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第五章机床主要参数的确定 机床的主要参数 尺寸参数运动参数动力参数 第一节尺寸参数 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 代表机床规格大小的一种参数 对各种类型机床GB T15375 94标准统一规定了主参数的内容 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 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 第二节运动参数 1 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 r min 切削速度 m min 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 运动参数是指机床执行件 如主轴 工作台 刀架 运动的速度 对于不同的机床 主运动参数有不同的要求 专用机床和组合机床是为某一特定工序而设计制造的 每根主轴一般只须有一个转速 根据最有利的切削速度和直径而定 故没有变速要求 一般不讨论 通用机床是为适应多种零件加工而设计制造的 主轴需要变速 因此需确定它的变速范围 即最高与最低转速 如果采用分级变速 则还应确定转速级数 1 最低 和最高 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 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 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 如某机床的分级变速机构共有Z级 其中 Z级转速分别为 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 卧式车床 用Dmax表示床身上最大回转直径 dmax 0 5 0 6 Dmax dmin 0 2 0 25 dmax 摇臂钻床 用Dmax表示最大钻孔直径 dmax Dmax dmin 0 2 0 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 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 公比为 最大相对转速损失率为 5 7 变速范围为 5 8 经变化 5 8 得 因此 已知式中任意两个数值 可求得另一参数值 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 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 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 4 机床主轴标准转速的确定 采用标准公比 根据已知传动比 最大 小 转速和标准数列表 可求得机床主轴各级转速 例如 例题1 欲设计一台卧式车床 nmin 12 5r min nmax 2000r min 1 26 求主轴各级转速 解 1 26 1 064 则通过查表找到12 5 然后以此顺次数第4 8 12 位的数值 直到2000 被数到的数值均为主轴转速值 即23级转速 例题2 普通车床 nmin 31 5r min 公比 1 41 z 12级 查表求主轴各级转速 解 1 41 1 066 然后从31 5开始每隔5个数值均为主轴转速 直到12个 级 依次列出即可 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 主运动功率的确定机床主运动的功率 包括切削功率 空

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