金屬切削機(jī)床 第6章 金屬切削機(jī)床總體設(shè)計

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1、第六章金屬切削機(jī)床總體設(shè)計機(jī)床設(shè)計：是設(shè)計人員根據(jù)使用部門的要求和制造部門的可能性，運用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識所進(jìn)行的創(chuàng)造性勞動。分為三個階段：（1）最出的經(jīng)驗設(shè)計階段（2）試驗設(shè)計階段（3）計算機(jī)輔助設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計階段機(jī)床設(shè)計課包含的內(nèi)容：1、設(shè)計的指導(dǎo)思想（設(shè)計的基本要求）。2、設(shè)計的方法、步驟。3、總體方案的設(shè)計。4、傳動系統(tǒng)的設(shè)計。5、各機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算（操縱機(jī)構(gòu)、換向、變速、制動）。6、各主要零部件的設(shè)計計算（主軸、箱體、床身等）。7、各運動件的設(shè)計計算。8、機(jī)床的冷卻、潤滑、密封系統(tǒng)的設(shè)計。9、電器系統(tǒng)的設(shè)計。10、繪

2、制圖紙。11、編寫設(shè)計、使用說明書。12、樣機(jī)生產(chǎn)、試車、改進(jìn)設(shè)計、鑒定。第一節(jié)概述評價機(jī)床性能的好壞，主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判斷的。一、機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計要求1.性能要求1）、工藝范圍（工藝可能性）機(jī)床的工藝范圍是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。大致包括下列內(nèi)容：1．在機(jī)床上可完成的工序種類。2．加工零件的類型、材料和尺寸范圍。3．毛坯的種類等。確定工藝范圍的依據(jù)：生產(chǎn)綱領(lǐng)（1）大批大量生產(chǎn)為提高生產(chǎn)率，按工序分散原則，設(shè)計成專門化機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床，工藝范圍窄，生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。（2）單件小批生產(chǎn)為使在一臺機(jī)床機(jī)床上完成

3、多種工序的加工，適用不同的使用部門的需要，設(shè)計成通用機(jī)床，有較寬的變速范圍，尺寸參數(shù)和較多的機(jī)床附件，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。2）、生產(chǎn)率和自動化程度生產(chǎn)率：單位時間內(nèi)機(jī)床所能加工出的工件數(shù)量。---單位時間內(nèi)產(chǎn)品總數(shù)T切---單件切削時間T總---單件總時間T輔---單件輔助時間T準(zhǔn)---加工一批零件的準(zhǔn)備和結(jié)束時間n---一批零件的數(shù)量自動化程度，可用自動化系數(shù)表示K自=T自/T循T自---一個工作循環(huán)中,由機(jī)床自動進(jìn)行工作的時間.T循---完成一個工作循環(huán)的總時間3）、加工精度和表面粗糙度1）幾何精度機(jī)床在不運動或運動速度

4、低時部件間相互位置精度和主要零部件的形位精度。幾何精度由機(jī)床的制造精度和裝配精度決定的。2）運動精度機(jī)床在以工作速度空運轉(zhuǎn)時,主要零部件的幾何位置精度。3）傳動精度機(jī)床傳動鏈兩端執(zhí)行件間的運動協(xié)調(diào)性和均勻性。傳動精度由傳動系統(tǒng)設(shè)計的合理性和傳動件的制造精度和裝配精度所決定的。4）定位精度機(jī)床主要部件在運動終點所達(dá)到的實際位置的精度。4）、可靠性機(jī)床在規(guī)定的使用時間內(nèi),其功能的穩(wěn)定程度和性質(zhì).即要求機(jī)床不輕易發(fā)生或盡可能減少發(fā)生故障。故障---機(jī)床或其零部件失去規(guī)定的性能。維護(hù)---為了維持使用可靠性所采取的措施。5）、機(jī)床的

5、機(jī)械效率和壽命機(jī)床的機(jī)械效率是指消耗于切削的有效功率與電動機(jī)輸出功率之比。機(jī)床的壽命是指機(jī)床保持它具有加工精度的使用期限。包括使用壽命、設(shè)計壽命、自然壽命。6）、噪聲生理學(xué)上,把人們不需要的聲音統(tǒng)稱為噪聲，即不同頻率和不同強(qiáng)度的聲音，無規(guī)律的組合在一起即成噪聲。普通機(jī)床85分貝以下。精密機(jī)床在75分貝以下。2.經(jīng)濟(jì)效益在保證實現(xiàn)機(jī)床性能要求的同時，還必須使機(jī)床具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。不僅要考慮機(jī)床設(shè)計和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是從用戶出發(fā)，提高機(jī)床使用廠的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)床生產(chǎn)廠的經(jīng)濟(jì)效益，主要反映在機(jī)床成本上，成本與設(shè)計直接有關(guān)，

6、金屬消耗量小，結(jié)構(gòu)工藝性好,成本低。3、人機(jī)關(guān)系機(jī)床的操縱必須方便、省力、容易掌握、不易出現(xiàn)操作上的錯誤和故障。機(jī)床的外形必須合乎時代要求，美觀大方的造型，適宜的色彩，均能使操作者有舒適宜人的感覺。二、機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計的方法機(jī)床設(shè)計經(jīng)歷了由靜態(tài)分析向動態(tài)分析，由定性分析向定量分析，由線性分析向非線性分析，由安全設(shè)計向優(yōu)化設(shè)計，由手工設(shè)計向自動化計算的發(fā)展過程。1.理論分析計算和試驗研究相結(jié)合的設(shè)計方法理論分析計算和試驗研究相結(jié)合的設(shè)計方法是機(jī)床設(shè)計的主要方法。這種方法首先是根據(jù)理論計算和局部試驗確定結(jié)構(gòu)尺寸，制造樣機(jī)；對樣機(jī)進(jìn)行

7、整機(jī)或局部薄弱環(huán)節(jié)的各種試驗；最后補(bǔ)充修改定性。2.分析計算法1)集中參數(shù)法集中參數(shù)法計算機(jī)床動態(tài)特性時，把機(jī)床構(gòu)件看成由若干質(zhì)量的質(zhì)點和無質(zhì)量的彈簧組成的振動系統(tǒng)。2)有限元法有限元法是把結(jié)構(gòu)假象分割成有限個單元，而把一個連續(xù)體作為這些離散單元的集合體來看。3.優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計就是在一定的條件下，合理選擇有關(guān)參數(shù)，以獲得一個技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最佳的設(shè)計方案。4.可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計是以可靠性作為評定設(shè)計質(zhì)量的一項指標(biāo)而進(jìn)行的設(shè)計，它是使設(shè)計產(chǎn)品在使用中不產(chǎn)生故障的設(shè)計方法和技術(shù)。三、機(jī)床產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計工作1.機(jī)床設(shè)計開發(fā)時應(yīng)注意的

8、問題1)機(jī)床設(shè)計時要有創(chuàng)造性2)堅持為用戶服務(wù)3)重視機(jī)床零部件的外委與采購2.機(jī)床設(shè)計的步驟大體分為：調(diào)查研究、擬訂方案、技術(shù)設(shè)計、工作圖設(shè)計、編制技術(shù)文件和對圖樣進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查六個階段。1）調(diào)查研究（1）調(diào)查使用單位的條件、要求和調(diào)查制造單位的生產(chǎn)加工能力。（2）收集國內(nèi)外的