第二章数控机床的总体设计总体设计的任务：技术参数设计；总体布局设计§2-1数控机床的主要参数确定一、尺寸参数1、主参数2、第二主参数3、其他一些尺寸参数(结构参数)3、其他一些尺寸参数(结构参数)确定尺寸参数的方法有三种：二、运动参数1、主运动参数②主运动是直线运动的机床，主运动参数是每分钟的往复次数（次/分）。例：插床、刨床。1)最低nmin和最高nmax转速的确定确定的方法是实际调查和比较同类型机床，并考虑技术储备再通过分析研究加以确定。确定最低与最高转速时应注意：在确定nmin和nmax中要防止两种偏向：例:φ400mm中型普通车床nmax和nmin的确定dmin、dmax的推荐值2）主轴转速的合理排列方式等比数列的优点等比数列的优点②简化了主传动系统的设计。3）标准公比和标准数列标准公比的值标准公比的值以上是标准公比值所遵循的三条原则。同时满足三条原则的公比：1.06、1.12、1.26（计算用1.25）满足其中两条原则的公比:1.41、1.58、2以1.06为公比的从1～10000的数值当采用标准公比后，转速数列可从表7—1中直接查出。变速范围R、公比φ、转速级数z的关系变速范围一定时，公比值越小，转速级数Z越多，传动系统结构越复杂，但相对速度损失、生产率损失也越小。反之，公比增大，级数Z越少，传动系统结构越简单，但最大相对速度损失增大。对于一般生产率要求较高的普通机床，为使转速损失不大，机床结构又不过于复杂，所以公比φ取得较小，如1.26或1.41等，。对于非自动化小型机床，公比应取大一些。因在这些机床上，辅助时间较多，而切削加工时间所占的比例不大，转速损失的影响不很显著。公比大可以简化构造一般取=1.58、1.78或2。2、进给运动参数三、动力参数1、主运动功率的确定P切：进行切削加工时消耗切削功率。与刀具材料、工件材料和所选用的切削用量的大小有关。P空：机床主运动空转时（P切=0），消耗的功率损失。其主要影响因素是：各传动件在空转时摩擦损耗，搅油，空气阻力以及因加工，装配误差而增加的摩擦等。P机：切削时传动机件的机械摩擦损失功率。与传动机件的机械效率有关。切削功率越大，这部分损失也越大。η机:主传动链总机械效率。表7-2中型机床的主传动空载功率可用下列经验公式计算可以近似地认为主传动的空载功率与各动轴的转速之和成正比，这就是空载功率试验的原理。见表7-4例:CA6140P空=2.1-2.3kwP主=7.5kw2）当主传动结构尚未确定，可用下式初步估算：P主=P切／η机主运动为回转运动：η机=0.7-0.85。主运动为直线运动：η机=0.6-0.7。结构简单取大值，反之取小值。2、进给运动功率的确定2、进给运动功率的确定2、进给运动功率的确定§2-2数控机床的总体布局一、影响数控机床总体布局的工艺因素(一)表面形成方法对总体布局的影响加工不同形状的工件，需要不同的加工方法，从而设计不同型式的机床来完成。1.加工方法的选择：若采用车削，则主运动速度很高，其它几个坐标的进给速度要与车削速度维持一定联系，进给驱动伺服系统的跟踪速度就要很快，目前不易解决。若采用磨削，磨削面积很大，砂轮磨损无一定规律，补偿较复杂；另外频繁地更换砂轮对生产也不利。铣削加工方式设想铣刀为针状，则只需给定三个直线坐标运动，即可描绘出空间曲面。一般用球头铣刀加工。需要补偿调整，使程序编制趋于复杂；生产率较低，表面粗糙度高；刀具制造和刃磨均不方便。若用端铣刀加工，生产率较高，表面粗糙度也较低；需增加两个摆角坐标，以保证铣刀轴线处处与被加工表面的法线重合，故机床必须具备五个坐标运动。在切削凹面过程中，铣刀刀尖旋转平面不得超出被加工平面曲率半径的二倍，以免发生干涉。2.主进给和工件安装位置的选择主进给运动，应是获得轮廓线型的主要运动有两种可能性：1)采用回转运动S为主进给运动与叶片图纸标注方法一致(采用圆柱坐标)，不用坐标换算，程序编制较方便。2)直线运动X、Y为主进给运动，由两个直角坐标运动合成圆弧要做繁琐的坐标换算；进给速度的控制较复杂。空间任意曲面在机床上安装位置，应与图纸标注位置一致，否则，曲面上所有点的坐标均应换算。(二)工序集中尽可能使运动分散些，以便于扩大工艺可能性。二、运动的分配与相应的部件布置运动分配决定了部件的布置。与下列因素有关：运动数目：决定于工件表面的形成运动运动性质被加工表面的部位结构因素使用要求工艺因素对运动分配的影响：定位面已定，一次安装完成全部加工。加工水轮机叶片，在采用端铣刀加工情况下，机床必须具备五个同时可控的坐标运动。在布局时遵循的原则是：获得较好的加工精度，较低的表面粗糙度和较高的生产率；转动坐标的摆动中心到刀具端面