【正文】 （一）主參數(shù)和尺寸參數(shù) 四、 機(jī)床主要參數(shù)的確定 ?機(jī)床主參數(shù) 是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大工作能力的一種參數(shù)。 ?通用機(jī)床 的主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸來(lái)表示， 專(zhuān)用機(jī)床 的主參數(shù)一般以與通用機(jī)床相對(duì)應(yīng)的主參數(shù)表示。為了更完整地表示機(jī)床的工作能力和加工范圍，可在主參數(shù)后面標(biāo)出 第二主參數(shù)， 如最大工件長(zhǎng)度、最大跨距等。 ?機(jī)床尺寸參數(shù)是指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。包括： ?1）與工件有關(guān)的尺寸參數(shù)； 如臥式車(chē)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(guān)的尺寸參數(shù)。 如臥式車(chē)床主軸錐孔及主軸前端尺寸。 （二）運(yùn)動(dòng)參數(shù) ?指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺(tái)、刀架）的運(yùn)動(dòng)速度。 ?主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)： 機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速 n(單位為 r／ min)： ? n=1000v/?d ? n ——主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）； v ——切削速度（ m/min）； ? d ——工件或刀具直徑（ mm）。 ?主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí) ，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是刀具或工件的每分鐘往復(fù)次數(shù) (單位為次／ min)。 ?專(zhuān)用機(jī)床 可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工件 (或刀具)的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速，且大多數(shù)情況只需一種速度。 ?通用機(jī)床 ，為適應(yīng)各種不同的加工要求，主軸應(yīng)有一定的變速范圍和變速方式 (有級(jí)或無(wú)級(jí)變速 )。 （二）運(yùn)動(dòng)參數(shù) dmax = KD dmin = Rd dmax 式中 D —— 機(jī)床能加工的最大直徑（ mm）； K —— 系數(shù)； Rd —— 計(jì)算直徑范圍。 ?式中： vmax， vmin， 可根據(jù)切削用里手冊(cè)、現(xiàn)有機(jī)床使用情況調(diào)查或者切削試驗(yàn)確定。通用機(jī)床的 dmax和 dmin并不是指機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑，而是指實(shí)際使用情況下，采用 vmax和 vmin時(shí)常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑。對(duì)于通用機(jī)床，一般取 ?主軸轉(zhuǎn)速和變速范圍 ?（ 1） 最低（ n min）和最高（ n max）轉(zhuǎn)速的確定 5020220001000m i nm a xm a x ?????? dvn?如臥式車(chē)床 K = ，搖臂鉆床 K = ， 通常 R d = ? 。 ?例如，￠ 400mm 臥式車(chē)床，確定主軸的最高轉(zhuǎn)速。根據(jù)分析，用硬度合金車(chē)刀對(duì)小直徑鋼材半精車(chē)外圓時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為最高，參考切削用量資料，可取 v max = 200 m/min，對(duì)于通用車(chē)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(zhuǎn)速的確定 ?通常用高速鋼刀具，精車(chē)合金鋼材料的梯形螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速較低，取 v min = m/min，在￠ 400mm 臥式車(chē)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(shí)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(zhuǎn)速的參考。同時(shí)考慮今后技術(shù)發(fā)展的儲(chǔ)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(zhuǎn)速的確定 ?（ 2）轉(zhuǎn)速分級(jí) ?主軸轉(zhuǎn)速的合理排列確定了 n max 和 n min 之后，在已知變速范圍內(nèi)若采用有級(jí)變速，則應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級(jí)；如果采用無(wú)級(jí)變速，有時(shí)也需用分級(jí)變速機(jī)構(gòu)來(lái)擴(kuò)大其無(wú)級(jí)變速范圍。 ?所謂分級(jí)即在變速范圍內(nèi)確定中間各級(jí)轉(zhuǎn)速。 目前，多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級(jí)數(shù)排列，其公比用符號(hào) ?表示。則轉(zhuǎn)速數(shù)列為： n1 = n min， n 2 = n minφ， n 3 = n minφ2， … ， n Z = n minφ Z－ 1 ?主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列呈等比級(jí)數(shù)規(guī)律分布，主要原因是在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對(duì)損失均勻。 ?如 在加工中某一工序要求的合理轉(zhuǎn)速為 n，而在 Z級(jí)轉(zhuǎn)速中沒(méi)有這個(gè)最佳轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速高，由于過(guò)高的切削速度會(huì)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(zhuǎn)速損失，其轉(zhuǎn)速損失為（ n－ n j），相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為 （ 2）轉(zhuǎn)速分級(jí) c on s tnnAjj ???? 1m a x 1?11???c ons tnnjj?在其它條件（直徑、進(jìn)給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失。對(duì)于普通機(jī)床，如果認(rèn)為每級(jí)轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會(huì)都相等，那么應(yīng)使 A max為一定值，即： ?可見(jiàn)任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為： ? n j+1 = n j φ ?此外，應(yīng)用等比級(jí)數(shù)排列的主軸轉(zhuǎn)速，可借助于串聯(lián)若干個(gè)滑移齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。使變速傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單并且設(shè)計(jì)計(jì)算方便。 （ 2）轉(zhuǎn)速分級(jí) ? 為了使用記憶方便，轉(zhuǎn)速數(shù)列中的轉(zhuǎn)速系是十倍比的，故 φ應(yīng)符合如下關(guān)系 ， ， E 1是正整數(shù)；如采用多速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 3000/1500或 3000/1500/750 r/min，故 φ也應(yīng)符合如下關(guān)系， ， E 2 也為正整數(shù)。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 1 10E??2 2E???轉(zhuǎn)速由 n min 至 nmax必須遞增，所以公比應(yīng)大于 l；為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值 A max 不大于 50%，則相應(yīng)的公比 φ不大于 2，故： 1 φ ?2 ?為了簡(jiǎn)化機(jī)床設(shè)計(jì)和使用，規(guī)定了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，這些數(shù)值是選取 2或 10的某次方根， 、 、 、 、 、 2。 標(biāo)準(zhǔn)公比見(jiàn)表 32。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 ?當(dāng)選定標(biāo)準(zhǔn)公比 ?之后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從表 33中查出。表中給出了公比為 1～ 15000的數(shù)列，其它公比的數(shù)列可由此派生得到。 ?表 32和表 33均適用于轉(zhuǎn)速、雙行程和進(jìn)給系列，也可以用于機(jī)床尺寸和功率參數(shù)等數(shù)列。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 = = = = = = = = = = = = = = 2 ?七個(gè)公比值之間的關(guān)系 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 ? 1）公比是 2的某次方根，其數(shù)列每隔若干項(xiàng)增加或縮小 2倍，如 ? = ，數(shù)列為 、 1 2 3 … ，每隔三項(xiàng)增大 2倍。 ?便于采用雙速電動(dòng)機(jī)，因?yàn)殡p速電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)同步轉(zhuǎn)速比值是 2，例如 3000／ 1500或 1500／ 750等，同時(shí)也便于記憶和寫(xiě)出等比數(shù)列。 ? 2）公比是 10的某次方根，其數(shù)列每隔若干項(xiàng)增大或縮小 10倍。 ?這特性符合常用十進(jìn)制習(xí)慣，如 ? = ，數(shù)列為 12 6 100、 160、 250、 400、 6 … ，每隔五項(xiàng)增大 10倍，使數(shù)列整齊好記。 3 25 10?標(biāo)準(zhǔn)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(jí)數(shù)增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 ?大批大量生產(chǎn)的自動(dòng)化與半自動(dòng)化機(jī)床，要求較高的生產(chǎn)率，相對(duì)轉(zhuǎn)速損失要小，因此， ?要小些， ?選取 。 ?大型機(jī)床加工大尺寸工件，機(jī)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，選擇合理的切削速度對(duì)提高生產(chǎn)率作用較大， ?應(yīng)小些，取 、 。 ?中型通用機(jī)床，萬(wàn)能性較大，要求轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)多，但結(jié)構(gòu)又不能過(guò)于復(fù)雜，公比 ?常選取 ?小型機(jī)床切削加工時(shí)間常比輔助時(shí)間少，結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)時(shí)間短，變速級(jí)數(shù)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(jí)數(shù) z的關(guān)系 ? 由等比級(jí)數(shù)規(guī)律可則： ?已知任意兩個(gè)可求第三個(gè)，用公式求出的 ?和 Z應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)和整數(shù)。 ?常用的 Z： 3， 4， 6， 8， 9， 12， 16， 18， 24 ?采用等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn) ?對(duì)于某一個(gè)公比 ?，任意兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)速之間的最大相對(duì)速度損失 Amax為一個(gè)常數(shù)，轉(zhuǎn)速分布的疏密程度均勻合理。 ?這種轉(zhuǎn)速數(shù)列可由幾個(gè)變速組的不同傳動(dòng)比搭配相乘得到，能用較少的齒輪實(shí)現(xiàn)較多級(jí)的轉(zhuǎn)速，使傳動(dòng)系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化。 2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù) ?機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)多數(shù)是直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)位移表示，即 mm／ r；也可以用每一往復(fù)行程的位移表示，即 mm／行程 。 ?機(jī)床進(jìn)給量的變換可用無(wú)級(jí)變速（數(shù)控機(jī)床）和有級(jí)變速方法。 ?采用有級(jí)變速方式時(shí)，進(jìn)給量一般為等比數(shù)列。確定方法與主軸轉(zhuǎn)速的確定方法相同。 ?進(jìn)給量也是等差數(shù)列。而用交換齒輪改變進(jìn)給量大小的自動(dòng)車(chē)床，其進(jìn)給量就不是按一定規(guī)則排列的。 ?螺紋加工機(jī)床和普通車(chē)床的進(jìn)給量按照加工標(biāo)準(zhǔn)螺紋導(dǎo)程數(shù)列來(lái)選取，進(jìn)給量數(shù)列為 分段等差數(shù)列。 ?刨床和插床采用棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給量大小靠每次撥動(dòng)一齒、二齒或幾個(gè)齒來(lái)改變，進(jìn)給量也是 等差數(shù)列。 而用交換齒輪改變進(jìn)給量大小的自動(dòng)車(chē)床，其進(jìn)給量就不一定按一定規(guī)則。 2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù) ?數(shù)控機(jī)床一般采用電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速形式。其他機(jī)床多采用有級(jí)變速形式或無(wú)級(jí)與有級(jí)變速組合形式。 ?機(jī)床運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式常用的有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。 ?驅(qū)動(dòng)方式的選擇主要根據(jù)機(jī)床的變速形式和運(yùn)動(dòng)特性要求來(lái)確定。 3．變速形式與驅(qū)動(dòng)方式選擇 三、動(dòng)力參數(shù) ?動(dòng)力參數(shù)指主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力消耗，它主要由機(jī)床的切削載荷和驅(qū)動(dòng)的工件質(zhì)量決定。 ?對(duì)于專(zhuān)用機(jī)床，機(jī)床的功率可根據(jù)特定工序的切削用量計(jì)算或測(cè)定； ?對(duì)于通用機(jī)床，目前單純用計(jì)算的方法來(lái)確定功率是困難的，故通常用類(lèi)比、測(cè)試和近似計(jì)算幾種方法互相校核來(lái)確定。 電動(dòng)機(jī)的功率 主運(yùn)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)功率 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)功率 快速移動(dòng) 電動(dòng)機(jī)功率 ? 定義：電動(dòng)機(jī)功率、液壓缸牽引力、液壓馬達(dá)或步進(jìn)電機(jī)的額定扭矩等。 三、動(dòng)力參數(shù) ?下面介紹用近似計(jì)算的方法確定機(jī)床動(dòng)力參數(shù)。 車(chē)、鏜、磨等工序 鉆、擴(kuò)等工序 60 0 00vFP Z ??切9550nMP K ??切 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 切削功率 P切 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 空載功率 P空 附加機(jī)械摩擦損失功率 P機(jī) ⑴ 切削功率 可按下表計(jì)算 表 常用工序切削功率計(jì)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(jī)床主運(yùn)動(dòng)可空轉(zhuǎn)時(shí)由于傳動(dòng)件摩搽、攪油、空氣阻力等原因電動(dòng)機(jī)要消耗一部份功率，其值隨傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速增大而增加，與傳動(dòng)件預(yù)緊程度及裝配質(zhì)量有關(guān)，小型機(jī)床主傳動(dòng)空載功率損失可由下列實(shí)驗(yàn)公式估算： 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)