金属切削机床

传动链两端的元件称为（首）末端件，它可以是动力源或执行件。
按传动链的性质不同可分为：
①外联系传动链
传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如车削时电机与主轴间的传动链
②内联系传动链
传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链
※内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。
k1:润滑油粘度影响系数
N46时k1=1, N32时k1=0.8, N15时k1=0.75
k2:支承影响系数，两支承k2=8.5,三支承k2=10
N附：指加上切削载荷后所增加的传动件摩擦功率，它随切削功率的增加而增大
N附=N切/ηs-N切
ηs：主传动链的机械效率
因此，主运动电动机的功率：
N= N切+N空+N附= N切/ηs + N空
Z=㏒Rn/ ㏒φ+1
φ=z-1√Rn
⑹、进给运动参数的确定
进给量的表示：
mm/r工件或刀具每转的位移量
mm/双行程 每一往复的位移量
mm/min每分钟的位移量
进给可为无级调速
分级变速多为等差数列，如螺纹数列
如进给链为外链时，可采用等比数列以减少相对损失
3、动力参数的确定
动力参数包括：
电动机的功率
液压缸的牵引力
2）数控机床
3）加工中心
4）柔性制造单元
机床的技术参数及其结构尺寸系列
机床的技术参数是表示机床尺寸大小及加工能力的各种数据。
机床的技术参数包括：
主参数
第二主参数
主要工作部件的结构尺寸（如工作台面尺寸）
主要工作部件的移动行程范围
各种运动的速度范围和级数
电机功率
机床轮廓尺寸
主参数：
机床主参数Leabharlann 表示机床规格大小的一种参数，它直接反应出机床的加工能力的大小。
每两轴之间通过滑移齿轮变速
我们称之为:变速组或传动组
按先后顺序定义为: a b c
即: a变速组
b变速组
c变速组
此主传动系统可实现12级转速
为了更全面、更清楚地表示传动路线
我们引人转速图的概念：
ⅰ距离相等的竖线——轴
ⅱ距离相等的水平线——转速
ⅲ两轴之间的联线——传动副，其斜率代表
传动比的大小
说明：
竖线距离相等，不表示各轴实际中心距相同，只为图面清晰
注意：①切削速度可通过切削实验、查切削用量手册或通过调查确定
②切削速度主要与刀具和工件材料有关
③计算时不是把一切可能的vmax、dmin代入
nmax、nmin公式中, dmax、dmin为经济加工直径
即：dmax=kD
D:最大加工直径
k：修正系数 调查确定 车：k=0.5钻：k=1
Rd：直径变化范围
1.78=1.0610
2=1.0612
标准数列：
表7-1给出了以1.06为公比的从1~10000
的等比数列
此表不仅可用于转速数列和进给量
亦可用于机床尺寸和功率参数数列
⑷选用标准公比的一般原则
在转速范围一定的情况下（Rn一定）
公比越小，级数越多，结构越复杂
公比越大，相对转速损失A越大
所以，对生产率要求高的普通机床，减少A是主要的，一般取1.26或1.41
（2）执行件机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，如主轴、刀架、工作台等。
（3）传动件把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由—个执行件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等
2.机床的传动联系
把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系，称其为传动链。
ua2=30:42=1/φ
ua3=36/36=1/1=1
级比：(同组内相邻传动比之比)
ua1:ua2:ua3=1/φ2: 1/φ:1 = 1:φ:φ2
将级比的幂用x表示，x称为级比指数
则：1:φx0:φ2x0
此时x0=1
级比指数x的意义：表示在转速图上相邻传动比相距的格数（φ倍）
a变速组得到的三级转速是连续的等比数列，它通过b组、c组使主轴得到n1-n3、n4-n6、n7-n9、n10-n12四段等比数列且连续
（二）基本参数
1、尺寸参数：根据工艺范围确定
如：最大加工直径、最大工件长度、工作台尺寸、最大跨距等
2、运动参数
主运动是回转运动的机床以转速n (r/min)衡量
主运动为直线运动的机床以 双行程/min衡量
回转运动的机床主运动是主轴转速
n=1000v/πd (2-1)
n---转速(r/min)
V—切削速度(m/min)
Rd= dmin/dmax=0.20-0.25
在确定nmax和nmin后，在变速范围内可采用无级变速和分级变速。
分级变速需确定转速级数Z
无级变速有时也需用分级变速机构来扩大其调速范围
⑵、分级变速时的主轴转速数列
分级变速时主轴的转速数列通常采用等比数列
即：n1= nminn2=n1·φnz=n1·φz-1
所以a组称为基本组
（2）第二变速组（b组）
ub1=22/62=1/2.82=1/φ3
ub2=42/42=1/1
级比：1/φ3:1= 1 :φ3
级比指数：x1=3
此二传动副使Ⅲ轴得到6种连续等比数列，第一次扩大了变速范围
称为：第一扩大组
x1=3表示相邻传动比相距3格
（3）第三变速组(c)组
uc1=18/72=1/4=1/φ4
母线和导线统称为形成表面的发生线
母线和导线可以互换的表面称为：可逆表面
发生线的形成方法：轨迹法，成形法，展成法，相切法
（二）表面成形的运动
形成发生线所需的运动—成形运动
按组成情况不同，可分为:
简单成形运动：一个成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的。
复合成形运动：一个成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。
传动链中通常包括两类传动机构
1.定比传动机构
传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等
2.换置机构
根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。
1）传动原理图
为了便于研究机床的传动原理,用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。
1）普通精度机床
2）精密机床( M )
3）高精度机床( G )
（5）按机床的主要工作部件数目精度分类
1）单刀机床
2）多刀机床
3）单轴机床
4）多轴机床
（6）按机床的重量和尺寸分类
1）仪表机床
2）中型机床
3）大型机床
4）重型机床 （30T）
5）超大型机床 （100T）
（7）按加工过程的控制方式分类
1）普通机床
uc2=60/30=2/1=φ2/1
级比：uc1:uc2= 1/φ4:φ2/1=1 :φ6
级比指数：x2=6
此二传动副使Ⅳ轴得到12种连续等比数列，在第一次扩大基础上第二次扩大了变速范围
其基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，形成工件表面的几何形状、尺寸，并达到其精度和表面质量要求。
机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数，基本参数可包括尺寸参数、运动参数和动力参数。
（一）主参数
通用机床：系列设计确定
专用机床：被加工零件的加工表面确定
首件：电机，末件主轴
B连中间写出传动线路表达式：
B.进给运动分析:连中间，写出传动结构式：
CA6140车床共有64种纵向、横向进给量，分别由4种类型的传动路线来实现。即：
正常进给量（32级）
较大进给量（8级）
加大进给量（16级）
细进给量（8级）
螺纹进给传动链：
运动关系：
主轴转一转，刀具均匀移动一个导程
允许短时间超载1.8-2.2倍
快速移动时间短
所以，可按N空=N1+N2的计算结果选
电动机
传动系统组成：
传动链——包括外链和内链
外链：保证传递的速度(V)和功率(N)
内链：保证传动精度
传动链中必须有一条外链
外链中分为 ：分级变速和无级变速
一、传动系统的转速图
例:某中型车床的主传动系统：
传动系统内有5根轴
i：从主轴到丝杠之间的总传动比
t丝：丝杠螺距。t丝=12mm
S：被加工螺纹导程。
公制螺纹：
化简：
经上述路线可加工20种标准螺距的螺纹，最大螺距：12mm。
经扩大导程机构，将螺距扩大4或16倍，最终获得44种螺距的螺纹。可加工的最大螺距为192mm。
金属切削机床的基本功能是：
提供切削加工所必须的运动和动力。
d ---工件（或刀具）直径 （mm)
通用机床为适应多种零件加工，主轴需要变速。因此需要确定变速范围，即最高与最低转速。
⑴、最高( nmax)和最低( nmin)转速的确定
根据（2-1）可知：
nmax=1000vmax/π· dmin
nmin=1000vmin/π· dmax
变速范围Rn
Rn=nmax/nmin
注意：
并不表达实际传动
机构的种类和数量
2）传动系统图
表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。
※只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置
CA6140传动系统分析：
1主运动分析：
抓两端连中间