金属切削机床设计总体设计
金属切削机床设计
（3）按变速的连续性
33
2.3 主传动系设计 ❖ 主传动系的传动方式 （1） 集中传动方式 主传动系的全部传动和 变速机构集中装在同一个 主轴箱内，称为集中传动 方式。 通用机床中多数机床的 主变速传动系都采用这种 方式。
34
⑥数据管理
2.3 主传动系设计 （2） 分离传动方式 主传动系中的大部分 的传动和变速机构装在 远离主轴的单独变速箱 中，然后通过带传动将 运动传到主轴箱的传动 方式，成为分离传动方 式。
（/◎） ——————————其他特性代号
17
2.2 金属切削机床总体设计
❖ 机床的类别代号 我国的机床分为12大类，如有分类则在其类别代 号前加数字表示 。
表2.1 机床类代号和分类代号
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮 加工 机床
螺纹 加工 机床
铣 床
代 号
C
Z
T
M
2 M
3 M
Y
SX
读 音
车
钻
镗
磨
二 磨
（△） ——————————分类代号 〇 ——————————类代号
（〇） ——————————通用特性及结构特性代号 △ ——————————组代号 △ ——————————系代号 △ ——————————主参数或设计顺序号
（×△） —————————主轴数或第二主参数 （〇）——————————重大改进顺序号
⑥数据管理
25
2.2 金属切削机床总体设计
❖ 机床总体结构的概略形状与尺寸设计 该阶段主要是进行功能（运动或支承）部件的
概略形状和尺寸设计。 设计的主要依据：机床总体结构布局设计阶段
评价后所保留的机床总体结构布局形态图，驱动 与传动设计结果，机床动力参数及加工空间尺寸 参数，以及机床整机的刚度及精度分配。⑥数据管理
CA6136 机床参考资料
1 机床简介1.1 金属切削机床的简介1.1.1 金属切削机床概述金属切削机床是机械制造也得基础设备。
随着社会需求和科学技术的发展，对机床设计技术要求越来越高。
一方面为了适应社会需求的变化，出现了柔性制造系统（FMS）等先进的自动化制造系统，除了传统的机床设计之外，还要求机床增加柔性，并能与柔性有机结合。
另一方面数控技术和CAD技术的发展，为机床设计提供了新的条件和支撑。
因此机床的设计方法和设计技术也在发生着深刻变化。
金属切削机床也称为机床，是用切削的方法将金属毛坯(或半成品)加工成机器零件设备，他是制造机器的机器，所以又称工作母机或工具机。
金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，通常情况下占机器制造总工作量的40%-60%。
因此，机床的技术性能直接影响机械制造业产品的质量、成本和生产率。
一个现代化的国家必须有一个现代化的机械制造业，而现代化的机械制造业必须有一个现代化的机床工业做后盾。
因此，机床工业的技术水品、自动化程度、加工精度在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和现代化水平。
1.1.2 金属切削机床的分类1. 按机床的加工性质和使用的刀具分类有12大类：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床，其他机床。
2. 同类型机床按万能性程度又可分为：（1）万能机床即通用车床，加工范围广，万能型大，但结构比较复杂，适用于单件小批量生产，如普通车床、万能升降台铣床等。
（2）专门化车床专门加工一定尺寸范围的一类或几类零件某一道或几道工序，适合于成批生产，如曲轴车床、凸轮轴车床、铣端面打中心孔机床等。
（3）专门机床用于某一种零件某一道特定的工序，适合于大批量生产，如组合机床。
3. 按机床的工作精度又可分为：（1）普通精度机床；（2）精密机床：（3）高精度机床；4. 按机床自动化程度又可分为：（1）手动机床；（2）半自动化机床；(3) 自动机床；此外，根据机床的重量又可分为小型机床、中型机床、大型机床和重型机床。
《JB183885金属切削机床型...
CK0630型数控车床设计-毕业论文本文介绍了PFMS的车削单元,是一种型号为CK0630数控车床。
其主要内容包括PFMS的总体方案、CK0630型数控车床的总体设计、床身单元总体设计以及尾架机构。
着重阐述了床身部件以及导轨的设计和尾架机构的设计。
机床的床身是整个机床的基础部件,一般用来放置导轨、主轴箱等重要部件。
本设计的导轨为滑动式的,因为它具有结构简单、制造方便、接触刚度大等优点。
而在导轨的最右边则是尾架紧贴在它的两侧,通过螺母、螺栓以及压板来紧固。
这种结构,可以保证尾架的定位精度。
关键词:车床;导轨;尾架;床身毕业设计说明书(论文)外文摘要Title The Cutting Unit of PFMSAbstractThis article has introduced the cutting unit of PFMS is a sort of CK0630 lathe of numerical control. Its major content includes the overall scheme of PFMS,the number of CK0630 controls the total design and an organization of tails of the total design, the bed body unit of the lathers. Emphasized to elaborate the bed body parts and lead the design of the track and the design of an organization of tails. The bed of the tool machineis the whole foundation parts of tool machine, general use to place to lead the track, the principal axis a parts with important etc. The origin design of lead the track as glide type, because it has the structure simple, the manufacturing convenience, contact is just a big etc. advantage. But at lead the track most the right side then the tail sticks in its two sides tightly, passing the nut, stud bolt and the plank to come tightly solid. This kind of structure, can guarantee the fixed position accuracy of the tail.Keywords : Lather; track; Tail; Bed目录目录0前言 1第一章总体方案 31.1调查研究 31.2总体布局 41.3总联系尺寸图设计 4第二章车床总体设计 62.1 车床设计应满足的基本要求 62.2 车床总体布局72.2.1 车床总体布局的影响因素72.2.2 机床主要参数的确定7第三章单元传送装置 93.1 同步带传动设计93.2 滚珠丝杠螺母传动装置113.3 进给伺服系统设计123.4 导轨的设计13第四章混合加工编码与识别164.1 物料编码的定义及方法164.2 物料编码的选择17第五章改进创新措施 185-1 创新设计185-2 改进措施19第六章结论21参考文献22总结24致谢 27前言柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成,能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System),英文缩写为FMS。
机械制造装备设计第5版PPT第2章
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2.4.3 分级变速主传动系
第
结构式表达方法：
二
传动副数
章
Z 18 31 33 29
第 四
一般表达式：
级比指数
节
Z (Pa )Xa * (Pb )Xb * (Pc )Xc *...* (Pi ) Xi
三个主要参数：
Z —主轴转速级数
Pj —各变速组传动副数 Xj —各变速组级比系数
第
分级变速主传动转速图设计的基本原则
二 章
⑴变速组的传动副数目应“前多后少”；
第
靠近电动机转速高、转矩小、尺寸小。更多传动件在
四 节
高速范围内工作，有利于减少外形尺寸
⑵变速组的传动线应“前密后疏”（传动顺序与扩大顺序相 一致）
⑶变速组的降速应“前慢后快”；中间轴转速不宜超过电动 机转速（前面慢些，后面的降速快些），以减少传动件尺 寸；中间轴转速不应过高，以免产生振动、发热和噪声。
右图是用结构网画出，是对称结构形式
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2.4.3 分级变速主传动系
第
二
章
（二）各变速组的变速范围及极限传动比 变速组中最大与最小传动比的比值，称为 该变速组的变速范围。即： Ri (umax)i /(umin )i （i=0，1，2，…，j)
第 四 节
在设计机床主传动系时， 一般限制降速最小传动比 u主min 1/ 4 直齿圆柱齿轮的 最大升速比 u主max 2 斜齿圆柱齿轮可取 u主max 2.5
第
及其传动路线，各传动轴的转速分级和转速值，各传
四
动副的传动比等。
节
设一中型卧室车床，其变速传动系 图2-13
金属切削机床设计ppt-PPT精选
2)机床的阻尼特性。提高阻尼是减少振动的有效方法。 3)机床系统固有频率。若激振频率远离固有频率，将不 出现共振。在设计阶段通过分析计算预测所设计机床的各阶 固有频率是很必要的。
五、低速运动平稳性
当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往 出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时快 时慢的现象。这种在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬 行。
机床运动部件产生爬行， 会影响机床的定位精度、工件 的加工精度和表面粗糙度。在 精密、自动化及大型机床上， 爬行的危害更大，是评价机床 质量的一个重要指标。
第二节 金属切削机床总体设计
一、机床系列型谱的制定 二、机床的运动功能设计 三、机床总体结构方案设计 四、机床主要参数的设计
一、 机床系列型谱的制定
最大相对转速损失Amax =
（n- lim
n n j1
n
j）/
n
=（nj+1-nj）/
nj+1 = 1 -（nj / nj+1 ）= 1- 1/φ
级比 φ = nj +1 / nj
（二） 运动参数
机床转速按等比数列排列，其公比为φ ，各级转速为：
–n1 = nmim； –n2 = n1φ ； –n3 = n2φ = n1φ 2 –┋ –nZ = nz-1φ = nz-2φ 2= n1φ Z-1=nmax 变速范围：Rn = nmax /nmim = n1φ Z-1/ n1=φ Z-1
发生线的形成图示
1 .
n
n1 ..
1f
n
a)
b)
n2
n2 f1 c)
f n1
机床设计概述机床总体设计
主讲人：李爱芝
讲授内容
1 机械制造及装备设计方法 2 金属切削机床设计 3 机床夹具设计
4 机械加工生产线总体设计
2 金属切削机床设计
2.1 概述 2.2 金属切削机床总体设计 2.3 机床主传动系统设计 2.4 机床进给传动系统设计 2.5 机床主轴部件设计 2.6 机床支承件设计 2.7 机床导轨设计 2.8 机床刀架和自动换刀装置设计 2.9 机床控制系统设计
（二）机床精度
机床本身精度
机
(空载条件下的精度)
床
精
度
工作精度(加工精度)
动态精度
几何精度 传动精度 运动精度 定位重复定位精度
（1）几何精度：最终影响机床工作精度的那些零部件的精度。
包括: 尺寸、形状和相互位置精度（直线度、平面度、垂直度、
平行度），是机床在静止或低速运动条件下进行测量——在空
2.1 概 述
2.1.1 机床设计应满足的基本要求 2.1.2 机床设计方法 2.1.3 机床设计步骤
2.1.1 机床设计应满足的基本要求
机床工艺范围 机床精度和精度保持性 机床生产率 自动化程度 机床宜人性 机床成本 柔性 机床性能指标
（一）工艺范围（用途） 与生产模式有关
机床适应不同生产要求的能力----机床的加工功能。 包括： 加工方法； 工件类型；材料、毛坯种类； 加工表面形状、尺寸范围。
Y—在静载荷作用下，机床或主要零部件的变形。
静载荷：不随时间变化或变化极为缓慢的力。 整机刚度：整台机床在静载荷作用下，各构件及结 合面抵抗变形综合能力。 机床刚度主要包括:
结构刚度—构件本身材料性质；抗弯、抗扭截 面的大小；壁厚；筋板布置；窗孔影响);
机床总体设计的基本要求
机床与一般金属切削机床一样 ， 可 以经过切削将金属材料加 丁 意发 热 问题 。 成各种机器零件。 由于在数控机床加＿ Ｔ过程中 ， 工作程序 ， 运动部件 在数控机床 中， 各种传动机构 ， 如齿轮副、 滚珠丝杠 、 轴 与轴承 、 的坐标位置 ， 以及其它辅助功能都是 自动控制的。 从整体来讲 ， 数控 电磁离合器和导轨等 ， 都要 消耗一定 的功率 ， 其｝ 肖 耗功率的绝大部 机床虽与一般机床本质相同， 但有其特殊性。其基本要求如下 ： 分转化为热能。 润滑系统 、 液压 系统以及 电气控制系统 ， 都是机床 的 １ 保 证机 床 具 有高 精 度 、 静 刚度 、 抗 振 性和 热 稳定 性 热源 。 由于机床结构的差异 ， 热量 向各部分的传导不同， 机床各部分 １ ． １ 高精度 。 数控机床 的精度通常 比一般机床高 ， 在进行总体布局 间产生温差 ， 致使机床部件之 间产生相对位移 ， 即为机床的热变形。 和结构设计时 ， 首先应着眼于保证机床 的精度 。如数控立式车床专 ２ 数控 机 床 的布 局 应保 证 高效 率 ， 便 于操 作 、 调 整和 维 修 业标准中， 工作 台面的端面跳动和径 向跳动比普通立式车床同项精 ２ ． １ 高生产率。提高生产率 的途径 ， 有下列方 面： １ ） 保证每把刀具
机械制造装备设计第4版教学课件ppt作者关慧贞第二章金属切削机床设计
2.1.2 机床模块化设计方法
选配具有不同 性能的，可以 互换选用的模 块
关键： a. 模块接合
部设计 b. 模块快速
配.2 金属切削机床设计的基本理论
（一） 机床的运动学原 理
工件的加工，就是通过刀具相对工件的运动来完成的。
机床运动学是研究、分析和实现机床期望的加工功能所需 要的运动功能配置。
外圆磨床 最大磨削直径
第2主参数 工件最大长度 最大跨距 工作台工作面长度 最大磨削长度
2.1.1 机床设计应满足的基本要 求 • 2.机床的柔性：适应加工对象变化的能力。
• 3.与物流系统的可接近性：机床与物流系统之间进行物流（工 件、刀具、切屑等）流动的方便程度。
• 4.机床的刚度：加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相 对于工件在影响加工精度方向变形的能力。包括静态刚度、动 态刚度、热态刚度。
1) 温度控制技术 热平衡结构设计技术 基础部件温度控制 关键部件温度控制
滑台
立柱
底座
机床热变形及其补偿技术的研究
1) 温度控制技术 热平衡结构设计技术 基础部件温度控制 关键部件温度控制
中空丝杆冷 却技术已得
到应用
4.3 机床热变形及其补偿技术的研究
机床热变形及其补偿技术的研究
2) 实时热补偿技术
机床在大空调厂房中，早、中、晚温度变化梯度较大，机床从冷却到 全热态过程中，机床的 坐标系原点存在漂移；钢件材料的热线张系数 和铝材料相差较大 (c) 解决方案 稳定机床工作的环境温度，搭建了二次恒温空调间，在加工前数小时 预热后不停机连续加工到完成，工件实测误差控制到0.05mm以内
机床热变形及其补偿技术的研究
笛卡尔直角坐标系
机床总体设计(全)
满足设计要求？ 是 机床定型设计
3.1.3 机床的设计步骤
确定结构原理方案
用途：机床的工艺范围，加工材料的类型、形状、质量和尺寸范围 等； 生产率：加工件的类型、批量及所要求的生产率； 性能指标：加工件所要求的精度（用户订货）或机床的精度、刚度、 热变形、噪声等性能指标； 主要参数：确定机床的加工空间和主要参数； 驱动方式：电动机驱动/液压驱动。电动机又分：普通电动机驱动、 步进电机驱动与伺服电机驱动。驱动方式的确定不仅与机床的成本 有关，还将直接影响传动方式的确定。 结构原理：主要零部件应满足的要求和结构原理，进行草图设计， 确定关键零部件是自制还是外协。 成本及生产周期：订货产品或工厂规划产品都需确定。
工艺设计
设计机床的全部自制零件图，编制标准件、通用件和自制件明细表，撰写设计 说明书、使用说明书，制定机床的检验方法和标准等技术文档。
机床整机综合评价
对整机性能进行分析和综合评价。对所设计的机床进行计算机建模，得到数字 化样机（虚拟样机）。机床进行运动学仿真和各项功能仿真，在实际样机试制 出来之前对齐进行综合评价，减少新产品研制的风险，缩短研制周期，提高开 发质量。
3、单臂式机床
适于方便地更换 点位进行加工。 但这类布局型式 与框架式相比刚 度较差，因此应 注意提高刚度。
4、龙门框架式机床
具有刚度和加工精度 高的特点。 适用于箱体件的平 面加工，如龙门刨 床、龙门铣床 ； 或是加工精度和表 面粗糙度要求较严 的平面与孔，如立 式双柱坐标镗床。
5、数控机床和加工中心的布局型式，是
W/CpZfXf /T
W/XfYfZfCp /T
3.1.4 机床总体设计
三、机床的总体结构方案设计
2.运动功能分配设计
第一章金属切削机床的总体设计1..教学文案
画出传动系统图，绘制部件装配图，绘制电气系统 安装接线图，液压系统和控制操作系统装配图，最终 完成总装配图绘制
三、零件设计及资料编写 四、样机试制和鉴定
样机试制；空车试运转；随后进行工业性试验，在 额定载荷下进行试工作，并写出工业性试验报告。
1.3 机床的总体布局
第三节 机床的总体布局
第一章金属切削机床的总体设计 1..
第一章 金属切削机床的总体设计
一、机床的基本要求 二、机床的设计步骤 三、机床的总体布局 四、机床主要技术参数的确定
第一节 机床的基本要求 一、机床应具有的性能指标
1、工艺范围
指机床适应不同生产要求的能力。包括可加工的
零件类型、形状和尺寸范围，能完成的工序种类等。 2、加工精度
一、分配机床的运动 二、选择传动形式和支承形式 三、安排操作部位 四、提高动刚性的措施 五、造型设计
1.3 机床的总体布局
一、分配机床的运动
机床运动的分配应掌握四个原则： 1、将运动分配给质量小的零部件。
运动件质量小，惯性小，需要的驱动力就小，传 动机构体积小；制造成本低。 2、 运动分配应有利于提高工件的加工精度。 3、 运动分配应有利于提高运动部件的刚度。 4、运动的分配应视工件形状而定。
1.3 机床的总体布局
支承形式是指支承件的形状。 卧式支承：支承件高度方向尺寸小于长度方向尺寸
特点：重心低，刚 度大，是中小型机 床的首选支承形式
1.3 机床的总体布局
立式支承：支承件高度方向尺寸大于长度方向尺寸， 又称为柱式支承，简称为立柱。
特点：占地面积小，刚 度较卧式差，机床的操 作位置比较灵活。龙门 框架支承，是单臂支承 的改进形式,又称为双柱 式支承，适用于立式大 型机床 。
机床总体设计
2014.08.20
1章 金属切削机床的总体设计
10
1.2 机床的设计步骤 1.2.1 总体设计
工艺分析、总体布局和确定主要技术参数。 1.2.2 技术设计
绘制传动系统图，部件装配图；绘制电气系统安装接线图，液压系统和控制操作系统装 配图。
修改完善机床联系尺寸图，绘制总装配图及部件装配图
1.2.3 零件设计及资料编写 绘制机床的全部零件图。整理编写零件明细表，设计说明书，制定机床的检验方法和
力。
措施：（自学） 2、减小热变形
机床工作时受到外部热源和内部热源的影响，导致机床各部分不同的温升，使机床产生热变 形。
据统计机床热变形导致加工误差最大值约占全部误差的70%。 措施：隔离热源；改善环境温度；强制冷却；采用热源相对对称结构；改善排屑状态等。
3、降低噪声 齿轮振动影响传动的平稳性，是机床主要的噪声源。 措施：（自学）
机床的主色调是绿色。 实践证明：绿色有助于提高劳动生产率；紫色和蓝色则会降低劳动生产率。
机床的色彩应适应不同的使用环境。
2014.08.20
1章 金属切削机床的总体设计
18
1.4 机床主要参数的确定
1.4.1 尺寸参数 是指影响机床加工性能的一些尺寸。
1、主参数 代表机床规格的大小，是最重要的尺寸参数 对各种类型机床，15375—94标准统一规定了主参数的内容。 工件回转的机床，主参数通常都以机床的最大加工尺寸来表示； 工件移动的机床，主参数是工作台面的最大宽度； 主运动为直线运动的机床，主参数是主运动最大的位移
2014.08.20
1章 金属切削机床的总体设计
9
1.1.2 人机关系 使机床符合人的生理和心理特征，实现人机环境高度协调统一，为操作者创造一个安全、舒 适、可靠、高效的工作条件；能减轻操作者精神紧张和身体疲劳。
《机械制造装备设计》习题与思考题
绪论1、机械制造业在国民经济中的地位如何，其发展趋势体现在哪些方面？2、机械制造技术的发展趋势如何？3、什么是机械制造装备有哪些类型，其功能是什么？第一章金属切削机床的总体设计1、机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么？2、机床设计的主要内容及步骤是什么?3、机床的尺寸参数根据什么确定？4、机床的运动参数如何确定？5、机床主轴转速采用等比数列的主要原因是什么?6、机床主轴转速数列的标准公比值有哪些?其制订原则是什么?7、选定公比值ϕ的依据是什么？8、机床的动力参数如何确定？9、如何确定机床主电动机的功率?10、如何确定进给电动机的功率?11、试用查表法求主轴各级转速⑴已知：ϕ＝1.58，n max＝950 r/min，Z＝6；⑵n min＝100 r/min，Z＝12，其中n1至n3、n10至n12的公比ϕ 1＝1.26，其余各级转速的公比ϕ 2＝1.58。
12、试用计算法求下列参数：⑴已知：R n＝10，Z＝11，求ϕ；⑵已知：R n＝335，ϕ＝1.41，求Z；⑶已知：Z＝24，ϕ＝1.06，求R n。
13、设计某规格机床，若初步确定主轴转速为n min＝32r/min，n max＝980 r/min，公比ϕ＝1.26，试确定主轴转速级数Z，主轴各级转速值和主轴转速范围R n。
第二章机床的传动系统设计1、什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系统的各传动组的级比指数有什么规律？2、什么是传动组的变速范围？如何计算？各传动组的变速范围之间有什么关系?3、 某机床的主轴转速级数Z ＝18，采用双副和三副变速组，试写出符合级比规律的全部结构式，并指出其中扩大顺序与传动顺序一致的和不一致的方案各有多少个。
4、 判断下列结构式是否符合级比规律，符合者需说明其扩大顺序与传动顺序是否一致；不符者则需简要说明会出现什么情况。
⑴ 8＝21×22×24；⑵ 8＝24×21×22；⑶ 8＝22×21×23；⑷ 8＝22×23×245、 画出结构式12＝23×31×26相应的结构网，并分别求出第一变速组和第二扩大组的传动副数、级比、级比指数和变速范围。
机械制造装备设计第2章-3b
超越 离合器
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
微量进给机构的采用
机构型：蜗杆传动、丝杆螺母等，用于大于1μm 的微量进给；
物理特性型：磁致伸缩、弹性力传动、电致伸
缩、热应力传动等，用于小于1μm的微量进给
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
2.5.3 电气伺服进给系统
1、电气伺服系统的分类 电气伺服进给系统是数控装置与机床之间的联系 环节：接收信号，按规定驱动工作台。 分为：开环、闭环和半闭环系统。 开环系统 典型的开环系统采用步进电动机，其精度取决于步 进电动机的步距角精度。这类系统的定位精度较低 ，但结构简单，调试方便，成本低。适用于精度要 求不高的数控机床中。
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
“第二章 金属切削机床设计”内容回顾：
2.5 进给传动系设计 应满足的基本要求 组成 应满足的基本要求 进给传动系设计特点 恒扭矩** 计算转速是最高转速** 转速图前疏后密** 变速范围* 间隙消除 快速空程 微量进给
，切削力基本维持不变，进给力也基本维持不变 进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速：恒
扭矩传动，末端受力不变，末端转速越高，中间件受
力越大
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
进给传动系“前疏后密”原则 主轴：恒功率—速度高力就小，所以尽量往高速区靠拢。 进给：恒扭矩，速度高，力一样，低速抗疲劳更好，所以往 低速区靠拢。
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
2.6
机床控制系统设计
本节 不讲
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
“进给传动系设计”思考题：
第一章金属切削机床总体设计
（3）非自动化小型机床： φ＝1.58，1.78甚至2， 公比取大值；
（4）专用机床： φ＝1.12，1.26
三、动力参数
1、主电动机功率的确定
P主 P切 P空 P附
其中：P切——切削工件所消耗的功率（kW） ；
P空——空载功率（kW） ；
P附——随负载增加而增加的附加机械摩擦损 耗功率（kW）
四、提高动刚度的措施
1、抗振性能的提高； 2、减小热变形； 3、降低噪声。
五、造型设计
1、造型应使机床整体统一，均衡稳定，比例协调；
2、色彩可配合造型达到人的审美要求。
第四节 主要技术参数的确定
一、尺寸参数
1、主参数代表机床规格的大小，是最重要的尺 寸参数； 2、还包括机床的第二主参数。
二、运动参数
Z Pa Pb Pc Pd
二、运动参数
2、主轴转速的合理排列 主轴转速按等比数列排列的原因如下：
（2）使用方便，最大相对转速损失率相等
n j n1
j 1
1000 v 1000 v d n j n1 j 1
lg d lg v (3 0.479 lg n1 ) ( j 1) lg lg v ( j 1) lg k
二、选择传动形式和支承型式
支承形式：
1、卧式支承是中小型机床的首选；
2、立式适于加工大尺寸工件的机床和箱体零件， 且工作台移动进给的 机床；
3、单臂支承用于摇臂钻床、单柱立车；
4、龙门框架式支承适用于立式大型机床.
三、安排操作部位
1、机床各部件相对位置的安排； 2、工件安装高度应考虑人身高度； 3、常用手柄应集中设置在操作者正常活动范围内； 4、应根据工作要求的性质和精度确定最佳视距； 5、视觉接受的信号源尽量水平排列，使用人眼最容 易辨别的颜色及其配合。
CA6136 总体设计计算
第二章 总体设计计算2.1 主参数的设计1）根据设计要求，设计机床型号为：CA6136。
按照〈GB15375-94金属切削机床型号编制方法〉其含义如下：C ：类型号：车床 A ：专用代号：普通 6 ：系列代号：表示落地卧式车床 1 ：卧式车床类36 ：主要参数代号：最大工作回转直径360mm2）功能设计：CA6136机床的功能为机械加工圆柱面、回转成形面、螺纹及内圆柱面2.1.2运动参数的设计1）：主轴转速： 正转 12级 37—1600r/min反转 6级 102—1570r/min （已知）2）：最大车削长度： 650mm （已知）3）公比的确定： 1max minZ n n φ-=1.41φ===（正转） 传动系统采用等公比传动，公比 1.41φ=2.2电机的选择2.2.1 车刀的选择1）加工材料的选择：普通车床加工材料大多为合金钢、45钢2）确定车刀及其重要参数：有加工材料选择车刀材料为硬质合金钢 其主要参数： 0015γ= 0s λ=2.2.2：电机功率的确定主切削功率的计算：**p p p a f =**p p p a f =查文献2 ，表4.2-5 p=2305取 f=0.3mm/r v=100m/min 3p a mm =203530.3 1.67 3.058p kw =⨯⨯⨯=203530.3 1.67 3.058p kw =⨯⨯⨯=取机床传动效率：()0.80.75~0.85η=p=3.058kw/0.8=3.8kw故取 4p kw =额知车床学经常起停，不断的换向，实现正反转，因此选择三项异步电机（鼠笼式）查文献1 ，表22-1-20选Y 系列三项异步电机查表，22-1-51选：YEJ112M-4型4n p kw = n=1440r/min2.3机床传动系统的设计2.3.1传动布局的选择方案一、集中传动式布局集中传动式布局将主轴组件和主传动的全部变速机构集中装于同一个箱体内。
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二、机床设计步骤
一、机床设计的基本要求
1．工艺范围
指机床上完成的加工方法，适应的工件类型、可加 工表面形状、尺寸范围、材料及毛坯种类等，主要反映 机床的加工功能。 根据工艺范围分为：通用机床、专门化机床和专用 机床三大类。 机床的功能越多，适应的范围就越广，但结构越复 杂。结构设计中，要考虑的因素越多，其技术难度越大。 数控机床的工艺范围较一般通用机床的工艺范围更 广。 满足不同批量生产要求的机床，其设计的思路有所 不同。
4．机床的性能
（3）抗振能力 指抵抗受迫振动和自激振动的能力。
振动影响加工质量、降低刀具耐用度，生产率降低， 加剧机床磨损、引起噪声。提高抗振能力的措施如下： 提高机床的刚度； 提高固有频率； 改善阻尼性能； 改善运动件的动平衡状况。
一、机床设计的基本要求
4．机床的性能
（4）噪声 金属切削机床噪声测量标准规定： 普通精度机床噪声不大于85dB（A）； 精密机床噪声不大于75dB（A）。
机床的噪声来源主要有：机械噪声、液压气动噪声、 电磁噪声和空气动力噪声。
（5）热变形 热变形不仅影响加工精度，也改变了相对运动副的 间隙、润滑状态。 （6）可靠性
一、机床设计的基本要求
5．自动化程度
6．宜人性
造型与色彩； 操作省力、方便； 保养、维护容易。
一、机床设计的基本要求
7．成本
第一节 概述
金属切削机床，是机械制造的基础装备。 现代金属切削机床，凝聚了当代科技的成果，集精 密机械制造技术、计算机技术、自动控制技术、光电子 技术和管理技术于一身。 机床也象一般机电装备一样，要完成一定的功能作 业，如形成加工对象的一定表面形状。但与一般机电装 备具有显著不同的方面，对作业有极高的质量要求，即 必须保证加工对象的精度和表面质量。 机床设计，已逐步从传统的经验设计方法走向定量 设计与实验研究相结合，由静态设计向动态设计、由几 何实体设计、静态分析向动态仿真、由可行性设计向最 佳化设计方向发展。机床设计大量的采用数字化设计方 法和手段。
2．精度
（4）定位精度 指机床执行件到达指定位置的准确程度。直接影响 了加工零件的尺寸精度、形状精度和位置精度。与传动 精度、刚度，控制系统的动态特性和测量系统的精度有 关。 （5）重复定位精度 指机床运动部件在相同条件下，用相同的方法重复 定位时，位置的一致程度。
（6）工作精度 对规定的试件，用规定的条件加工所达到的精度。 是机床精度的综合反映，包括机床的刚度、抗振性及热 稳定性等。
一、机床设计的基本要求
2．精度
保证被加工零件达到的精度和表面粗糙度要求，并 能在机床长期使用中得以保持。 加工精度和表面粗糙度取决于机床、刀具、夹具、 切削条件和操作者等方面的因素。 机床本身必须具备的精度称为机床精度。 机床按精度分为：普通精度级、精密级（M）、高 精度级（G）。 国家对各种类型机床的三种等级精度，规定了相关 精度标准。若以普通精度级允许误差单位为1，三种等 级精度的比例大致为：1：0.4：0.25。
（2）刚度
指机床及重要零部件在载荷的作用下抵抗变形的能 力。 在载荷的作用下，刀具与工件的相对位置发生改变， 影响加工精度。机床的静刚度是动刚度的基础。 影响机床刚度的主要有支承件及主要零部件的刚度、 部件间的连接刚度和接触面的接触刚度。局部的薄弱环 节对整机的刚度影响极大。
一、机床设计的基本要求
一、机床设计的基本要求
2．精度
（2）运动精度 指机床主要零部件在工作速度下，无负载运行时的 精度。如主轴的回转精度，直线运动的均匀性等。与零 部件的设计、制造和装配质量有关。
（3）传动精度 指内联系传动链两端件相对运动的准确性和协调性。 反映了传动链设计合理性，制造和装配质量。
一、机床设计的基本要求
一、机床设计的基本要求
4．机床的性能
机床在加工过程的静态力、动态力、温度变化，将 引起机床的变形、振动、噪声等，机床的性能就指抵抗 上述现象的能力。
（1）传动效率 用于评价机床有效利用电动机输出功率的能力。可 用下式表示： η=P/Pm≈（Pm－P0）/ Pm =1－P0/ Pm 式中
η——机床传动效率； P——机床输出功率； Pm——电动机输出功率； P0——机床空载功率。
一、机床设计的基本要求
4．机床的性能
（1）传动效率
机床功率损失引起摩擦热，造成运动副的磨损和机 床的热变形。 对于普通机床，主轴最高转速时的机床空载功率不 应超过主电动机功率的三分之一。 机床的传动效率与传动链的长短、传动速度、摩擦 阻力大小、传动件的动平衡等因素有关。
一、机床设计的基本要求
4．机床的性能
一、机床设计的基本要求
2．精度
机床的精度指标包括： （1）几何精度 指最终影响机床工作精度的主要零部件及其相互间 的尺寸精度、形状精度和位置精度。如主轴前端内孔的 尺寸和形状精度、导轨的直线度、主轴与其它部件间的 平行度和垂直度等。 几何精度是机床在空载条件下，在静止或低速状态 中测量。主要反映机床的制造装配质量是否达到设计时 制定的标准。
机床的成本由以下部分构成： 设备的购买成本； 使用中的安装、动力消耗、操作、维修等成本； 报废成本。
在设计时，应使机床的金属消耗量小，结构工艺性 好。机床的金属消耗量M的指标为： M=G/N 式中 G——机床重量； N——机床主传动功率。
1 1 Q t t1 t2 t3 / n
式中 t——单个零件的平均加工时间； t1——单个工件的切削加工时间； t2——单个工件加工过程的辅助时间； t3——加工一批零件的准备和终结时间； n——一批零件的数量。
对于机床方面，影响生产率的有机床的布局、刚度、 功率、运动参数和自动化程度等。
一、机床设计的基本要求
2．精度
（7）精度保持性 指机床在工作中长期保持其原始精度的能力。 一般以机床关键零部件（如主轴、导轨等）的首次 大修期所决定。 主要取决于机床关键零部件的耐磨性、内应力引起 的永久变形程度和机床使用的保养。
一、机床设计的基本要求
3．机床的生产率
指机床在单位时间内所能加工的零件数量。即：