数控技术 第六章1.pptVIP

数控技术 6－1 数控机床的总体设计 6.1.1数控机床设计的基本要求 1.工艺范围 2.加工精度 机床本身的精度：空载条件下的精度，包括几何精度、运动精度、传动精度、定位精度 工作精度：加工精度 3.柔性 是指适应加工对象变化的能力，包括空间柔性和时间上的柔性。 空间柔性：功能柔性，在同一时期那，机床能够适应多品种小批量的加工，即机床的运动功能和刀具数多，工艺范围广，一台机床可具备几台机床的功能。 时间柔性：机构柔性，在不同时期，机床各部件经过重新组合，构成新的机床功能，即通过机床重构，改变功能，以适应产品更新变化快的要求。 3.开放性 是指机床与物流系统之间物料（工件、刀具、切屑等）交换的方便程度。 5.噪声 6－1 数控机床的总体设计 6.生产率和自动化 7.成本 8.生产周期 9.可靠性 是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 规定条件：使用条件、维护条件、环境条件和操作条件等。 规定时间：可以是某个预定时间，也可以是与时间有关的其他指标，如作用或重复次数、距离等。 规定功能：指产品应具有的技术指标，通常用概率表示能力，实现可靠性指标的量化。这样可以理解为规定条件下和规定时间内，产品不发生故障的数量与产品总数的比值。 10.机床宜人性设计 11.符合绿色工程的要求 在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计要素，使得产品从设计、制造、运输、使用到报废的整个生命周期中，对环境影响最少，资源效率最高。 6－1 数控机床的总体设计 6.1.2数控机床设计方法和理论 一、机床设计方法 创新设计：基型产品。包括分析式设计（试行设计）和创成式设计（解析式设计） 变型设计： 组合设计：组合机床 二、机床设计步骤 1.主要指标设计 （1）用途：机床的工艺范围，包括加工对象的材料、质量、形状尺寸。 （2）生产率：包括加工对象的种类、批量及所要求的生产率。 （3）性能指标：包括加工对象所要求的精度或机床的精度、刚度、热变形、噪声等性能指标。 （4）主要参数：即确定机床的主参数和基本参数。 （5）驱动方式：电机驱动、液压驱动。 （6）成本及生产周期 6－1 数控机床的总体设计 2.总体方案设计 （1）运动功能设计：包括机床所需运动的个数、形式（直线运动、回转运动）、功能（主运动、进给运动、其他运动）及排列顺序，最后画出机床的运动功能图。 （2）基本参数设计：包括尺寸参数、运动参数和动力参数设计。 （3）传动系统设计：包括传动方式、传动原理及传动系统图设计。 （4）总体布局设计：包括运动功能分配、总体布局结构形式及总体结构方案设计。 （5）控制系统设计：包括控制方式和控制原理、控制系统图设计。 3.总体方案综合评价与选择 4.总体方案的设计修改或优化 5.详细设计 （1）技术设计：包括确定结构原理方案、装配图设计、分析计算和优化。 （2）设工设计：施工设计包括零件图设计、商品化设计、编制技术文档等。 6.机床整机综合评价 6－1 数控机床的总体设计 三、机床设计的基本理论 1.精度 机床精度主要是指机床主要部件的形状、相互位置及相对运动的精度，包括几何精度、传动精度、定位精度及精度保持性等几个方面。各类机床安精度金额分为普通精度级、精密级和高精度级。大致比例1：0.4：0.25。在设计阶段主要从机床的精度分配、元件及材料选择等几方面来提高精度。 （1）几何精度 指机床在空载条件下，在不运动或运动速度较低时个主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。它主要取决于结构设计、制造和装配质量。 （2）运动精度 机床的主要部件在以工作状态的速度运动时的精度。它与机构设计及制造等因素有关。 （3）传动精度 机床传动系统个末端执行件之间相对运动的协调性和准确度。它由传动系统的设计、传动件的制造和装配精度等决定。 （4）定位精度 机床的定位部件运动到达规定位置的精度。机床构件和进给系统系统的精度、刚度以及动态特性，机床测量系统的精度都将影响机床的定位精度。 （5）工作精度 机床加工规定的试件所能达到的加工精度。 （6）精度保持性 在规定的工作期限内，保持机床所要求的精度。影响精度保持性的主要因素是磨损。 6－1 数控机床的总体设计 2.刚度 （1） 定义 机床系统抵抗变形的能力 K=F/y 式中 K—机床刚度，N/um； F—作用在机床上的载荷，N； y—在载荷作用下，机床或主要零、部件的变形，um。 按照性质不同，分静载荷和动载荷。 动载荷：不随时间变化或变化极为缓慢的力； 动载荷：随时间变化的力。 根据载荷不同分静刚度和动刚度，通常所说刚度指静刚度。 6－1 数控机床的总体设计 (2)整机刚度 机床是由许多构件结合而成，在载