1.4 机床设计需要考虑的问题

设计机床是一个复杂的系统工作，有许多细节问题需要考虑。就一般而言，设计一台机床主要考虑以下内容：

1）机床主要技术参数：首先确定机床主参数和其它基本参数。其中主参数要能够直接反应出机床的加工范围和特征，并且要能够以此计算出机床的其它参数。基本参数主要包括与所加工的工件尺寸相关的尺寸参数、与机床各部分结构相关的结构参数、与机床运动特性等有关的动力参数。

2）机床总体布局：首先机床总体布局必须满足加工目的设定的各项基本需求，例如加工精度、效率、机床加工范围等。其次机床的总体布局还需要满足一定的强度、刚度等。此外机床还应该具有易于安装、操作简便、排屑方便等特点。在满足上述要求的基础上，要尽量减小机床体积、重量，尽量使得机床美观大方。

3）机床传动系统：机床的传动系统有表面成型传动系统、辅助运动传动系统、分度运动传动系统、控制运动传动系统、校正运动传动系统等。机床传动系统由上述系统中的全部或者一部分组成，设计过程中通常先画出机床传动原理图再设计每一个具体的传动件。

4）机床其它辅助系统：主要包括润滑系统、冷却系统等。其中润滑是减小机床中各个相对运动的部件之间的摩擦力，降低摩擦损耗的重要措施。机床的切削过程中会产生大量的热量，切血液不但能够带走大部分切削热，降低切削区的温度还具有润滑作用，提高工件的加工质量。除了冷却与润滑之外，通常还要求冷却液具有一定的防锈和清洗的功能。

本次设计的内容是一台能够加工螺旋桨锥度孔内孔键槽的专用机床的整体设计，尤其是传动系统的设计。对我而言虽然是一个很大的挑战，但是同时也是一个提高自己的机会。本次设计将会按照上述设计机床需要考虑的主要内容进行分析，其中重点考虑机床的主要技术参数以及机床的传动系统。

第二章  机床工作原理

2.1 机床机构简图及工作原理

绘制机床机构运动简图如图2.1-1。对构件1施加转矩，构件1可带动2，构件3一起运动，构件2便可以倾斜至工件内孔角度。构件2安装在工件内孔中，构件4为刀具，可以沿着构件2上下运动，完成对工件的切削。构件2可以沿着构件1、构件3移动，实现进给。现将机床机构运动简图除构件4外部分进行机构分析如下：

 即机床自由度为1，因此在转动构件1时机床机构具有确定的运动。完成角度调节之后理由夹紧装置对构件1进行锁紧，此时只有构件2可以沿着构件1、构件3的移动以及构件4沿着构件2移动。利用相应的控制系统可以实现每完成一次切削，进行一次进给。               图2.1-1 机床机构简图        

构件1与锥度调节装置连接，刀具4的运动由主运动液压缸活塞杆带动，构件2的移动由进给液压缸提供动力。构件1为U型构件，构件1与机架之间的转动副由两根轴安装在机架上构成，构件2与构件1之间的移动副由凹凸导轨配合实现，构件2为主运动液压缸和刀排刚性连接而成，构件3为锥度辅助调节装置，防止构件2因为长度过长引起弯曲变形等。

2.2 机床工作流程  

工件在机床上定位完成后，调节锥度调节机构使得刀排与主运动液压缸倾斜至待加工工件内孔锥度，锁紧机构动作进行锁紧，以防止切削过程中在切削力的作用下导致角度出现变化。角度调节完成之后，液压缸活塞杆直接带动刀具做从上到下的切削运动，每完成一次切削快退至起始位置，然后由上下两个进给液压缸分别推动推动刀排上端和主运动液压缸下端进行一次进给，以便开始第二次切削。重复进行切削与进给的过程直至完成整个切削过程。