金屬切削機(jī)床系列型譜的制定通常是按照某類機(jī)床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),先確定一種用途最廣、需量較大的系列作為“基型系列”,在此系列基礎(chǔ)上,根據(jù)用戶的需求派生出若干種變型機(jī)床,形成“變型系列”?!盎拖盗小焙汀白冃拖盗小本蜆?gòu)成了機(jī)床的系列型譜。
每類通用機(jī)床都有它的主參數(shù)系列,而每一規(guī)格又有基型和變型,合稱為這類機(jī)床的系列和型譜。機(jī)床的主參數(shù)系列是系列型譜的縱向(按尺寸大小)發(fā)展,而同規(guī)格的各種變型機(jī)床則是系列型譜的橫向發(fā)展?!跋盗行妥V”也就是綜合地表明機(jī)床產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)的系列性與結(jié)構(gòu)相似性的表。
機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)與機(jī)床總體結(jié)構(gòu)的概略形狀與尺寸設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。
機(jī)床的主要參數(shù)包括機(jī)床的主參數(shù)和基本參數(shù),后者可包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)。機(jī)床主參數(shù)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),是機(jī)床設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn),并作為決定其他基本參數(shù)值和用戶選用機(jī)床的主要依據(jù)。主參數(shù)通常都以機(jī)床最大加工尺寸表示。只有在不適于用工件最大尺寸表示時(shí),才采用其他尺寸或物理量。
機(jī)床的尺寸參數(shù)是指機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù),通常包括:1)與工件主要尺寸有關(guān)的參數(shù);2)與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù);3)與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。其他尺寸參數(shù)一般根據(jù)主參數(shù)來確定。
運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件的有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù):主運(yùn)動(dòng)參數(shù)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)、輔助運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床,其主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速(r/min)。主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床,其主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是刀具每分鐘往復(fù)次數(shù)(次/min),或稱為雙行程數(shù);也可以是裝夾工件的工作臺(tái)的移動(dòng)速度。
通用機(jī)床要求主軸應(yīng)具有不同的轉(zhuǎn)速(即應(yīng)實(shí)現(xiàn)變速),故需確定主軸的變速范圍。按照所設(shè)計(jì)機(jī)床典型工序的切削速度和刀具(或工件)直徑, 計(jì)算出最低轉(zhuǎn)速nmin、最高轉(zhuǎn)速nmax及變速范圍rn。主軸的nmax和nmin確定后,如采用有級(jí)變速,還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù),以及變速范圍內(nèi)的各級(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。即
主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列呈等比級(jí)數(shù)規(guī)律分布,其主要原因是在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對(duì)損失均勻。在其他條件不變的情況下,轉(zhuǎn)速損失反映了生產(chǎn)率的損失。此外,按等比級(jí)數(shù)排列的主軸轉(zhuǎn)速,一般可借助于串聯(lián)若干滑移齒輪組來實(shí)現(xiàn),這樣可使變速傳動(dòng)系統(tǒng)簡單,并且設(shè)計(jì)計(jì)算也大為方便。
標(biāo)準(zhǔn)公比值的確定原則:1)公比應(yīng)為1<≤2;2)公比應(yīng)滿足,即;3)公比應(yīng)滿足,即。根據(jù)上述原則,我國機(jī)床專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比為:1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。
公比的選用原則:值小,則相對(duì)轉(zhuǎn)速損失小;但當(dāng)變速范圍rn一定時(shí),轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z將增多,致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
1)通用機(jī)床,一般取中等的公比,即=1.26或1.41;2)對(duì)于大批大量生產(chǎn)用的專門化機(jī)床和自動(dòng)化機(jī)床,取小公比,即=1.12或1.26;3)對(duì)于大型機(jī)床,取小公比,=1.26,1.12或1.06;4)對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床,取大公比,=1.58, 1.78或2。
變速范圍rn、公比和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z的關(guān)系:
動(dòng)力參數(shù)包括機(jī)床驅(qū)動(dòng)的各種電動(dòng)機(jī)的功率、液壓缸的牽引力、液壓馬達(dá)、伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。通常動(dòng)力參數(shù)可通過試驗(yàn)法、調(diào)查類比法(或經(jīng)驗(yàn)公式)或計(jì)算方法來確定。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率包括切削功率、空載功率和載荷附加功率三部分。