现代制造装备及其自动化第2章金属切削机床总体设计

详细设计
机床整机综合评价
满足设计要 求
结束设计
2.1 机床型号编制和系列型谱的制定 一、金属切削机床的分类
按加工方式分： 12大类
车 钻 镗 磨 齿轮加 床 床 床 床 工机床 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 其它 工机床 床 床 床 机床 机床 机床
按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床 按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度 按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床 按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床
二、金属切削机床型号的编制
按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定
（一）通用机床型号
例：
C A 6 1 40
机床类别代号（车床类） 机床特性代号（结构特性） 机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床系别代号（卧式车床系） 机床主参数代号（最大车削直径400mm）
1.机床的类别代号
类 车 钻 镗 别 床 床 床
组合机床及自动线分类代号
分 类 代 U 号 大型组合机床
小型组合机床
自换刀数控组合机床 大型组合机床自动线 小型组合机床自动线
H
K UX HX
自换刀数控自动线
KX
2.2 机床的运动功能设计
基本方法 ： 表面 — 运动Fra bibliotek— 传动（一）工件表面的形成方法
零件上的常见表面： 1. 圆柱面 2. 圆锥面 3. 平面 直线（母线）、圆（导线） 直线（母线）、圆（导线） 直线或圆 、直线（导线）
代 C Z T M 号 磨床 2 M 3 M
齿轮加 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 工机床 工机床 床 床 床 机床 机床
Y 牙 S 丝 X B L D 电 G 割

W /C f •ZfXfB aC p/T
不同的运动分配方式对应不同的 结构布局形式
把直线运动分配给砂轮
2.2 金属切削机床设计的基本理论
（二） 精度 • 1、几何精度——机床在空载条件下，在不运动或运动速度较低 时机床主要独立部件的形状（直线度、平面度）、相互位置（平 行度、垂直度、重合度、等距度、角度）、旋转（径向圆跳动、 周期性轴向窜动、端面圆跳动）和相对运动位移精确程度。
• 4、定位精度——机床的定位部件运动到达规定位置的精度。 • 重复定位精度——机床运动部件在相同条件下，用相同的方法重
复定位时位置的一致程度。 • 5、工件精度——加工规定的试件，用试件的加工精度标识机床
的工作精度。 • 6、精度保持性——在规定的工作期间内，保持机床所要求的精
度，称之为精度保持性。
2.1 概述
2.1.1 机床设计应满足的基本要求
• 1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力， 包括加工作业功能（能干什么）和加工作业空间（尺寸范围）。
• a)通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床 上可以满足较多的加工需要，适用于单件小批生 产。
• b)专用机床是为特定零件的特定工序而设计的， 自动化程度和生产率都较高，但它的加工范围很 窄。
目录
第一章 机械制造及装备设计方法 第二章 金属切削机床设计 第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计 第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
第二章 金属切削机床设计
第一节 概述 第二节 金属切削机床设计的基本理论 第三节 金属切削机床总体设计 第四节 主传动系设计 第五节 进给传动系设计 第六节 机床控制系统设计
主轴箱温升引起 的综合变形

第2章 数控机床总体设计
2.1数控机床设计的基本要求 2.1.1 工艺范围
数控机床的工艺范围是指该机床适应不同生产 要求的能力。 机床的功能设置可根据被加工对象的批量来选 择。 通用数控机床通过增设一些附件扩大数控机床 的工艺范围
2.1数控机床设计的基本要求
2．1．2加工精度
机床精度分为机床本身的精度和工作精度（加 工精度）
2.2.1.2数控机床设计的基本方法 概述
机械制造业中，多品种、小批量生产的 需求日益增长，出现了与之相适应的 FMS等先进制造系统。
数控机床是FMS的核心装备 以单机为主的机床设计 →以系统为主的机床设
计
单机为主的机床设计：仅考虑完成自身主要加 工能力的技术指标设计
以系统为主的机床设计：在完成上述功能外， 还考虑与制造系统其他环节的交互。
重复定位精度：机床的定位部件重复运 动到达同一规定位置的精度情况
2.2.1.1数控机床设计的基本理 论
（5）精度保持性 在规定的工作其间内，保持机床所要求
的精度，称之为精度保持性。 影响精度保持性的主要因素包括磨损、
使用环境等。
2.2.1.1数控机床设计的基本理 论
（6）工作精度 有时，我们用机床加工规定的试件所能
机床系列设计中： 其基型产品属创新设计类型，其他属变
型设计类型。组合机床属组合设计类型。
2.2.1.2数控机床设计的基本方法 概述
数控技术的发展与应用对机床设计的影 响：
数控机床的传动与结构发生了重大变化。 （1）主轴加工类型及范围的变化：
主轴系统及刀库结构及布局 （2）伺服驱动系统的变化；
可以直接驱动单轴运动及多轴联动，从而 可以省去复杂的机械传动系统设计，使其结构

金属切削机床总体设计
首先，结构设计是金属切削机床总体设计的关键部分。

机床的结构应
该具有足够的刚性和稳定性，以确保切削过程中的稳定性和精度。

结构设
计还应考虑机床的组装和拆卸，以便于维护和保养。

其次，动力系统设计是金属切削机床总体设计的重要组成部分。

动力
系统包括主轴、主轴驱动装置和进给装置等。

主轴的设计应考虑到高速运
转和高切削力的要求，并具备必要的刚性和散热性能。

主轴驱动装置提供
动力源，通常采用电机或液压系统。

进给装置负责将工件和刀具相对运动，通常采用导轨滑块和螺旋传动等。

控制系统设计是金属切削机床总体设计的关键环节。

根据加工要求和
切削过程的特点，控制系统应具备高精度、稳定性好和响应速度快的特点。

常用的控制系统包括数控系统和伺服系统，可以实现自动化和精确的加工
操作。

总之，金属切削机床总体设计应考虑结构、动力、控制和安全等方面
的要求。

通过合理的设计，可以提高机床的切削性能和加工效率，满足不
同金属材料的加工需求。