【正文】 （一）主參數和尺寸參數 四、 機床主要參數的確定 ?機床主參數 是代表機床規(guī)格大小及反映機床最大工作能力的一種參數。 ?通用機床 的主參數通常都以機床的最大加工尺寸來表示， 專用機床 的主參數一般以與通用機床相對應的主參數表示。為了更完整地表示機床的工作能力和加工范圍，可在主參數后面標出 第二主參數， 如最大工件長度、最大跨距等。 ?機床尺寸參數是指機床主要結構的尺寸參數。包括： ?1）與工件有關的尺寸參數； 如臥式車床刀架上最大加工直徑，搖臂鉆床的立柱外徑與主軸之間的最大跨距等。 ?2）與工、夾、量具有關的尺寸參數。 如臥式車床主軸錐孔及主軸前端尺寸。 （二）運動參數 ?指機床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺、刀架）的運動速度。 ?主運動為旋轉運動時： 機床的主運動參數是主軸轉速 n(單位為 r／ min)： ? n=1000v/?d ? n ——主軸轉速（ r/min）； v ——切削速度（ m/min）； ? d ——工件或刀具直徑（ mm）。 ?主運動為往復直線運動時 ，主運動參數是刀具或工件的每分鐘往復次數 (單位為次／ min)。 ?專用機床 可根據特定工序實際使用的切削速度和工件 (或刀具)的直徑確定主軸轉速，且大多數情況只需一種速度。 ?通用機床 ，為適應各種不同的加工要求，主軸應有一定的變速范圍和變速方式 (有級或無級變速 )。 （二）運動參數 dmax = KD dmin = Rd dmax 式中 D —— 機床能加工的最大直徑（ mm）； K —— 系數； Rd —— 計算直徑范圍。 ?式中： vmax， vmin， 可根據切削用里手冊、現有機床使用情況調查或者切削試驗確定。通用機床的 dmax和 dmin并不是指機床上可能加工的最大和最小直徑，而是指實際使用情況下，采用 vmax和 vmin時常用的經濟加工直徑。對于通用機床，一般取 ?主軸轉速和變速范圍 ?（ 1） 最低（ n min）和最高（ n max）轉速的確定 5020220001000m i nm a xm a x ?????? dvn?如臥式車床 K = ，搖臂鉆床 K = ， 通常 R d = ? 。 ?例如，￠ 400mm 臥式車床，確定主軸的最高轉速。根據分析，用硬度合金車刀對小直徑鋼材半精車外圓時，主軸轉速為最高，參考切削用量資料，可取 v max = 200 m/min，對于通用車床 K = ， R d = ，則： ? d max = KD = 400 mm = 200 mm ? d min = R d d max = 200mm = 50 mm ? r/min = 1273r/min ?（ 1） 最低（ n min）和最高（ n max）轉速的確定 ?通常用高速鋼刀具，精車合金鋼材料的梯形螺紋時主軸轉速較低，取 v min = m/min，在￠ 400mm 臥式車床上加工絲杠最大直徑在￠ 4?￠ 50 mm 左右，則： m i n/ i n/50 i n rrn ?? ?? ??實際使用中可能使用到 n max 或 n min 的典型工藝不一定只有一種可能，可以多選擇幾種工藝作為確定最低及最高轉速的參考。同時考慮今后技術發(fā)展的儲備，最后確定 n max = 1600 r/min， n min = 10 r/min 。 ?（ 1） 最低（ n min）和最高（ n max）轉速的確定 ?（ 2）轉速分級 ?主軸轉速的合理排列確定了 n max 和 n min 之后，在已知變速范圍內若采用有級變速，則應進行轉速分級；如果采用無級變速，有時也需用分級變速機構來擴大其無級變速范圍。 ?所謂分級即在變速范圍內確定中間各級轉速。 目前，多數機床主軸轉速是按等比級數排列，其公比用符號 ?表示。則轉速數列為： n1 = n min， n 2 = n minφ， n 3 = n minφ2， … ， n Z = n minφ Z－ 1 ?主軸轉速數列呈等比級數規(guī)律分布，主要原因是在轉速范圍內的轉速相對損失均勻。 ?如 在加工中某一工序要求的合理轉速為 n，而在 Z級轉速中沒有這個最佳轉速，而是處于 n j 和 n j+1 之間，即 n j n n j+1。 ?若采用 n j+1比 n轉速高，由于過高的切削速度會使刀具耐用度下降。 ?為了不降低刀具耐用度，一般選用 n j ，將造成轉速損失，其轉速損失為（ n－ n j），相對轉速損失率為 （ 2）轉速分級 c on s tnnAjj ???? 1m a x 1?11???c ons tnnjj?在其它條件（直徑、進給、切深）不變的情況下，轉速的損失就反映了生產率的損失。對于普通機床，如果認為每級轉速的使用機會都相等，那么應使 A max為一定值，即： ?可見任意兩級轉速之間的關系應為： ? n j+1 = n j φ ?此外，應用等比級數排列的主軸轉速，可借助于串聯若干個滑移齒輪來實現。使變速傳動系統(tǒng)簡單并且設計計算方便。 （ 2）轉速分級 ? 為了使用記憶方便，轉速數列中的轉速系是十倍比的，故 φ應符合如下關系 ， ， E 1是正整數；如采用多速電動機驅動，通常電動機轉速為 3000/1500或 3000/1500/750 r/min，故 φ也應符合如下關系， ， E 2 也為正整數。 （ 3）標準公比 φ 值和標準轉速數列標準公比的確定 1 10E??2 2E???轉速由 n min 至 nmax必須遞增，所以公比應大于 l；為了限制轉速損失的最大值 A max 不大于 50%，則相應的公比 φ不大于 2，故： 1 φ ?2 ?為了簡化機床設計和使用，規(guī)定了幾個標準值，這些數值是選取 2或 10的某次方根， 、 、 、 、 、 2。 標準公比見表 32。 （ 3）標準公比 φ 值和標準轉速數列標準公比的確定 ?當選定標準公比 ?之后，轉速數列可從表 33中查出。表中給出了公比為 1～ 15000的數列，其它公比的數列可由此派生得到。 ?表 32和表 33均適用于轉速、雙行程和進給系列，也可以用于機床尺寸和功率參數等數列。 （ 3）標準公比 φ 值和標準轉速數列標準公比的確定 3 6 表 32 公比 ?＝ 10 14 15 16 17 18 19 20 25 28 30 40 45 50 53 56 60 63 67 71 75 80 85 90 95 （ 3）標準公比 φ 值和標準轉速數列標準公比的確定 （ 3）標準公比 φ 值和標準轉速數列標準公比的確定 = = = = = = = = = = = = = = 2 ?七個公比值之間的關系 （ 3）標準公比 φ 值和標準轉速數列標準公比的確定 ? 1）公比是 2的某次方根，其數列每隔若干項增加或縮小 2倍，如 ? = ，數列為 、 1 2 3 … ，每隔三項增大 2倍。 ?便于采用雙速電動機，因為雙速電動機的兩個同步轉速比值是 2，例如 3000／ 1500或 1500／ 750等，同時也便于記憶和寫出等比數列。 ? 2）公比是 10的某次方根，其數列每隔若干項增大或縮小 10倍。 ?這特性符合常用十進制習慣，如 ? = ，數列為 12 6 100、 160、 250、 400、 6 … ，每隔五項增大 10倍，使數列整齊好記。 3 25 10?標準公比特性 ?公比的選取一般原則 ? 從使用性能考慮，選取公比 ?最好小一些，但 ?小，級數增多，結構復雜。 ?大批大量生產的自動化與半自動化機床，要求較高的生產率，相對轉速損失要小，因此， ?要小些， ?選取 。 ?大型機床加工大尺寸工件，機動時間長，選擇合理的切削速度對提高生產率作用較大， ?應小些，取 、 。 ?中型通用機床，萬能性較大，要求轉速級數多，但結構又不能過于復雜，公比 ?常選取 ?小型機床切削加工時間常比輔助時間少，結構要求簡單，機動時間短，變速級數不多，公比 ?常取 。 1m inm a x ??? zn nnR ? 1?? znR??lg)1(lg ?? zR n1lglg ?? ?nRz ?(5)變速范圍 Rn、公比 ?和級數 z的關系 ? 由等比級數規(guī)律可則： ?已知任意兩個可求第三個，用公式求出的 ?和 Z應圓整為標準數和整數。 ?常用的 Z： 3， 4， 6， 8， 9， 12， 16， 18， 24 ?采用等比數列的優(yōu)點 ?對于某一個公比 ?，任意兩個相鄰轉速之間的最大相對速度損失 Amax為一個常數，轉速分布的疏密程度均勻合理。 ?這種轉速數列可由幾個變速組的不同傳動比搭配相乘得到，能用較少的齒輪實現較多級的轉速，使傳動系統(tǒng)得到簡化。 2. 進給運動參數 ?機床的進給運動多數是直線運動，進給量用工件或刀具每轉位移表示，即 mm／ r；也可以用每一往復行程的位移表示，即 mm／行程 。 ?機床進給量的變換可用無級變速（數控機床）和有級變速方法。 ?采用有級變速方式時，進給量一般為等比數列。確定方法與主軸轉速的確定方法相同。 ?進給量也是等差數列。而用交換齒輪改變進給量大小的自動車床，其進給量就不是按一定規(guī)則排列的。 ?螺紋加工機床和普通車床的進給量按照加工標準螺紋導程數列來選取，進給量數列為 分段等差數列。 ?刨床和插床采用棘輪機構實現進給運動，進給量大小靠每次撥動一齒、二齒或幾個齒來改變，進給量也是 等差數列。 而用交換齒輪改變進給量大小的自動車床，其進給量就不一定按一定規(guī)則。 2. 進給運動參數 ?數控機床一般采用電動機無級變速形式。其他機床多采用有級變速形式或無級與有級變速組合形式。 ?機床運動的驅動方式常用的有電動機驅動和液壓驅動。 ?驅動方式的選擇主要根據機床的變速形式和運動特性要求來確定。 3．變速形式與驅動方式選擇 三、動力參數 ?動力參數指主運動、進給運動和輔助運動的動力消耗，它主要由機床的切削載荷和驅動的工件質量決定。 ?對于專用機床，機床的功率可根據特定工序的切削用量計算或測定； ?對于通用機床，目前單純用計算的方法來確定功率是困難的，故通常用類比、測試和近似計算幾種方法互相校核來確定。 電動機的功率 主運動 電動機功率 進給運動 電動機功率 快速移動 電動機功率 ? 定義：電動機功率、液壓缸牽引力、液壓馬達或步進電機的額定扭矩等。 三、動力參數 ?下面介紹用近似計算的方法確定機床動力參數。 車、鏜、磨等工序 鉆、擴等工序 60 0 00vFP Z ??切9550nMP K ??切 主運動電動機功率 切削功率 P切 主運動電動機功率 空載功率 P空 附加機械摩擦損失功率 P機 ⑴ 切削功率 可按下表計算 表 常用工序切削功率計算式 Fz — 切削力 v — 切削速度 Mk— 切削扭矩 ? ?平均主主平均空 ddCCCnnKdP1i955000 ??? ??⑵ 空載功率 ?機床主運動可空轉時由于傳動件摩搽、攪油、空氣阻力等原因電動機要消耗一部份功率，其值隨傳動件轉速增大而增加，與傳動件預緊程度及裝配質量有關，小型機床主傳動空載功率損失可由下列實驗公式估算： 主運動電動機