3 机床部件设计选型
3.1通用部件简介
3.1.1组合机床通用部件规格、型号及其配套表
表3-1通用部件配套表
部件名称 标准号 名 义 尺 寸 （mm） 200 HY20A JB1521-75 机械滑台 齿轮传动的动力箱 侧底座 立柱 立柱底座 铣削头 镗削头 钻削头 JB1523-75 JB1525-75 JB1526-75 JB1527-75 JB1530-75 JB1531-75 JB1532-75 HY20B HJ20A HJ20B X X X X TX20A TX20B TA20 TZ20 250 HY25A HY25B HJ25A HJ25B TD25 CC25 CL25A CL25B CD25 TX25A TX25B TA25 TZ25 TC25A TC25B 320 HY32A HY32B HJ32A HJ32B TD32 CC32 CL32A CL32B CD32 TX32A TX32B TA32 TZ32 TC32A TC32B 400 HY40A HY40B HJ40A HJ40B TD40 CC40 CL40A CL40B CD40 TX40A TX40B TA40 TZ40 TC40A TC40B 500 HY50A HY50B HJ50A HJ50B TD50 CC50 CL50A CL50B CD50 TX50A TX50B TA50 TZ50 TC50A TC50B 630 HY63A HY63B HJ63A HJ63B TD63 CC63 CL63A CL63B CD63 TX63A TX63B TA63 TZ63 TC63A TC63B 液压滑台 液压镗孔车端面头 JB1533-75 ---- 注：1.表中“x” 表示标准中无此规格，“----”表示尚未设计。
2. 铣削头与大一规格的滑台配套使用，其他部件均为同一规格配套使用。 3.立柱型号中带“A”的用于配置液压滑台，带“B”的用于配置机械滑台。
3.2通用部件计算选型
3.2.1切削用量选择
在铣床上（或者加工中心等机床上）用铣刀进行切削的过程称为铣削。铣削是一种应用非常广泛的切削加工方法。它可以对许多不同形状的表面进行粗加工和半精加工，其加
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论文）
工精度一般为 IT9～IT8，表面粗糙度为Ra=6.3～1.6μm。由于铣刀多为多齿刀具，所以具有较高的生产率。本机床是设计用来铣削直齿圆柱齿轮的齿廓面的，其所使用的刀具为指形铣刀，与常规的盘形齿轮铣刀切削方式类似，故在计算铣削力和铣削功率方面采用了下面所引用的方法。 (1) 铣削要素
铣削时调整机床的参量称为铣削用量要素，如图3-1示。
图3-1 铣削用量要素
铣削速度vc铣削速度为铣刀主运动的线速度（单位为m/min）,可用公式计算：
d0n? 1000式中 d0-------铣刀直径，mm;
vc?n -------铣刀转速，r/min.
进刀量 进刀量是铣刀与工件在进给运动方向上的相对运动位移量。它有进给速度（vf），每进给量（f），每齿进给量（fz）等三种表示方式：
进给速度vt单位时间内工件与铣刀的相对位移，单位为mm/min. 每进给量f 铣刀每转一转时，工件与铣刀的相对位移，单位为mm/r。 每齿进给量fz 铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀的相对位移，单位为mm/z 通常铣床铭牌上只列出进给速度，因此首先应根据具体加工条件选择fz,然后计算出
vf，并按铭牌上实有的vf调整机床。三种进给量的关系为
vf?f?n?fz?z?n
式中z------铣刀齿数。
背吃刀量ap背吃刀量指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀刃量。它是平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。
侧吃刀量ae 侧吃刀量平行于工作平面并垂直于切削刃基点的进给运动方向上测量的
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吃刀量，即垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。
切削层横截面积ADav 铣刀每个切削齿的切削层公称横截面积AD?hDbD。铣刀的总切削层横截面积应为同时参加切削的刀齿切削层面积之和。但是由于切削时切削厚度、切削宽度和同时工作的齿数均随时间变化而变化，所以总切削面积也随时间而变化，从而计算较为复杂。为了简化计算，常采用平均切削总面积ADav这一参数，其计算公式如下：
ADavQaeapvfaeapfzz ???vc?d0n?d0式中 ADav----平均切削面积，mm2
Q-------材料切除率，mm3/min
切削力一般只计算切削力Fc，然后算出其他力的大小。计算切削力Fc的实验公式很多，但大多较烦琐，现介绍一种简便实用的公式如下：
FC?ADavHBS 式中：
ADav---多刃刀具切削面积的平均值，mm2； HBS ---被加工材料的布氏硬度。
式中算出切削力FC为铣刀ze个同时工作刀齿切削力的平均值，铣刀的总切削力FC?应为FC与ze的乘积，即
FC??Fcze
从式中可直接看出，工件材料的硬度很高，切削力很大。还可通过切削面积间接得知，切削时的背吃刀量ap和进给量fz的增大，都会导致切削力FC的增大，但是对fz的影响要比ap对FC影响小。这一点与车削时是相同的。所以在生产中常在切削面积一定的条件下，选用较小的背吃刀量和较大的进给量，以减小切削变形和振动，从而减小铣削力和铣削功率。
基于以上原理，在粗铣平面时，常采用阶梯形面铣刀，使到齿在颈向和轴向呈阶梯形分布，以减小ap，增大fz。
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论文）
3.2.2电机功率计算
铣削功率的计算：
铣削时消耗的功率PC（单位为KW）其计算方法与车削相同。即按总切削力FC?和主运动的切削速度vc来计算：
PC?Fc?vc
60?1000
式中 FC?的单位N，vc单位为m/min。
根据实际情况，进给运动所消耗的功率Pf一般为0.15Pc左右，所以总的铣削功率Pm为：Pm?Pc?Pf?1.15Pc 机床的电动功率PE应为PE=PE/? 式中：
?---机床效率，一般?=0.70~0.85。
本组合铣床铣削功率计算如下：
所需铣削加工的齿的最大模数m=40mm， 铣削加工时刀具进给速度fZ=1.3mm/r， 指状铣刀转速n=75r/min。
vc??d0n1000?????m?n1000?????40?751000?30mmin
ADavQaeapvfaeapfzz???vc?d0n?d00.5?m?2.25m?fZ?n?????m?n0.5???40?2.25?40?1.3?75?????40?75?18.62mm2FC?ADavHBS?18.62?300 ?5.586N第 14 页 共 29 页
说明：由于目前所需要加工的工件的硬度一般为HB207～262，故本计算中取HBS为300，这也是为了以后可以对机床加工能力进行一定的扩展。
FC??Fcze?5.586N
PC?
Fc?vc60?10005.586?30? 60?1000?2.8KW?3.3KW
Pm?Pc?Pf?1.15Pc为了保证机床的足够动力、载荷承受及其购买价格等要素，选用功率5.5KW的主轴电机。
3.3组合机床部件选型
3.3.1铣削头的选择
*1TX系列铣削头 GB 3668.9-83
本系列铣削头用于钢、铸铁及有色金属零件的平面铣削和铣槽及铣扁工艺。普通级精度的铣削头用于粗铣，采用密齿端铣刀可以进行大走刀强力铣削；高精度级(G)铣削头用于高效高精度铣削，最大进给速度可达2500mm/min，最高加工精度：平面度0.01-0.03/1000,表面粗糙度为≤
。
本铣头分为：I型(手动移动和夹紧滑套)，II型(带液压自动让刀机构)。 铣削头配有四种传动装置：皮带传动装置，主轴转速较高，用于有色金 属的加工；尾置式传动装置，主要用于立式配置型式；手柄变速传动装置， 用于要求经常改变切削速度的场合；顶置式传动装置，应用范围较广。
表3-2主要技术性能及配套关系
传动装型号 置 型号 1TX20 1TX20G 功率主轴转速(r.p.m) 套筒调主轴端号 刀盘直径(mm) (mm) (kw) 低速组(A型) 高速组(B型) 整(mm) I型：INGe20 1.1 II型：125-630 200-1000 63 40 (Φ88.882) 80-200 第 15 页 共 25 页