专机的设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,课程内容,目录,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章 专机总体设计,机床适应不同生产要求的力量。包括：,工序种类,被加工零件的类型,材料和尺寸范围,毛坯的种类,适应的生产规模,1,.,工艺范围,专用机床：工艺范围窄构造简洁、自动化程度高。,一般机床：工艺范围宽构造简单、自动化程度低。,1.1 专机的根本要求,加工精度：被加工零件在外形、位置、尺寸的准确 度以及外表的粗糙程度。,2,.,加工精度,精度保持性：机床保持其原始加工精度的力量。,影响因素,机床精度,机床刚度,机床抗振性,残余应力引起的变形,热变形,磨损,生产率：单位时间内机床所能加工出的工件数量。,提高生产率的方法：缩短,T,切,、,T,辅,和,T,准,/n,3,.,生产率和自动化程度,T,切,T,辅,和,T,准/,n,提高切削用量,采用多刀加工,采用多件加工,采用多工位加工,机械化,自动化,快速装夹,快速换刀,自动化程度可用自动化系数表示，其公式为：,K,自,=t,自,/t,循,优点,自动化程度,缺点,操作方便,生产率高,人为影响少,质量稳定,控制系统较复杂,机床构造较复杂,制造成本高,维修困难,大批量生产,专用机床,组合机床,(,刚性,),自动线,单件小批量生产,数控机床,(,NC,),加工中心（,MC,）,柔性制造单元,/,系统,(,FMC/FMS,）,工厂自动化,(,FA,),措施：,机床在规定使用期间内完成规定功能的力量。,4.牢靠性,无故障性 机床在使用过程中不易发生故障。,修理性 机床发生故障后简洁修理。,5.操作便利、工作安全,目的：为操纵人员供给高效、安全便利的劳动条件，发挥人机最高工作效能。,设计时的考虑因素：,操纵掌握机构应适应操作者的生理特点；,安全防护、冷却、排屑及照明等。,6.造型美观、削减污染,设计时的考虑因素：,机床的造型和颜色；避开和削减对环境的污染，特殊是,噪声污染。,1.2,专机设计的步骤,1调查争论,依据市场猜测、用户需要和使用要求进展可行性分析，确定专机的设计参数及制约条件，最终给出可行性报告及设计任务书。,设计任务书中的内容有专机的用途、主要性能参数、工作环境、有关特殊要求、生产批量、预期本钱、设计完成期限以及使用单位的生产条件等。,在满足设计任务书中的具体要求的前提下，由设计人员构思出假设干种方案并进展分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能牢靠、构造设计可行、本钱低廉的方案。,总体方案的内容包括：设计的理由或必要性；专机的用途和使用范围、技术性能、轮廓尺寸和估量重量；所承受的工艺方案；机器的优缺点和经济分析。,2,总体方案设计,在拟定总体方案的根底上，完成专机的总体设计、部件设计、零件设计等。设计结果以工作图及计算书的形式表达出来，其工作量最大。,依据确定的工艺方案，进展专机总体布局，从而确定专机刀具和工件的相对运动，确定各部件的相互位置，画出专机总联系尺寸图，它是专机原始总图。最终对有关图进展工艺审查、标准化审查等。,3,工作图设计,输出,结果,传动原理图,主要部件的结构草图,液压系统原理图,电气原理图,操纵控制系统原理图,技术设计,零件设计及资料编写,输出,结果,传动系统图,部件装配图,电气系统安装接线图,液压系统装配图,控制操作系统装配图,总装配图,输出,结果,零件图,修改部件装配图,修改总图,技术文档,工作图完成后进展试制，然后对样机进展试验鉴定，从中了解设计中存在的问题，准时总结阅历教训，进展必要的改进和提高，并为以后设计积存阅历和资料。,4.,试制鉴定,1.3,专机的总体方案设计,具体内容有如下4项：,1.调查争论,2.工艺分析,3.专机的总体以及各部件的相对位置,4.确定主要技术参数,把握机床设计依据。,确定零件的加工方法，以及获得零件外表所需的运动。确定刀具和工件之间的相对运动。,尺寸参数,运动参数,动力参数,主要内容,工艺方法确定,机床运动的确定,夹具方案的拟定,加工示意图的绘制,工艺方法确实定是工艺分析中关键的环节。不同的工艺方法，必定会对机床的构造、运动、传动和性能等产生较大影响。,专机的工艺方法通常借助于方案比照法加以确定。,工艺分析,专机的总体布局,根本要求：,1保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动。,2保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗振性。,3使用便利，便于操作、调整、修理机床；便于输送、装卸,工件，排解切屑。,4经济效果好，如节省材料、削减机床占地面积等。,5造型美观。,图1.1所示为加工柴油机机体的专用铣床的总体布局,图,1.1,加工柴,油机机体的专用铣床的总体布局,1.安排机床的运动,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,专机总体布局设计的一般步骤：,1.4,专机的运动联系形式及选择,1.4.1,运动分类,外表成形运动:主运动 进给运动,帮助运动,运动联系也属于总体布局的内容,1.4.2 运动的安排,简化机床的传动和构造将运动安排给质量小的零部件；,运动件质量小惯性小驱动力小传动机构体积小本钱低。,应有利于提高工件的加工精度；如：深孔钻削。,应有利于提高运动部件的刚度；,运动应安排给刚度高的部件，可削减变形。,缩小机床占地面积应视工件的外形而定。,铣床的几种布局,1.4.3,传动形式的选择,驱动电动机,进给运动传动,机械传动,液压无级传动,直线电机,交流电动机,直流电动机,机械传动,液压无级传动,电主轴,主运动传动,支承形式指支承件的外形。,机床形式机床主运动执行件的状态。,卧式支承,立式支承,单臂式支承,龙门式支承,卧式,立式,支承形式,卧式机床,立式机床,卧式支承,“”,立式支承,“,|,”,单臂支承,“,”,龙,门,式,支,承,“”,1.5 主要技术参数确实定,机床主要技术参数,尺寸参数,运动参数,动力参数,定义：专机是依据特定零件而设计的，尺寸参数用来,表示机床加工范围的大小，是特定的。,尺寸参数,定义：机床运动执行件，如主轴、工作台或刀架的转速或,运动速度。,常用运动参数如下：,主运动,进给运动,辅助运动,旋转,运动,主轴转速,(r.p.m),转台或头架进给量,（,r.p.m,）,直线,运动,工作台或滑枕的双行程数,（,双行程数,/,min,）,工作台,或,刀架进给量,（,mm/min,）,工作台或刀架,的,快移速度,（,m/min,）,1.5.2,运动参数,主运动为旋转运动的机床,其运动参数是主轴转速，它同切削速度的关系是：,式中,v,切削速度,(m/min),；,n,主轴转速,(r.p.m),；,d,工件或刀具的直径,(mm),。,（,1.,1）,当专机是为某一特定工序而设计的，主轴只需一种固定的转速，不必变速。,当专机在特定工序上有几种工艺方法，如专机上要求钻孔、攻螺纹等，则要求主轴有多种转速，或专机的加工范围大些，则主轴需要进展分级变速。,1.nmax和nmin确实定,1调查和分析所设计机床可能进展的工序；,2选择要求最高与最低转速的典型工序；,3依据典型工序的切削速度和刀具或工件直,径来计算主轴的nmax、nmin和转速范围Rn。,式中，,d,max,或,d,min,并不是指机床上可能加工的最大或最小直径，而是指常用的经济的最大或最小加工直径。,计算公式,2.,主轴转速数列,主轴变速共有,Z,级，其中,n,1,=n,min,，,n,Z,=n,max,，各级转速分别为,n,1,、,n,2,、,n,3,、,、,n,j,、,n,j+1,、,、,n,Z,。,转速范围,公比,如数列中只有一个公比值,在主运动系统中，主轴转速承受等比级数排列；,在进给运动系统中，轴转速承受等差级数排列。,1.5.3 动力参数,动力参数包括电动机的功率、液压缸的牵引力等。,依据动力参数来设计计算各传动件。,1.6 专机功率确实定,定义：电动机功率、液压缸牵引力、液压马达或步进电机的,额定扭矩等。,电动机的功率,主运动,电动机功率,进给运动,电动机功率,快速移动,电动机功率,1.6.1 主运动驱动电动机功率确实定,1.,类比法,2.,实侧法,3.,计算法,粗略估算可用以下阅历公式,电动机额定功率为,1.6.2 进给运动电动机功率确实定,进给运动所消耗的功率很小，只有主传动的百分之几。,1.,进给运动与,主传动合用一台电动机，可略去不计；,2.如不,合用时,，应分别计算。,当进给运动和快速运动合用一台电动机时,由于快速移动所消耗的功率进给运动功率，所以电动机功率确定取决于快速移动功率。,