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* 第八章 机床总体设计 第一节 机床总体方案的设计方法简述 前面我们所讲的是机床部件的设计方法，从整台机床的设计工作来看是属于第二步工作，而第一步工作是机床总体方案的设计，其包括拟定机床总体方案和确定机床主要技术参数两方面的工作。 一、拟定机床总体方案，包括以下三方面的内容： 调查分析、工艺分析、机床总体布局。 1.调查分析 （1）对加工对象的了解； （2）对使用要求与制造条件的了解； （3）对同类及类同设备的了解。 2.工艺分析 （1）工艺方法的选定。 同一种工件的加工可以有众多的工艺方案。 以齿轮为例，根据生产率、精度的不同要求，选择不同的方法。 工艺方法对机床的结构和性能的影响很大，工艺方法的改变常导致机床的运动、传动、布局、结构、经济效果等方面的一系列变化。 专用机床：多种工艺方案比较、选择。 4台组合机床加工4组平面。 1台四轴专用铣床 刀杆长、刚度差、易振动，切削的线速度不一致，另外还需要一台机床加工剩下的一组表面。 分析的结果：采用第二方案。 通用机床：按照类似的机床，适当扩大加工范围。 选定了工艺方案后，即可进行机床的运动分配。 （2）机床运动的确定和分配 工艺方法不同，机床的运动也截然不同。 确定机床的运动时，应当在满足工作要求的前提下，尽可能减少运动数目，特别是减少要求高的运动数目（例如分度运动等）。尽可能简化运动装置和传动装置的结构，减少运动执行件的数目，用一个执行件完成多个运动。 如图所示，所有的运动由主轴、纵向拖板、横向拖板三个执行件完成。 （3）夹具方案的拟定 其是专用机床设计的组成部分。 通用机床： 尽量采用标准化的通用夹具。 通用机床采用的专用夹具，由用户自行设计。 3.机床的总体布局 本项工作的基本要求： （1）保证刀具和工件间的相对位置和相对运动。 （2）足够的刚性，抗振性。 （3）便于操作、维修、排屑等。 （4）材料消耗低，占地面积小。 （5）造型美观。 总体布局的具体内容： （1）运动分配时应考虑的结构因素： a）把运动分配给重量轻的执行件 b)提高加工精度。 c)减少占地面积 （2）机床传动形式的确定 （3）机床支承结构形式的确定 （4）机床的操作布局 第二节 机床主要技术参数的确定 主要技术参数包括： 1.主参数：机床的主要规格，表示机床的加工范围。 如CA6140的主参数：最大加工工件直径400毫米。 2.基本参数： （1）尺寸参数～与工件有关的尺寸；标准刀具、夹具安装 的尺寸，主要结构尺寸。 （2）运动参数～执行件的运动速度。 （3）动力参数～一般指机床电机功率。 一、机床运动参数的确定 1.主轴转速的确定 rpm (1)主轴的最高、最低转速 式中dmax、dmin:常用的经济加工的最大、最小直径。dmax=kD D～可能加工的最大直径。 k～系数。 按机床不同有所不同， 例如摇臂钻床 k=1 普通车床 k=0.5 dmin=Rddmax Rd~计算直径范围（Rd=0.20~0.25) （2）主轴转速的合理排列 主轴最高、最低转速确定后，两者之间的转速排列有两种情况。 a)无级变速～机械的无级变速器结构复杂，变速范围较小，直流电机和可控硅无级调速的应用日益广泛。 b)有级变速～世界各国的机床，其主轴转速均采用等比级数排列。 主轴转速采用等比数列排列的优点： i)排列均匀～转速相对损失的最大值为常数。 *