02209机械制造装备设计重要知识点复习2

第三章  金属切削机床设计

一、机床设计应满足的基本要求

1、工艺范围（加工功能）   2、柔性（空间和时间的柔性）   3、与物流系统的可接近性   4、刚度 

5、精度     6、噪声       7、生产率（机床单位时间内机床所能加工的工件数量）       8、自动化  

9、成本     10、生产周期      11、可靠性       12、造型与色彩

二、机床设计步骤

确定结构原理—总体设计（运动功能、基本参数、传动系统、总体结构布局、控制系统）—结构设计—工艺设计—机床整机综合评价—定型设计

三、精度

1、几何精度（机床空载下在不运动或速度较低时各主要部件的形状、相互位置等的精度）

2、运动精度（机床在空载下并以工作速度运动时执行部件的几何位置精度。高速回转主轴的回转精度）

3、传动精度（机床传动系统各末端执行键之间的运动协调性和均匀性）

4、定位精度（机床的定位部件运动到达规定位置的精度）

5、重复定位精度    6、工作精度     7、精度保持性

四、刚度

机床受载时抵抗变形的能力  分为：静刚度和动刚度

五、振动

机床在交变载荷作用下抵抗变形的能力

1、  受迫振动

2、  自激振动（切削稳定性）

引起机床振动的原因有：1、机床刚度（构建材料、截面形状、尺寸等等）；2、机床的阻尼特性；3、机床的固有频率（激振频率应远离固有频率）

六、热变形

机床工作时受到内部热源和外部热源的影响，使机床的温度高于环境温度，称为“温升”。由于机床各部位的温升不同，不同材料的热膨胀系数也不同，机床各部位产生的热膨胀量就不同，最后导致机床床身、主轴、道家等结构产生的变形，称为：热变形

七、噪声

八、低速运动平稳性（爬行）

机床上有些运动部件，需要作低速或微笑的位移，当运动部件低速运动时，主运动匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或时快时慢的运动现象，这种在低速运动时产生的运动不平稳性就是爬行。  产生的原因主要是摩擦面上的摩擦系数随速度增大而减小和传动系统刚度不足。所以为了防止爬行，应减小静、动摩擦系数之差；提高传动机构的刚度和降低运动件的质量等。

九、金属切削机床总体设计

1、机床系列型普的制定；  2、机床运动功能设置； 3、机床的总体结构方案设计

4、机床主要参数的设计

a、主参数和尺寸参数

b、运动参数   主运动为回转运动的机床,主运动参数是主轴转速n（r/min）。转速与切削速度v的关系为： 

d ——工件或刀具直径（mm）

主运动的速度范围：                                                             

变速范围Rn：

经济加工直径dmax=KD ，dmin=Rddmax      卧式车床K=0.5  摇臂钻床K=1.0  通常Rd=0.2—0.25

C、公比φ的选用：

φ越小则相对转速越小，但当变速范围一定时变速级数将增多，变速箱的结构复杂。对于通用机床，辅助和准备结束时间长，机动时间在加工周期中占的比重不是很大。为了机床变速箱结构不过于复杂，一般取φ=1.26或1.41等较大的公比。对于大批量生产用的专用机床、专门化机床通常取φ=1.12或1.26等较小的公比（因此类机床一般不变速），对于非自动化小型机床，选用φ=1.58、1.78或2等较大的公比，以简化机床结构。

d、动力参数

.机床主运动电动机的功率p主=P切+P空+P辅

.P切=FzV/60000   P空=Kd平均/955000(∑ni+Cn主)<C=C1d主/d平均>   P辅=P切/机械功率- P切

（K=30—50     d主为主轴前后轴颈的平均值   C1为主轴轴承系数，两支轴承为2.5，三支轴承为3。）

.电动机的额定功率：P额=P主/K  K为电动机超载系数，连续工作K=1，间断工作机床K=1.1—1.25

.进给电动机功率：P进=QV进/60000.进给机械效率   Q为进给牵引力 （P80）