机械制造装备技术第一章.ppt

第一章 金属切削机床的总体设计 §1-1 机床的基本要求 §1-2 金属切削机床的设计步骤 §1-3 机床的总体布局 §1-4主要技术参数的确定 一、性能（技术）指标 机床适应不同生产要求的能力。也叫做加工功能。 不同的生产模式，对机床的工艺范围要求不同。 大批大量生产,机床的工艺范围比较窄，机床的机构比较简单。 单件小批量生产,要求机床的功能比较多，工艺范围也尽可能的广，机床结构也比较复杂。E.g.通用车床、通用钻床 多品种小批生产，要求机床的制造装备的功能更多，因此对于这种生产模式所采用的机床，工艺范围也比较广E.g.数控机床、加工中心及柔性制造系统 加工精度：被加工零件在形状、位置、尺寸的准确 度以及表面的粗糙程度。 运动精度－机床在额定负载下运动时的主要零部件 的几何位置精度。 主要包括高速回转主轴的回转精度和直线运动的不均匀性。 取决于运动部件的制造精度、机床零部件的动态刚度和热变形程度 生产率：单位时间内机床所能加工出的工件数量，它受到生产纲领的制约。 公式： Q＝1/T总＝1/(T切＋T辅＋T准/n) 提高生产率的方法：缩短T切、T辅和T准/n 优点 可靠性指机床在整个使用寿命期间内完成规定功能的能力。 §1-2 金属切削机床的设计步骤 一、总体设计 1、掌握机床设计依据。2、工艺分析 3、总体布局 4、确定主要技术参数 主参数：代表机床规格大小和反映机床最大工作能力的一种参数。 尺寸参数：机床的尺寸参数主要是对机床加工性能影响较大的一些 包括与工件有关的尺寸和标准化工具或夹具的安装面尺寸。 运动参数：是指机床主轴转速或主运动速度、移动部件的速度等。 根据机床执行部件的不同，运动参数分主运动参数和进给运动参数两大类。 ③动力参数：包括电动机的功率、液压缸的牵引力、液压马达、伺服电动机和步进电动机的额定转矩等。 §1-3 机床的总体布局 保证工艺方案中所要求的工件和刀具之间的相对运动和相对位置。 1、分配机床的运动 2、选择传动形式和支承形式 3、安排操作部位 4、提高动刚度的措施 5、造型设计（自学） 一、机床的运动分配 二、选择传动形式和支承形式 主运动传动形式： 机械传动 优点：变速范围广、传动功率大、传动比准确、可靠性高。 缺点：相对转速损失、工作中不能实现变速。 广泛应用于通用的中小型机床。 液压传动 优点：无级变速、传动平稳、冲击小。 缺点：液压元件制造精度要求高、定比传动困难、油液受温度影响、不适于远距离输送动力。 广泛应用于大型的刨床、拉床、大型磨床的主运动。 电气传动 特点：简化机械结构。 适用于：数控机床。 进给运动传动形式 通用或专用机床：机械传动以及液压无级传动的形式 数控机床：电气传动 3、支承形式－指支承件的形状。 卧式支撑：支撑件高度方向尺寸长度方向尺寸。（图） 立式支撑: 支撑件高度方向尺寸长度方向尺寸. (图) 卧式支撑特点：重心低，抗变形程度大。 是我们设计中小型机床的首选支撑形式。 立式支撑特点：占地面积小，抗变形程度小，操作位置比较灵活。 当我们设计加工大尺寸工件和箱体类工件的机床时，一般采用立式支撑。 ㈢安排操作部件 1.操作者和工件的相对位置能够适当。 安装高度： 卧式机床主轴：900-1200mm；立式大型机床工作台：700mm左右；立式中小型机床工作台：950-1050mm 2.操作者与操作手柄的位置适当 3.操纵件应按国家标准选用。 4.功能不同的按钮应有不同的颜色。 红色：危险、禁止；黄色：提醒注意，警告；绿色：正常，安全畅通 ㈣提高机床的动刚度。 动刚度：结构在特定的动态激扰下抵抗变形的能力。 方法： 1.提高抗振性能。 抗振性能：指机床工作部件在交变载荷下，抵抗受迫振动和自激振动变形的能力。 受迫振动：指机床部件受到来自机床以外或传动系统内部振动影响而形成的共振。 机内振源：①车床上提供动力的各个电动机的振动， ②运动传递过程中引起的振动， ③往复部件运动的惯性力， 机外振源：其它机床、锻压设备、火车、汽车等通过地基传给车床的振动。 自激振动：由振动过程本身引起切削力周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持的振动称为自激振动。 自激振动的振源： 车削时切削量过大所引起的机床切削自振、主切削力的方向、车刀的几何角度的选择不当等。滑动轴承的油膜振荡、高速转轴的弓形回转自振等。 具体来说提高抗震性有如下几种措施： ⑴避免受迫振动的措施 ①隔离外振源 ②对于内振源， ⅰ采用变频无级调速或双速电动机，缩短传动链。 ⅱ提高传