数控机床设计总体设计PPT课件

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)。
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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。
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。
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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。
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1、主运动参数
➢ 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。
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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。
• 卧式车床是床身上工件的最大回转直径/10； • 齿轮加工机床是最大工件直径/10； • 外圆磨床是最大磨削直径/10； • 无心磨床是最大磨削直径； • 升降台铣床、矩台平面磨床是工作台面宽度/10； • 龙门刨床、龙门铣床是工作台工作面宽度/100； • 卧式铣镗床是主轴直径/10 ； • 立式钻床、摇臂钻床是最大钻孔直径； • 牛头刨床、插床是最大刨削和插削长度. /10。 (以上单位均为mm，) 3
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
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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；
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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。
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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。
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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 ：
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确定最低与最高转的工 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)。
➢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）
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3）标准公比和标准数列
➢机床转速是从小到大递增的，因此φ>1。 ➢公比φ增大，最大相对速度损失Amax增大。为
使最大相对转速损失率不超过50％，即
则φ≤2。
因此①标准公比的值1＜φ≤2
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标准公比的值
1.062=1.12，1.064=1.26，1.066=1.41， 1.068=1.58，1.0612=2。
• 这些数值是2或10的某次方根。
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标准公比的值
• 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
尺寸参数：表征机床加工能力及自身尺寸大小的参数 运动参数： 表征机床运动大小的参数 动力参数 ：表征机床动力性能的参数
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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。
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等比数列的优点
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 的变速级数，既使结构简单，又便于传动 系统设计。
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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
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等比数列的优点
➢ 考虑技术储备，可将计算的最大值提高 20%-25% 。
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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。
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例:φ400mm中型普通车床 nmax和nmin的确定
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
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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。
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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 。