驅(qū)動(dòng)力就小，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積?。恢圃斐杀镜?。

2、運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度。3、運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高運(yùn)動(dòng)部件的剛度。4、運(yùn)動(dòng)的分配應(yīng)視工件形狀而定。機(jī)床運(yùn)動(dòng)的分配原則：1.3機(jī)床的總體布局1、將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件。機(jī)5.畫出機(jī)床傳動(dòng)原理圖

1.3機(jī)床的總體布局將動(dòng)力源與執(zhí)行件、一執(zhí)行件和另一執(zhí)行件之間的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)關(guān)系同時(shí)表示出來，即傳動(dòng)原理圖。5.畫出機(jī)床傳動(dòng)原理圖1.3機(jī)床的總體布局1.3機(jī)床的總體布局二、選擇傳動(dòng)形式和支承型式主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)類型交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單速電動(dòng)機(jī)雙速電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)機(jī)床傳動(dòng)的形式機(jī)械傳動(dòng)－－液壓傳動(dòng)－－優(yōu)點(diǎn)：滑移齒輪變速，變速級(jí)數(shù)一般少于30級(jí)，它傳遞功率大，變速范圍較廣，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠。缺點(diǎn)：有相對(duì)轉(zhuǎn)速損失，工作中不能變速。優(yōu)點(diǎn)：無級(jí)變速，傳動(dòng)平衡，運(yùn)動(dòng)換向沖擊小，易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。1.3機(jī)床的總體布局二、選擇傳動(dòng)形式和支承型式主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)臥式支撐：支撐件高度方向尺寸<長(zhǎng)度方向尺寸；立式支撐：支撐件高度方向尺寸>長(zhǎng)度方向尺寸；1.3機(jī)床的總體布局支承型式：機(jī)床支撐件的狀態(tài)。臥式支撐：支撐件高度方向尺寸<長(zhǎng)度方向尺寸；1.3機(jī)床的立柱支撐單臂支撐龍門支撐1.3機(jī)床的總體布局特點(diǎn)：臥式支承的機(jī)床，重心低，剛度大，是中小型機(jī)床的首選支承形式。立式支承又稱為柱式支承，簡(jiǎn)稱為立柱。這種支承占地面積小，剛度較臥式差，機(jī)床的操作位置比較靈活。龍門框架支承，是單臂支承的改進(jìn)形式,又稱為雙柱式支承，適用于立式大型機(jī)床。立柱支撐單臂支撐龍門支撐1.3機(jī)床的總體布局特點(diǎn)：臥式支1.3機(jī)床的總體布局三、安排操作部位機(jī)床總體設(shè)計(jì),在考慮達(dá)到技術(shù)性能指標(biāo)的同時(shí)，必須注意機(jī)床操作者的生理和心理特征，充分發(fā)揮人和機(jī)床的各自特點(diǎn)，達(dá)到人機(jī)最佳綜合功效。

1.3機(jī)床的總體布局三、安排操作部位1.3機(jī)床的總體布局

機(jī)床各部件相對(duì)位置的安排，應(yīng)保證：①操作者和工件有適當(dāng)?shù)南鄬?duì)位置，有足夠的活動(dòng)空間，以便于工件的裝卸、刀具的安裝調(diào)試、加工情況的觀察和工件檢驗(yàn)；②操作者與操作手柄等控制元件的適當(dāng)位置，有足夠的操作空間，達(dá)到操作準(zhǔn)確、省力、方便；③操作件應(yīng)按JB/T7270－JB/T7277（或GB4141）選用，操作件之間有合理的距離；④功能不同的按鈕應(yīng)有不同的顏色，且這些顏色應(yīng)和人的視覺習(xí)慣一致、符合人的心理生理特征。防止誤操作。1.3機(jī)床的總體布局機(jī)床各部件相對(duì)位置的安排1.3機(jī)床的總體布局四、提高動(dòng)剛度的措施1、提高抗振性能機(jī)床的抗振性是指機(jī)床工作部件在交變載荷下抵抗變形的能力，包括抵抗受迫振動(dòng)（抗振性）和自激振動(dòng)（切削穩(wěn)定性）的能力。影響機(jī)床振動(dòng)的因素：

（１）機(jī)床的靜剛度（２）機(jī)床的阻尼特征（３）機(jī)床系統(tǒng)的固有頻率1.3機(jī)床的總體布局四、提高動(dòng)剛度的措施

針對(duì)影響機(jī)床性能較大，且固有頻率較低的振型制定措施。隔離外振源:主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與主機(jī)分離，用橡膠摩擦傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)對(duì)于傳動(dòng)鏈振源（無法隔離的振源）采用變頻無級(jí)調(diào)速或雙速電動(dòng)機(jī)，縮短傳動(dòng)鏈；提高傳動(dòng)鏈傳動(dòng)組件、主軸組件的剛度，提高其固有角頻率；大傳動(dòng)件設(shè)計(jì)動(dòng)平衡或阻尼機(jī)構(gòu)；提高各部件結(jié)合面精度，增強(qiáng)局部剛度。預(yù)防受迫振動(dòng)的措施：預(yù)防自激振動(dòng)的措施：增大工作部件的阻尼比調(diào)整切削寬度及時(shí)修磨刀具，穩(wěn)定切削1.3機(jī)床的總體布局針對(duì)影響機(jī)床性能較大，且固有頻率較低的振型制定措施。預(yù)2、減小熱變形內(nèi)部熱源：電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械摩擦副、切削熱外部熱源：環(huán)境溫度、周圍熱源輻射自身因素：熱源分布不均，金屬材料不同的熱膨脹系數(shù)；減少熱變形的措施：隔離熱源：電動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱與主機(jī)分離控制環(huán)境溫度：精密、數(shù)控機(jī)床需要在恒溫條件下工作強(qiáng)制冷卻熱源：采用切削液冷卻加工部位，壓力潤(rùn)滑油循環(huán)冷卻主軸軸承、利于排屑。熱源相對(duì)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，熱變形后中心位置不變改善排屑狀態(tài)1.3機(jī)床的總體布局2、減小熱變形1.3機(jī)床的總體布局3、降低噪聲1.3機(jī)床的總體布局

機(jī)床噪聲來源：機(jī)械噪聲、液壓噪聲、電磁噪聲、空氣動(dòng)力噪聲。

機(jī)械噪聲中，齒輪振動(dòng)影響傳動(dòng)平穩(wěn)性，是主要噪聲源。產(chǎn)生的因素是齒輪的齒距偏差fpt和一齒切向綜合偏差fi'

，是由滾刀的制造和安裝誤差以及齒輪的制造誤差造成的。3、降低噪聲1.3機(jī)床的總體布局機(jī)床噪聲來源：機(jī)械噪3、降低噪聲

措施：①縮短傳動(dòng)鏈

②采用小模數(shù)、硬面齒輪，降低傳動(dòng)件的線速度③提高齒輪的第Ⅱ組精度（fpt齒距偏差、fi‘

一齒切向綜合偏差）；

④采用增加齒數(shù)、減小壓力角或圓柱螺旋齒輪，增加齒輪嚙合的重合度，機(jī)床齒輪的重合度應(yīng)不小于1.3；

⑤提高阻尼比，提高支撐件的剛度。1.3機(jī)床的總體布局3、降低噪聲措施：①縮短傳動(dòng)鏈1.3機(jī)床的總體布局1.3機(jī)床的總體布局五、造型設(shè)計(jì)機(jī)床的造型必須與功能相適應(yīng)，功能決定造型，造型表現(xiàn)功能。機(jī)床的造型設(shè)計(jì)是在保證人機(jī)關(guān)系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用藝術(shù)規(guī)律和造型美學(xué)法則加以精煉和塑造，得到恰到好處的造型。機(jī)床造型總的原則是經(jīng)濟(jì)實(shí)用，美觀大方。盡管人的審美觀不盡相同，但還是有規(guī)律可循，良好的外觀造型應(yīng)從機(jī)床造型設(shè)計(jì)和色彩兩方面去評(píng)價(jià)。1.3機(jī)床的總體布局五、造型設(shè)計(jì)1.3機(jī)床的總體布局

外觀造型應(yīng)使機(jī)床整體統(tǒng)一，均衡穩(wěn)定，比例協(xié)調(diào)。部件的形體目前多流行小圓角過渡的棱柱體造型,長(zhǎng)、寬（或高）的比率要適當(dāng)，常用的比值為：黃金分割比率、均方根比率、整數(shù)比率等；各部件的形體比率相互協(xié)調(diào),做到銜接緊密、轉(zhuǎn)換自然，組合而成的外形輪廓的幾何線型要大體一致，達(dá)到線型風(fēng)格的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；整體造型應(yīng)使人感到穩(wěn)定而不笨重，輕巧且安定。

1.3機(jī)床的總體布局外觀造型應(yīng)使機(jī)床整體統(tǒng)一，均1.3機(jī)床的總體布局

色彩可配合造型使機(jī)床達(dá)到人的審美要求。機(jī)床的主色調(diào)是綠色。實(shí)踐證明，綠色有助于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，藍(lán)色和紫色則降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。國(guó)內(nèi)外各種機(jī)床多采用綠色，它給人以貼近自然，適宜、舒暢的感覺，同時(shí)也是一種耐油污的隱蔽色。

機(jī)床色彩應(yīng)適應(yīng)不同的使用環(huán)境，熱帶地區(qū)使用的機(jī)床宜采用冷色，如乳白色、奶黃色，使人產(chǎn)生清涼、心情平靜的感覺；寒冷地區(qū)應(yīng)采用暖色，如桔黃色、桔紅色等，以增強(qiáng)人們的溫暖感。1.3機(jī)床的總體布局