机床主要参数的确定

间内出现故障的几率。
由于故障会造成加工件中的部分废品，故可靠性常用
废品率来表示，废品率低则可靠性好
名词介绍 五、效率与寿命
效率：消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比。
两者的差值=损失
主要是摩擦损失，而摩擦损失转化为热量，引起 机床的热变形。 寿命：机床保持它具有加工精度的使用期限。 寿命期内的正常条件下，机床不丧失设计时所规 定的精度性能，称精度保持性。
n2=n1
n3=n2 =n1 2 ┇ nz=nz-1 =n1 z 1 =nmax
7.2 运动参数
4） 相对转速损失率A
A
n nj n
1
nj n nj n j 1
Amax lim A 1
n n j 1
1 1 1 100% 100%
7.2 运动参数
3、标准公比和标准数列： 规定标准公比＞1，并且规定相对速度损失的最大值Amax 不大于50％，则相应不大于2，所以1＜ 2。 为了简化机床设计和使用，规定了几个标准值，这些数值
是选取2或10的某次方根，1.06、1.12、1.26、1.41、
1.58、2 当选定标准公比了之后，从表7-1可查出转速数列。 表7-1适用于转速、双行程数和进给数列，而且可以 用于机床尺寸和功率参数等数列。
7.2 运动参数
1、主运动参数： 1）主运动为回转运动的机床 主运动参数是主轴转速n（r/min）： n=1000v/π d 2）主运动为往复直线运动的机床，如刨床、插床等 主运动参数是刀具或工件的每分钟往复次数（次／分）。
7.2 运动参数
3）主运动的速度范围
1000 v min nmin dmax
通用机床，常用类比、测试和近似计算几种方法互相校
核来确定功率。
休息一下
金属切削机床设计
第七章 机床主要参数的确定
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相关名词介绍
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机床主参数 机床运动参数
机床动力参数
名词介绍 一、工艺范围 二、生产率和自动化系数 三、加工精度和表面粗糙度 四、可靠性 五、效率和寿命
六、系列化、通用化、标准化程度
名词介绍 一、工艺范围
定义： 机床适应不同生产要求的能力。 包括： 机床可以完成的工序种类； 零件的类型、材料和尺寸范围； 生产率和加工零件的单件成本； 毛坯的种类；
大直径dmax取40mm。
7.2 运动参数
3）有级变速的转速数列
普通机床广泛采用有级变速，主传动的转速数列或进给
量数列，多数采用等比数列。 设某变速箱共有Z级转速，分别为：n1, n2, n3,, nj,
nj+1, , nz即机床的转速是按等比数列（几何级数）分
级。其公比为，各级转速： n1=nmin
表中给出了以 1.06 为公比的从 1-10000 的数值。 1.12 = 1.062, 1.26 = 1.064, 1.41 = 1.066, 1.58 = 1.068, 2 = 1.0612 。
7.2 运动参数
4、标准公比的选取： 从使用性能考虑，选取公比最好小一些，但小，级数增 多，结构复杂。大批大量生产的自动化与半自动化机床， 要求较高的生产率，相对转速损失要小，因此，要小些，
变速范围Rn ：
1000 v max nmax dmin
n max Rn nmin
其中Vmax和Vmin为切削速度
7.2 运动参数
切削速度与刀具材料、工件材料、进给量和切削深度有关。
选择Vmax和Vmin，是根据机床上几种典型加工情况来考虑。
例如，车床最高切削速度是在用硬质合金刀具半精车钢件时，
const 1 Amax 1 const

7.2 运动参数
5） 、Rn、Z之间的关系
n1 n max Rn nmin n1
z 1

z 1
7.2 运动参数
三个参数的任意两个为已知时，可算出另一个 算出的，应圆整为标准值 算出的Z，应圆整为整数
按圆整后的或Z修改Rn，即nmin或nmax
常用的Z：3，4，6，8，9，12，16，18，24
7.2 运动参数
6）采用等比数列的优点 对于某一个公比，任意两个相邻转速之间的最大相 对速度损失Amax为一个常数，转速分布的疏密程度 均匀合理。 这种转速数列可由几个变速组的不同传动比搭配相乘 得到，能用较少的齿轮实现较多级的转速，使传动系
统得到简化。
选取1.12或1.26。
大型机床加工大尺寸工件，机动时间长，选择合理的切削 速度对提高生产率作用较大，应小些，取1.12、1.26。 中型通用机床，万能性较大，要求转速级数多，但结构又 不能过于复杂，公比常选取1.26或1.41。小型机床切削 加工时间常比辅助时间少，结构要求简单，机动时间短， 变速级数不多，公比常取1.58
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。
4、其他尺寸参数
尺寸参数是表示机床工作范围的主要尺寸和工、夹、量具 的标准化、机床结构有关的主要尺寸。
7.2 运动参数
运动参数：是指机床执行件（如主轴、工作台、刀架）运
动的速度。
主轴的最高转速、最低转速、主轴转速数列、进给量最 大值和最小值、进给量数列等。 运动参数通常包含有：主运动参数、 进给运动参数
7.2 运动参数
2、进给运动参数： 机床的进给运动大多数是直线运动，进给量用工件或刀 具每转位移表示，即mm／r，如车床、钻床，也可以用每一 往复行程的位移表示，如刨床、插床等。
机床进给量的变换可以采用无级变速和有级变速方法。
采用有级变速方式时进给量一般为等比数列。
螺纹加工机床和普通车床的进给量按照加工标准螺纹导程数列来选 取，进给量数列为分段等差数列。刨床和插床采用棘轮机构实现进给运 动，进给量大小靠每次拨动一齿、二齿或几个齿来改变，进给量也是等 差数列。而用交换齿轮改变进给量大小的自动车床，其进给量就不一定 按一定规则。
7.1 尺寸参数 2、第一主参数
常以机床的最大加工尺寸来表示 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。 有的机床用其它物理量表示，如拉床。
专用机床的主参数，一般以与通用机床相对应的主参数表 示。
7.1 尺寸参数 3、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
运动精度——机床在以工作速度运转时主要零部件的几何位置精度
定位精度——指机床主要部件在运动终点所达到实际位置的精度。
名词介绍 三、加工精度和表面粗糙度
工件表面粗糙度与下列因素有关：
工件和刀具的材料
进给量 刀具的几何形状 切削时的振动 （抗振性）
名词介绍 四、可靠性
可靠性：在额定寿命期内，在特定工作条件下和规定时
名词介绍 六、系列化、通用化、标准化
系列化：同一类型的机床应有哪些尺寸规格和型式（基型 和变型）。 制定参数标准； 编制系列型谱；进行系列设计。 通用化：把相类似的机床的若干部件或零件相互通用起来 标准化：使用由国家或行业标准化的零件
7.1 尺寸参数 1、主参数（尺寸参数）
主参数是最为重要，必须满足以下要求： （1）直接反映出机床的加工能力和特性。 （2）能决定其他基本参数值的大小。 （3）机床设计和用户选用机床的主要依据。
作为选择Vmax典型加工情况。最低切削速度是在用高速钢刀
具车螺纹时，作为选择Vmin的典型加工情况。
7.2 运动参数
dmax和dmin不是指机床上可能加工的最大直径和最小直径 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。 普通车床，用D表示最大回转直径 dmax= (0.5～0.6)D，
7.3 动力参数
动力参数：指主运动、进给运动和辅助运动的动力消耗， 它主要由机床的切削载荷和驱动的工件重量等决定。 P主 = P切 + P机 + P空 P进 = FQνs/60000ηs
功率选择要满足机床生产率的要求，又要考虑节约。
注意：通常电动机在70％的额定功率时运行，效率较高， 节能效果好。
适用的生产规模；
加工精度和表面粗糙度。
名词介绍 二、生产率和自动化系数

名词介绍 三、加工精度和表面粗糙度
加工精度：被加工零件在形状、尺寸和相互位置方 面所能达到的准确程度。（刚度、抗振性） 机床的精度包括：
几何精度——决定于机床主要部件的几何形状和相互位置。 传动精度——指机床工作部件和零件运动的均匀性与协调性。
dmin= (0.2～0.25)dmax
摇臂钻床，用D表示最大钻孔直径 dmax =D，
dmin =0.2～0.25dmax。
7.2 运动参数
例题
Φ400mm的中型普通车床用硬质合金车刀半精车钢料时 合理的最高切削速度Vmax取200m／min，加工轴类工件最小直径dmin取 50mm（考虑工件变形）。 精加工丝杆螺纹的合理切削速度，一般取Vmin=1.5m／min，加工丝杆最