机床概论与设计课件：机床的总体设计 -

机床的总体设计一、概述：

（一）机床设计：是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能性，运用有关的科学技术知识所进行的创造性劳动。分为三个阶段：

（1）最出的经验设计阶段（2）试验设计阶（3）计算机辅助设计和优化设计阶段

（二）机床设计课包含的内容：

1、设计的指导思想（设计的基本要求）。

2、设计的方法、步骤。

3、总体方案的设计。

4、传动系统的设计。5、各机构的设计计算（操纵机构、换向、变速、制动）。

6、各主要零部件的设计计算（主轴、箱体、床身等）。

7、各运动件的设计计算。

8、机床的冷却、润滑、密封系统的设计。

9、电器系统的设计。

10、绘制图纸。

11、编写设计、使用说明书。

12、样机生产、试车、改进设计、鉴定。第一节设计机床的基本要求

评价机床性能的好坏，主要是根据技术经济指标来判断的。一、工艺范围（工艺可能性）机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力。大致包括下列内容：1．在机床上可完成的工序种类。

2．加工零件的类型、材料和尺寸范围。

3．毛坯的种类等。

确定工艺范围的依据：生产纲领（1）大批大量生产为提高生产率，按工序分散原则，设计成专门化机床或专用机床，工艺范围窄，生产率高，结构简单，成本低。（2）单件小批生产为使在一台机床机床上完成多种工序的加工，适用不同的使用部门的需要，设计成通用机床，有较宽的变速范围，尺寸参数和较多的机床附件，扩大机床的使用范围。二、精度加工精度工件的加工质量表面质量

(表面粗糙度)

机床的加工精度是指被加工零件在尺寸、形状和相互位置等方面所能达到的准确程度。主要的影响因素：机床的精度、静刚度、抗振性、热变形等。机床加工的工件表面粗糙度

主要的影响因素：工件材料、刀具材料和几何角度、进给量、抗振性等。机床按精度可分为普通精度机床、精密机床、高精度机床。三者的精度等级公差大致比例为：1：0.4：0.25

机床的精度包括：

1.几何精度机床在不运动或运动速度低时部件间相互位置精度和主要零部件的形位精度。几何精度由机床的制造精度和装配精度决定的。

2.运动精度机床在以工作速度空运转时,主要零部件的几何位置精度。

3.传动精度机床传动链两端执行件间的运动协调性和均匀性。传动精度由传动系统设计的合理性和传动件的制造精度和装配精度所决定的。

4.定位精度机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度.

三、生产率的自动化程度

生产率：单位时间内机床所能加工出的工件数量。

---单位时间内产品总数

T切

---单件切削时间

T总

---单件总时间

T辅

---单件辅助时间

T准

---加工一批零件的准备和结束时间

n---一批零件的数量

自动化程度，可用自动化系数表示

K自=T自/T循

T自

---一个工作循环中,由机床自动进行工作的时间。

T循

---完成一个工作循环的总时间。

四、噪声:

生理学上,把人们不需要的声音统称为噪声。普通机床85分贝以下。精密机床在75分贝以下。改善应从消音和隔离两方面考虑措施。五、可靠性:

机床在规定的使用时间内,其功能的稳定程度和性质。即要求机床不轻易发生或尽可能减少发生故障。故障---机床或其零部件失去规定的性能。维护---为了维持使用可靠性所采取的措施。衡量可靠度的尺度有:(1)可靠度(2)平均故障间隔

(3)故障率(4)经济尺度六、三化程度:

机床品种系列化、零部件通用化、零件标准化七、成本与寿命:

成本与设计直接有关，金属消耗量小，结构工艺性好，成本低。寿命:包括使用寿命、设计寿命、自然寿命。八、造型与色彩造型美观,色彩宜人。造型有：曲线型、方型和梯型三种。其中趋向方型和梯型相结合的造型。第二节机床设计的步骤

设计步骤大体分为：调查研究、拟订方案、结构设计、零件设计和试制鉴定五个阶段。一、调查研究

（1）调查使用单位的条件、要求和调查制造单位的生产加工能力。（2）收集国内外的技术资料、科学成果、经验总结及群众的发明创造。二、拟订方案

方案的内容：工艺分析、主要技术参数、总体布局、传动系统、控制方法、主要结构、机床的优缺点及经济分析。三、结构设计及计算

根据拟订的方案，绘制机床总图和各部件装配图，并进行必要的计算。

（1）总图：机床的总体尺寸联系，确定各部件的轮廓尺寸和相关尺寸，传动系统图，液压系统和电气系统。（2）计算：功率计算、运动计算。四、零件图设计与编写技术文件（1）绘制专用件的工作图和通用件的补充加工图，并进行必要的计算。（2）进行工艺审查和标准化审查。（3）有时还必须按已设计完的零件重新绘制部件装配图和机床外观图。

（4）编写技术文件

a)专用件、通用件、外购件明细表。

b)设计说明书、包括总体方案和主要结构的设计理由，运动计算和零件计算。

c)机床使用说明书，包括：技术性能、用途、各部件构造说明、机床的调整等。五、样机试制及鉴定在试制和鉴定过程中，据样机存在的问题，对设计进行修改，直到样机达到要求为止，总结经验，积累资料。第三节机床的总体布局

机床的总体布局：

选择机床的形式，确定机床的组成部分，分配运动及安排各部件和操纵手柄在整台机床中的位置。（解决机床各部件间的相对运动和相互位置的关系，并使机床具有一个协调完美的造型）。一、合理的总体布局应满足的基本要求

（1）保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动。（2）保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗震性。

（3）便于观察加工过程，便于操作，调整和修理机床，便于输送、装卸工件和排屑，并须保证工作安全。