数控机床设计2总体设计.ppt

第二章 数控机床的总体设计 总体设计的任务：技术参数设计；总体布局设计 §2-1 数控机床的主要参数确定 一、 尺寸参数 尺寸参数：与加工有关的参数，机床所能加工或安装的最大工件的尺寸，反映机床加工性能。 包括机床的主参数、第二主参数(选用参考通用GB1838-85，专用GB321-64)和其他一些结构尺寸参数。 1、主参数 机床的主参数是代表机床规格大小的一种参数。 各类机床以什么尺寸作为主参数已有统一的规定。 可以从机床型号中体现出来。 2、第二主参数 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、重量等影响很大。 一般指主轴数、最大跨距、工作台工作面长度、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； 铣床、龙门刨床是工作台工作面长度； 摇臂钻床是最大跨距； 滚齿机是最大模数 3、其他一些尺寸参数(结构参数 ) 普通车床常常还要确定在刀架上工件的最大回转直径和主轴孔允许通过的最大棒料直径等； 3、其他一些尺寸参数(结构参数 ) 摇臂钻床还要确定主 轴下端面到底座间的距 离H(最大~最小)，主轴 的最大伸出量h等。 确定尺寸参数的方法有三种： 通用机床：按系列化设计的规定。 例：中型车床主参数为250、320、400、500、630、800、1000。 专用机床：根据被加工零件的尺寸来决定。 类比法：参照现有同类机床的参数确定。 二、 运动参数 是指机床的执行机构(如主轴、刀架、工作台等)的运动速度 。 包括主运动参数、进给运动参数。 1、主运动参数 ① 主运动是回转运动的机床，主运动参数是主轴转速。 例：工件的回转运动（车床）和刀具的旋转运动（铣床）。 转速(r/min)与切削速度的关系是 式中：n——转速(r／min)； v——切削速度(m／min)； d——工件(或刀具)直径(mm)。 ② 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/分）。 例：插床、刨床。 1)最低nmin和最高nmax转速的确定确定的方法是实际调查和比较同类型机床，并考虑技术储备再通过分析研究加以确定。 nmax 和nmin的比值是变速范围R ： 确定最低与最高转速时应注意： 调查和分析所设计的机床上可能进行的工序，从中选择要求最低、最高转速的典型工序。 按照典型工序的vmax（或vmin)时常用的dmin (或dmax)值，计算主轴的最高转速、最低转速(极限转速)。 考虑技术储备，可将计算的最大值提高20%-25% 。 在确定nmin和nmax中要防止两种偏向： 只考虑到制造方便，片面强调简单因而不能很好地满足用户的需要； 片面强调“先进”，扩大机床的变速范围，致使机床结构过于复杂，造成浪费。 例:φ400mm中型普通车床 nmax和nmin的确定 nmax :用硬质合金刀具半精车钢件时，合理的切削速度vmax取200m/min，加工轴最小值dmin为50mm。 （算出1274转/分，CA6140为1400） nmin :高速钢刀具精车螺纹时，vmin取1.5m/min，加工丝杆最大值dmax为40mm。 （算出12转/分，CA6140为10） dmin 、dmax的推荐值 对于卧式车床，如用Dmax表示床身上的最大回转直径(即其主参数)，通常可取最大和最小加工直径dmax=(0.5～0.6)Dmax，dmin=(0.2～0.25)dmax； 对于摇臂钻床，如用Dmax表示最大钻孔直径(即其主参数)，通常可取dmax = Dmax ， dmin =(0.2～0.25) dmax 。 2）主轴转速的合理排列方式 为了满足各种不同工艺的要求，主轴必须有若干不同的转速，如采用分级变速方式。 例：有一台车床，主轴转速(r／min)共12级，分别为31.5、45、63、90、180、250、355、500、710、1000、1400 。 呈等比数列，公比为φ=1.41 等比数列的优点 ①使转速范围内的转速相对损失均匀。 若加工某一工件最有利的转速为n。通常n处于某两级转速nj，nj+l之间 ，为了不降低刀具耐用度，以采用较低的转速nj为宜。 相对转速损失率为： 最大的相对转速损失率 等比数列的优点 所以，目前通用机床的主轴转速数列一般为等比数列，并且，当进给运动无特殊要求时，进给量也应按这种方式排列。 ②简化了主传动系统的设计。 按等比数列排列的主轴转速，一般只要用几个滑移齿轮变速组串联一起即可得到，当变速组的各传动比是等比数列时，各传动比的积即主轴转速也是等比数列。 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