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摘要：从机床总体设计展开研究，包含确定机床的主要参数、确定机床的总体方案、生产图设计、地基图设计、文件编制等内容，阐述了有关机床总体设计的整个流程，并对各流程做了具体分析，提出了设计方法和注意事项。
关键词：机床设计;机床总体设计;进给系统设计
一、前言
机床是工业母机，国家生产建设的各行各业都无法离开机床，机床的设计、制造水平标致着一个国家整体的工业实力。本文针对机床的总体设计进行探讨，希望对同行业发展有所裨益。
二、机床总体设计的方法
1、 确定机床主要参数
1.1根据市场调研确定
自主研发作为技术储备的机床产品，确定机床类型后，在机床设计前期，应做市场调研，了解同类型产品的适用范围、国内外技术水平、发展方向及主要优缺点，还有最重要的基本参数，根据自身情况，选定机床的基本参数，展开设计。基本参数包括机床的规格参数，如主轴直径、工作台尺寸、工件回转直径等，它是表示机床规格大小的参数，另外，机床主轴转速、扭矩、各轴进给速度、各轴行程、机床精度等也是重要参数。
1.2根据用户订单要求确定
用户有订购機床的意向后，通常会先和相关机床厂家做技术交流，经过多次的协商，确定所需产品的规格、功能和参数，并形成招标文件，招标文件中详细规定了机床的各种参数，如果机床厂家参与投标，就应该严格按照招标文件中规定的参数准备技术协议，如果中标，按照技术协议进行设计。
2、 机床整体方案设计
根据机床的主参数，设计机床的整体机构，初步确定各进给轴行程、大型零件的尺寸、机床的外形。
2.1主运动设计
机床的主运动是形成机床切削速度或消耗动力最大的工作运动，如铣削机床的主运动是刀具的旋转，车削机床的主运动是工件的旋转，主运动直接参与零件切削，与加工精度、加工速度密切相关。根据已经确定好的机床主运动参数如转速、扭矩、功率、往复次数等，进行主运动的设计。通过计算，合理选择主电机，确定主轴箱传动结构，设计主轴轴承布置情况，完善轴承的润滑结构设计，确保主运动的性能能够满足使用要求。
2.2进给系统设计
机床进给运动是使工件的多余材料不断被去除的工作运动，如铣削机床刀具的前后、纵横、升降运动，车削机床的刀具移动，刨削机床的刨刀横向间歇移动等。进给系统的主要参数有进给速度、快进速度、行程、最小进给量等，其结构多为动力源通过减速机构驱动执行元件组成，如图1所示。也有动力源同时也是执行元件的情况，如力矩电机、直线电机驱动等，由于没有减速机构参与传动，动力源即为执行元件，传动精度非常高。根据机床主要参数确定合理的进给传动方式，如滚珠丝杠传动适用于行程不大的情况;齿轮齿条传动适合于大行程的情况，长度可以无限延长;油缸驱动适合于需要极大进给力的情况。
2.3辅助系统设计，
辅助系统包括系统冷却系统、排屑系统、刀库、附件、机床防护罩等，完善的辅助系统，可以使机床的功能更加完善，操作更加便捷，降低操作人员的劳动强度。
2.4控制系统设计
机械结构是机床的躯体，控制系统可以说是机床的灵魂。控制系统可以实现机床的自动化、智能化，是机床的重要组成部分。
2.4.1电气系统设计
选择适合的数控系统，编制PLC控制程序，驱动电机，实现机床的各项功能指标。
2.4.2液压系统设计
液压系统通常包括液压站、阀组、油缸、液压马达等元件，可以控制机床需要液压来完成的各种动作，如主轴的松、夹刀、主轴箱变档、静压导轨驱动、滑枕的平衡等。
3、 生产图设计
以上步骤完成后，可以进行生产图的具体设计。机床应根据各部分功能不同分成几个部分进行设计，如金属切削机床，可以分为床身、立柱、主轴箱、工作台、液压、电气等部分。根据机床的精度要求，合理选择零件的精度。零件结构应尽量简单，尽量采用通用零件、标准零件，功能相似或相近的零件应设计成同一零件。零件设计时应考虑安装方式、吊装方式是否可行，以免在实际生产中出现问题。针对整机及关键零件，应进行必要的动力学分析，随着有限元分析的发展应用，机床动力学分析更加普及、简单、直观。
4、 地基设计
地基是机床必不可少的组成部分，大型机床应设计出地基的具体结构，一些小型、轻型可整体吊运的机床也应该给出对安装基础的详细要求。设计基础时应该考虑机床在用户车间安装的可行性，如厂房高度、吊车荷载等问题，提前与用户沟通，做好设计工作。
5、 文件编制
机床应该带有《使用说明书》、《维修手册》等文件，文件应详实、准确，便于对用户的机床操作、保养等工作进行指导。
三、结语
机床总体设计是一个系统的工程，采用合理的设计方法和先进的设计软件，有助于提高机床的设计质量，使机床结构更加合理，功能更加丰富。
参考文献
[1] 戴曙. 金属切削机床[M]. 机械工业出版社， 2016.
[2] 许晓旸. 专用机床设备设计[M]. 重庆大学出版社， 2003.
关键词：机床设计;机床总体设计;进给系统设计
一、前言
机床是工业母机，国家生产建设的各行各业都无法离开机床，机床的设计、制造水平标致着一个国家整体的工业实力。本文针对机床的总体设计进行探讨，希望对同行业发展有所裨益。
二、机床总体设计的方法
1、 确定机床主要参数
1.1根据市场调研确定
自主研发作为技术储备的机床产品，确定机床类型后，在机床设计前期，应做市场调研，了解同类型产品的适用范围、国内外技术水平、发展方向及主要优缺点，还有最重要的基本参数，根据自身情况，选定机床的基本参数，展开设计。基本参数包括机床的规格参数，如主轴直径、工作台尺寸、工件回转直径等，它是表示机床规格大小的参数，另外，机床主轴转速、扭矩、各轴进给速度、各轴行程、机床精度等也是重要参数。
1.2根据用户订单要求确定
用户有订购機床的意向后，通常会先和相关机床厂家做技术交流，经过多次的协商，确定所需产品的规格、功能和参数，并形成招标文件，招标文件中详细规定了机床的各种参数，如果机床厂家参与投标，就应该严格按照招标文件中规定的参数准备技术协议，如果中标，按照技术协议进行设计。
2、 机床整体方案设计
根据机床的主参数，设计机床的整体机构，初步确定各进给轴行程、大型零件的尺寸、机床的外形。
2.1主运动设计
机床的主运动是形成机床切削速度或消耗动力最大的工作运动，如铣削机床的主运动是刀具的旋转，车削机床的主运动是工件的旋转，主运动直接参与零件切削，与加工精度、加工速度密切相关。根据已经确定好的机床主运动参数如转速、扭矩、功率、往复次数等，进行主运动的设计。通过计算，合理选择主电机，确定主轴箱传动结构，设计主轴轴承布置情况，完善轴承的润滑结构设计，确保主运动的性能能够满足使用要求。
2.2进给系统设计
机床进给运动是使工件的多余材料不断被去除的工作运动，如铣削机床刀具的前后、纵横、升降运动，车削机床的刀具移动，刨削机床的刨刀横向间歇移动等。进给系统的主要参数有进给速度、快进速度、行程、最小进给量等，其结构多为动力源通过减速机构驱动执行元件组成，如图1所示。也有动力源同时也是执行元件的情况，如力矩电机、直线电机驱动等，由于没有减速机构参与传动，动力源即为执行元件，传动精度非常高。根据机床主要参数确定合理的进给传动方式，如滚珠丝杠传动适用于行程不大的情况;齿轮齿条传动适合于大行程的情况，长度可以无限延长;油缸驱动适合于需要极大进给力的情况。
2.3辅助系统设计，
辅助系统包括系统冷却系统、排屑系统、刀库、附件、机床防护罩等，完善的辅助系统，可以使机床的功能更加完善，操作更加便捷，降低操作人员的劳动强度。
2.4控制系统设计
机械结构是机床的躯体，控制系统可以说是机床的灵魂。控制系统可以实现机床的自动化、智能化，是机床的重要组成部分。
2.4.1电气系统设计
选择适合的数控系统，编制PLC控制程序，驱动电机，实现机床的各项功能指标。
2.4.2液压系统设计
液压系统通常包括液压站、阀组、油缸、液压马达等元件，可以控制机床需要液压来完成的各种动作，如主轴的松、夹刀、主轴箱变档、静压导轨驱动、滑枕的平衡等。
3、 生产图设计
以上步骤完成后，可以进行生产图的具体设计。机床应根据各部分功能不同分成几个部分进行设计，如金属切削机床，可以分为床身、立柱、主轴箱、工作台、液压、电气等部分。根据机床的精度要求，合理选择零件的精度。零件结构应尽量简单，尽量采用通用零件、标准零件，功能相似或相近的零件应设计成同一零件。零件设计时应考虑安装方式、吊装方式是否可行，以免在实际生产中出现问题。针对整机及关键零件，应进行必要的动力学分析，随着有限元分析的发展应用，机床动力学分析更加普及、简单、直观。
4、 地基设计
地基是机床必不可少的组成部分，大型机床应设计出地基的具体结构，一些小型、轻型可整体吊运的机床也应该给出对安装基础的详细要求。设计基础时应该考虑机床在用户车间安装的可行性，如厂房高度、吊车荷载等问题，提前与用户沟通，做好设计工作。
5、 文件编制
机床应该带有《使用说明书》、《维修手册》等文件，文件应详实、准确，便于对用户的机床操作、保养等工作进行指导。
三、结语
机床总体设计是一个系统的工程，采用合理的设计方法和先进的设计软件，有助于提高机床的设计质量，使机床结构更加合理，功能更加丰富。
参考文献
[1] 戴曙. 金属切削机床[M]. 机械工业出版社， 2016.
[2] 许晓旸. 专用机床设备设计[M]. 重庆大学出版社， 2003.