金属切削机床 第6章 金属切削机床总体设计

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1、第六章金属切削机床总体设计机床设计：是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能性，运用有关的科学技术知识所进行的创造性劳动。分为三个阶段：（1）最出的经验设计阶段（2）试验设计阶段（3）计算机辅助设计和优化设计阶段机床设计课包含的内容：1、设计的指导思想（设计的基本要求）。2、设计的方法、步骤。3、总体方案的设计。4、传动系统的设计。5、各机构的设计计算（操纵机构、换向、变速、制动）。6、各主要零部件的设计计算（主轴、箱体、床身等）。7、各运动件的设计计算。8、机床的冷却、润滑、密封系统的设计。9、电器系统的设计。10、绘

2、制图纸。11、编写设计、使用说明书。12、样机生产、试车、改进设计、鉴定。第一节概述评价机床性能的好坏，主要是根据技术经济指标来判断的。一、机床产品设计要求1.性能要求1）、工艺范围（工艺可能性）机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力。大致包括下列内容：1．在机床上可完成的工序种类。2．加工零件的类型、材料和尺寸范围。3．毛坯的种类等。确定工艺范围的依据：生产纲领（1）大批大量生产为提高生产率，按工序分散原则，设计成专门化机床或专用机床，工艺范围窄，生产率高，结构简单，成本低。（2）单件小批生产为使在一台机床机床上完成

3、多种工序的加工，适用不同的使用部门的需要，设计成通用机床，有较宽的变速范围，尺寸参数和较多的机床附件，扩大机床的使用范围。2）、生产率和自动化程度生产率：单位时间内机床所能加工出的工件数量。---单位时间内产品总数T切---单件切削时间T总---单件总时间T辅---单件辅助时间T准---加工一批零件的准备和结束时间n---一批零件的数量自动化程度，可用自动化系数表示K自=T自/T循T自---一个工作循环中,由机床自动进行工作的时间.T循---完成一个工作循环的总时间3）、加工精度和表面粗糙度1）几何精度机床在不运动或运动速度

4、低时部件间相互位置精度和主要零部件的形位精度。几何精度由机床的制造精度和装配精度决定的。2）运动精度机床在以工作速度空运转时,主要零部件的几何位置精度。3）传动精度机床传动链两端执行件间的运动协调性和均匀性。传动精度由传动系统设计的合理性和传动件的制造精度和装配精度所决定的。4）定位精度机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度。4）、可靠性机床在规定的使用时间内,其功能的稳定程度和性质.即要求机床不轻易发生或尽可能减少发生故障。故障---机床或其零部件失去规定的性能。维护---为了维持使用可靠性所采取的措施。5）、机床的

5、机械效率和寿命机床的机械效率是指消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比。机床的寿命是指机床保持它具有加工精度的使用期限。包括使用寿命、设计寿命、自然寿命。6）、噪声生理学上,把人们不需要的声音统称为噪声，即不同频率和不同强度的声音，无规律的组合在一起即成噪声。普通机床85分贝以下。精密机床在75分贝以下。2.经济效益在保证实现机床性能要求的同时，还必须使机床具有很高的经济效益。不仅要考虑机床设计和生产的经济效益，更重要的是从用户出发，提高机床使用厂的经济效益。机床生产厂的经济效益，主要反映在机床成本上，成本与设计直接有关，

6、金属消耗量小，结构工艺性好,成本低。3、人机关系机床的操纵必须方便、省力、容易掌握、不易出现操作上的错误和故障。机床的外形必须合乎时代要求，美观大方的造型，适宜的色彩，均能使操作者有舒适宜人的感觉。二、机床产品设计的方法机床设计经历了由静态分析向动态分析，由定性分析向定量分析，由线性分析向非线性分析，由安全设计向优化设计，由手工设计向自动化计算的发展过程。1.理论分析计算和试验研究相结合的设计方法理论分析计算和试验研究相结合的设计方法是机床设计的主要方法。这种方法首先是根据理论计算和局部试验确定结构尺寸，制造样机；对样机进行

7、整机或局部薄弱环节的各种试验；最后补充修改定性。2.分析计算法1)集中参数法集中参数法计算机床动态特性时，把机床构件看成由若干质量的质点和无质量的弹簧组成的振动系统。2)有限元法有限元法是把结构假象分割成有限个单元，而把一个连续体作为这些离散单元的集合体来看。3.优化设计优化设计就是在一定的条件下，合理选择有关参数，以获得一个技术经济指标最佳的设计方案。4.可靠性设计可靠性设计是以可靠性作为评定设计质量的一项指标而进行的设计，它是使设计产品在使用中不产生故障的设计方法和技术。三、机床产品开发设计工作1.机床设计开发时应注意的

8、问题1)机床设计时要有创造性2)坚持为用户服务3)重视机床零部件的外委与采购2.机床设计的步骤大体分为：调查研究、拟订方案、技术设计、工作图设计、编制技术文件和对图样进行工艺审查和标准化审查六个阶段。1）调查研究（1）调查使用单位的条件、要求和调查制造单位的生产加工能力。（2）收集国内外的