精密机械车床加工模拟习题及答案资料Word格式.docx
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∴B2021A表示最大刨削宽度2100mm，经过第一次重大改进的龙门刨床
⑹Z3040×
16
Z——类代号：
钻床30——组系代号：
摇臂钻床
40——第一主参数：
最大钻孔直径为40mm16——第二主参数：
最大跨距为1600mm
∴Z3040×
16表示最大钻孔直径为40mm、最大跨距为1600mm的摇臂钻床
⑺L6120
L——类代号：
拉床61——组系代号：
卧式内拉床
20——第一主参数：
额定拉力为200kN
∴L6120表示额定拉力为200kN的卧式内拉床
2-2什么叫生成线？
形成生成线的方法及所需的成形运动？
答：
母线和导线统称为生成线，形成生成线的方法有4种：
⑴轨迹法：
刀刃为切削点，它按照一定的规律作轨迹运动；
形成生成线只需一个独立的成形运动。
⑵成形法：
刀刃为切削线，其形状与发生线形状完全相同；
形成生成线不需专门的成形运动。
⑶相切法：
刀刃为切削点，该点为旋转刀具上的点，刀具旋转中心按一定规律作轨迹运动，切削点运动轨迹的包络线就形成了生成线；
形成生成线需要两个独立的成形运动，即刀具的旋转运动和刀具回转中心的轨迹运动。
⑷展成法：
刀刃为切削线，但它与生成线不吻合，切削线的包络线即为生成线；
形成生成线需要1个复合的成形运动，即展成运动。
2-3分析用下列方法加工工件时，发生线的线型、形成方法及所需的成形运动？
加工内容
生成线线型
生成线的
形成方法
所需的成形运动
⑴用普通外圆车刀车外圆锥面
母线
与中心线成
角的直线
轨迹法
需要1个独立的成形运动，即刀具沿工件母线的轨迹运动
导线
圆
需要1个独立的成形运动，即工件的旋转运动
⑵在卧式铣床上用圆柱铣刀铣平面
直线
成形法
不需专门的成形运动
相切法
需要2个独立的成形运动，即刀具的旋转运动和工件的直线运动
⑶用插齿刀加工直齿圆柱齿轮
渐开线
展成法
需要1个复合的成形运动，即插齿刀的旋转运动和工件的旋转运动，且二者之间要保持严格的相对运动关系
需要1个独立的成形运动，即插齿刀沿工件轴线的直线移动
⑷用钻头钻孔
需要1个独立的成形运动，即钻头的旋转运动
需要2个独立的成形运动，即钻头的旋转运动和钻头的直线运动
2-4机床传动由哪几个部分组成？
各组成部分的作用是什么？
机床传动由运动源、传动装置和执行机构三部分组成。
运动源——为执行件提供运动和动力
传动装置（或传动件）——传递运动和动力，通过它把执行件和运动源或有关的执行件之间联系起来
执行机构（或执行件）——执行机床运动
2-5何谓外联系传动链？
何谓内联系传动链？
其本质区别是什么？
试举例说明。
外联系传动链：
联系运动源和机床执行件之间的传动链。
内联系传动链：
联系两个有关执行件，并使其保持确定的运动关系的传动链。
二者的本质区别：
看始端件与末端件之间是否有确定的运动关系。
若有则为内联系传动链；
若无则为外联系传动链。
例：
车削外圆柱螺纹
2-6（思考与练习5）分析图2-22（a）所示传动系统：
⑴写出传动路线表达式；
⑵计算主轴的转速级数；
⑶写出运动平衡式；
⑷计算主轴的最高和最低转速（图中M1为齿式离合器）
解：
⑴传动路线表达式：
⑵主轴转速级数：
3×
2＝18（级）
⑶运动平衡式：
⑷由运动平衡式可得主轴的极限转速为：
3车床（P68）
3-1（思考与练习1）填空题
⑴卧式车床的主参数是床身上最大回转直径，第二主参数是最大工件长度。
⑵某螺纹参数为m=4mm、k=2，则此螺纹是模数制螺纹，其螺距值
，导程值
⑶某螺纹参数为a=3牙/in、k=2，则此螺纹是英制螺纹，其螺距值
⑷卧式车床通常能加工四种螺纹，其螺纹传动链的两端件是主轴、刀架。
⑸主轴箱中滑移齿轮与轴一般采用滑键连接，固定齿轮则采用平键或花键连接。
⑹卸荷皮带轮可减少轴的弯曲变形。
⑺CA6140型车床能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹。
此外，还可以车削大导程、非标准及较精密螺纹。
3-2在CA6140型卧式车床的主运动、车螺纹进给运动、纵向、横向进给运动、快速进给运动传动链中，哪几条传动链的始末端件之间具有严格的传动比关系？
哪几条传动链是内联系传动链？
车螺纹进给运动传动链的始末端件之间具有严格的传动比关系，因此是内联系传动链。
3-3在CA6140车床上车削下列右旋螺纹，试写出传动路线表达式和运动平衡式？
⑴英制螺纹
、K=1
由于
为标准英制螺纹，且查表2-4知
则传动路线表达式为：
运动平衡式：
⑵模数螺纹m=2mm、K=1
由于m=2mm为标准模数螺纹，且查表2-3知
3-4欲在CA6140车床上车削L=10mm、K＝1的右旋米制螺纹，试指出能够加工这一螺纹的传动路线有哪几条？
并说明基本组和增倍组的传动比。
⑴∵查表2-2可知L=10mm米制螺纹为标准导程螺纹
∴可用正常螺距机构（1:
1）加工米制螺纹的传动路线，且由表2-2可知
⑵又∵L=10mm也是标准导程螺纹，且4×
L=10mm
∴可采用扩大螺距机构（4:
1）加工L=10mm米制螺纹的传动路线，且由表2-2可知
另外，也可采用加工非标准螺纹的传动路线，但由于L=10mm米制螺纹为标准导程螺纹，因此该路线在实际加工中不予采纳。
∴在CA6140车床上车削L=10mm的右旋米制螺纹有两条传动路线可选。
3-5（思考与练习6）卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？
可否单独设置丝杠和光杠？
为什么？
车削螺纹时，要求主轴每转一转，刀架应准确移动一个导程的距离，因此需用丝杠来实现进给运动；
在车削外圆或端面时，对主轴和刀架之间的位移关系没有严格的要求，因此可用光杠来实现进给运动。
若只用光杠来实现进给运动，不能达到被车削螺纹的螺距精度；
若只用丝杠来实现进给运动，虽可进行车外圆或车端面，但会加快丝杠磨损，不利于丝杠螺距精度的保持。
因此，一般分别设置光杠和丝杠来分别实现刀架的机动进给和车螺纹进给。
3-6为什么在主轴箱中有两个换向机构？
能否取消其中的一个？
溜板箱中的换向机构又有什么作用？
主运动传动链的双向多片式摩擦离合器M1安装在主轴之前，通过轴Ⅶ的惰轮可改变主轴的回转方向，以实现车螺纹时的退刀；
进给运动传动链中轴Ⅺ的滑移齿轮换向机构安装在主轴之后，用来改变丝杠的回转方向，而与主轴的回转方向无关，以实现车削左旋或右旋螺纹。
由于主轴箱中的这两个换向机构各自的功用不同，因此任意一个都不能取消。
溜板箱中的换向机构，其功用是改变刀架纵向机动进给或横向机动进给运动方向的。
3-7进给箱中的齿式离合器M3、M4、M5的功用？
是否可以取消其中的一个？
离合器M3的作用：
实现车削米制螺纹与英制螺纹之间传动路线的变换。
即当M3脱开时，用来车削米制螺纹；
当M3接合时，用来车削英制螺纹。
离合器M4的作用：
实现车削标准螺纹与非标准或精密螺纹之间传动路线的变换。
即当M4脱开时，将基本组和增倍组接入进给运动传动链，用来车削四种标准螺纹；
当M4接合及M3、M5都接合时，传动路线较短，减少了传动件误差对工件螺距的影响，可用来车削非标准及精密螺纹。
离合器M5的作用：
实现车螺纹进给与机动进给之间传动路线的变换。
即当M5接合时，进给箱的运动传给丝杠，用来车削螺纹；
当M5脱开时，将进给箱的运动传给光杠，用来实现刀架的机动进给。
由于各个离合器的功用不同，因此任意一个都不能取消。
3-8卧式车床溜板箱中互锁机构的作用？
防止同时接通车螺纹进给、纵向机动进给以及横向机动进给，以免损坏机床。
即当开合螺母合上时，机动进给不能接通；
而当机动进给接通时，开合螺母不能闭合。
3-9卧式车床溜板箱中开合螺母机构的作用？
开合螺母机构用于接通或断开从丝杠传来的运动。
3-10卧式车床溜板箱中超越离合器、安全离合器的作用？
⑴超越离合器可避免同时接通机动进给和快速进给。
实现当刀架快速移动时，可不必脱开进给运动传动链（即光杠仍继续旋转），以节省切削加工的辅助时间和简化操作。
⑵安全离合器可起过载保护的作用。
当进给力过大或刀架移动受阻，可自动断开机动进给传动链，使刀架停止进给，从而避免传动机构损坏。
4铣床（P93）
4-1（思考与练习1）填空题
⑴铣床上用指状铣刀和盘状铣刀来铣削齿轮。
⑵铣床使用旋转的多刃刀具加工工件，同时有数个刀齿参加切削，所以生产效率高，但由于铣刀每个刀齿的切削过程是断续的，这就使切削力相应的发生变化，容易引起机床的振动。
4-2（思考与练习2）铣床能进行哪些表面的加工？
铣床可用来加工各种平面（水平面、垂直面等）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、内孔表面（钻孔、镗孔）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮等）、螺旋表面（螺纹和螺旋槽）即各种曲面。
4-3升降台式铣床在铣削加工中需要哪些运动？
⑴主运动：
主轴的旋转运动
⑵进给运动：
工作台在三个互相垂直方向的直线运动（快速进给为辅助运动）
4-4铣床主轴上飞轮的作用是什么？
利用大质量飞轮在高速旋转中的惯性，来调节铣削过程中由于断续切削产生的冲击振动。
4-5什么是顺铣和逆铣？
各有何区别和特点？
⑴在卧式铣床上用圆柱形铣刀铣削平面时，若铣刀旋转方向与工件进给方向相反，则称为逆铣；
若铣刀旋转方向与工件进给方向相同，则称为顺铣。
⑵顺铣和逆铣的区别和特点
a.切削厚度的变化
逆铣时，每个刀齿的切削厚度由零增至最大，铣刀刀齿会在已加工表面上挤压滑行，使该表面的硬化现象严重，影响工件表面质量，也使刀齿的磨损加剧。
顺铣时，每个刀齿的切削厚度从最大减至零，但刀齿切入工件时的冲击力较大，特别是当待加工表面是毛坯面或有硬皮时。
b.切削力方向的影响
顺铣时作用于工件上的垂直切削分力始终压下工件，有利于工件的夹紧。
逆铣时作用于工件上的垂直切削分力向上，有将工件抬起的趋势，易引起振动，影响工件的夹紧。
铣削薄壁和刚度差的工件时影响更大。
由于铣床工作台的移动是由丝杠螺母传动的，丝杠螺母之间会有传动间隙。
顺铣时，由于铣刀对工件的水平切削分力与进给运动方向相同，因此有带动丝杠产生轴向窜动的趋势，这种窜动现象不但会引起“扎刀”，损坏已加工表面，严重时还会使刀齿折断、造成工件报废。
因此，顺铣时应采用双螺母机构来消除丝杠和螺母的间隙。
逆铣时，由于铣刀对工件（或工作台）的水平切削分力与进给运动方向相反，从而使丝杠螺纹始终保持与螺母螺纹贴紧，因此，切削过程平稳。
4-6在X6132型升降台铣床上，利用FW125型万能分度头加工：
z=7、z=13、z=37直齿圆柱齿轮，试计算手柄的转数
⑴z=7时
∴每铣完一个齿槽后，分度手柄相对于孔数为28个孔的孔圈转过5圈又20个孔距。
⑵z=13时
∴每铣完一个齿槽后，分度手柄相对于孔数为39个孔的孔圈转过3圈又3个孔距。
⑶z=37时
∴每铣完一个齿槽后，分度手柄相对于孔数为37个孔的孔圈转过1圈又3个孔距。
5磨床（P121）
5-1（思考与练习2）在万能外圆磨床上磨削内、外圆锥面有哪几种方法？
各适用于什么场合？
万能外圆磨床上磨削外圆锥面的方法：
⑴扳转工作台法：
适用于磨削小锥度的较长锥面；
⑵扳转砂轮架法：
适用于磨削长工件上锥度较大的短锥面；
⑶扳转头架法：
适用于磨削短工件上锥度较大的短锥面。
万能外圆磨床上磨削内圆锥面的方法：
⑴扳转头架法：
适用于磨削锥度较大的圆锥孔；
⑵扳转工作台法：
适用于磨削锥度较小的圆锥孔。
5-2（思考与练习8）内圆磨削的方法有哪几种？
⑴若为单件小批生产，可在万能外圆磨床上磨内圆；
⑵若为大批量生产，则在内圆磨床上磨内圆，磨削方法有两种：
纵磨法和横磨法。
5-3为什么在无心外圆磨床上磨削工件时工件中心要高于砂轮与导轮的中心连线，且托板的顶面做成倾斜的？
在无心外圆磨床上磨削工件时，是以被磨削工件的表面本身作为定位基准，因此工件表面的原始误差必然会影响加工表面的圆度。
为避免磨出棱圆形工件，加快成圆并减小形状误差，磨削时使工件中心要高于砂轮与导轮的中心连线，且托板的顶面向导轮方向往下倾斜一定角度，这样工件相当于在假想的V形槽中转动，从而使工件表面能在多次转动中被逐渐磨圆。
5-4平面磨床的磨削方法及各自的特点？
根据砂轮工作表面的不同，平面磨床的磨削方法分为两大类：
⑴周磨法——用砂轮轮缘的周边进行磨削；
⑵端磨法——用砂轮端面进行磨削
周磨法的砂轮与工件接触面积小，排屑和冷却好，工件发热变形小，且砂轮周边磨损均匀，容易获得较高的加工质量，因此适用于精磨，但磨削效率低。
而端磨法与周磨法相反，其磨削效率高，但磨削精度低，因此适用于粗磨。
6齿轮加工机床（P142）
6-1（思考与练习1）分析比较展成法和成形法加工圆柱齿轮各有何特点？
⑴用成形法加工圆柱齿轮
加工方法：
使用成形刀具加工，刀具切削刃形状与被加工齿轮形状完全吻合。
特点：
采用单齿廓的盘形齿轮铣刀或指形齿轮立铣刀铣削齿轮时，每次只加工1个齿槽，然后工件做分度回转运动，按顺序依次铣削出全部轮齿。
优点：
不需专门的齿轮加工机床，可在通用机床上加工。
缺点：
不能获得准确的渐开线齿形。
适用范围：
单件小批生产、加工精度不高的修配行业
属于成形法加工的有：
铣齿、拉齿、冲齿等。
⑵用展成法加工圆柱齿轮
原理：
利用齿轮啮合的原理。
只要模数和压力角相同，一把刀具可加工任意齿数的齿轮；
加工精度和生产率较高。
属于展成法加工的有：
滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。
6-2（思考与练习3）在Y3150E型滚齿机上滚切直齿和斜齿圆柱齿轮分别需要调整哪几条传动链？
其中哪些是内联系传动链，哪些是外联系传动链？
写出各传动链的始末端件和计算位移。
⑴在Y3150E型滚齿机上滚切直齿圆柱齿轮需调整3条传动链，即主运动传动链、展成运动传动链、轴向进给运动传动链。
其中，主运动传动链和轴向进给运动传动链均为外联系传动链，展成运动传动链为内联系传动链。
①主运动传动链始末端件：
电动机—滚刀主轴计算位移：
n电—n刀
②展成运动传动链始末端件：
滚刀—工件计算位移：
滚刀转1r—工件转
③轴向进给运动传动链始末端件：
工作台—刀架
计算位移：
工作台转1r—刀架沿工件轴线移动fmm
⑵在Y3150E型滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮需调整4条传动链，即主运动传动链、展成运动传动链、轴向进给运动传动链、附加运动传动链。
其中，主运动传动链和轴向进给运动传动链均为外联系传动链，展成运动传动链和附加运动传动链均为内联系传动链。
①主运动传动链、展成运动传动链、轴向进给运动传动链的始末端件与计算位移与加工直齿圆柱齿轮的相同。
②附加运动传动链
始末端件：
刀架轴向进给丝杠—工作台主轴
刀架沿工件轴线进给一个导程值Tmm—工作台附加转动±
1r
6-3在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮时，如何确定滚刀刀架扳转角度与方向？
⑴在滚齿机上加工直齿圆柱齿轮时，滚刀的扳转角度δ＝滚刀的螺旋升角ω
⑵在滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，滚刀的扳转角度δ=工件齿轮螺旋角β±
滚刀螺旋升角ω
6-4在Y3150E滚齿机上加工下述圆柱齿轮，试计算滚刀的扳转角度大小及方向？
⑴直齿圆柱齿轮：
z=38、m=3mm；
滚刀直径D=φ70mm，ω=3°
15’，mn=3mm（右旋单头）；
⑵斜齿圆柱齿轮：
z=28、m=2.5mm，螺旋角β=12°
（右旋），滚刀直径D=φ70mm，ω=2°
28’（右旋单头）
⑴∵滚切直齿圆柱齿轮时，滚刀安装角
∴滚刀刀架应沿逆时针扳转ω=3°
15’
⑵∵滚切斜齿圆柱齿轮时，滚刀安装角
∴滚刀刀架应沿顺时针扳转
7其他机床（P155）
7-1钻床的用途、分类、机床运动及主要技术规格
⑴钻床主要用于加工外形复杂、没有对称回转轴线的工件上的单孔或一系列圆柱孔。
常用来钻削直径不大、精度要求低的内孔。
⑵钻床的主要参数是最大钻孔直径。
⑶在钻床上加工时，通常工件固定不动，主运动是刀具主轴的旋转，进给运动是刀具主轴沿工件轴线的直线移动。
⑶钻床的种类很多，根据其用途和结构不同可分为：
台式钻床、立式钻床、摇臂钻床等。
台式钻床——钻孔直径一般小于15mm，主轴转速很高，可以达几万转/min。
立式钻床——主轴在垂直于主轴平面上的位置是固定的。
加工零件时，为使刀具轴线与孔中心线重合，需要移动工件，因此只适用于单件小批加工中、小型零件。
摇臂钻床——用于单件和中、小批生产中加工大、中型零件。
加工时工件固定不动，通过移动主轴，使刀具对准被加工孔的中心。
7-2镗床的用途、分类、机床运动
⑴镗床主要用于加工大中型零件上尺寸较大、精度要求较高的孔、内成形表面或孔内环槽，特别适宜于加工分布在不同表面、孔距和位置精度要求很严格的孔系。
若安装平旋盘或其它附件后，还可用来铣平面、车外圆、车端面、车螺纹等。
⑵卧式镗床的主运动包括：
镗轴的旋转运动或平旋盘的旋转运动；
卧式镗床的进给运动包括：
镗轴的轴向进给运动、主轴箱的垂直进给运动、工作台的纵向进给运动、工作台的横向进给运动、平旋盘径向刀架的径向进给运动
⑶根据机床的结构形式不同，镗床可分为：
卧式镗床、落地镗床、坐标镗床、金刚镗床等。
卧式镗床——可进行孔加工（镗、钻、扩、铰孔）、车端面、车外圆、车螺纹、铣平面等工作，机床的通用性好、应用广泛。
落地镗床——用来加工大而重的工件,万能性大、操纵集中。
没有工作台，工件直接固定在地面的平板上。
坐标镗床——用于加工位置精度要求较高的孔及孔系，也可钻、扩、铰孔、锪端面、切槽等。
金刚镗床——是一种高速精密镗床，主要用于精加工，采用金刚石镗刀
7-3刨床的工艺范围、机床运动、加工特点、分类及主要技术规格
⑴主要用于加工各种平面和沟槽。
⑵刨削加工的生产率较低，主要用于单件小批生产和维修行业。
⑶刨床类机床主要有牛头刨床、龙门刨床、插床三种类型
牛头刨床——用于加工小型零件的平面、沟槽和成形表面。
主运动是滑枕带动刨刀沿床身水平导轨的直线往复运动；
进给运动是工件沿垂直于主运动方向所作的间歇直线运动。
牛头刨床的主参数为最大刨削长度。
龙门刨床——主要用于加工大型或重型零件上各种表面，尤其是长而窄的平面，也可用来加工沟槽或同时加工几个中、小型零件的表面。
主运动是工作台带动工件沿床身水平导轨的直线往复运动；
进给运动包括垂直刀架在横梁导轨上所作的水平直线运动；
横梁沿立柱导轨所作的直线运动；
侧刀架沿立柱导轨所作的间歇垂直进给运动。
龙门刨床的的主参数为最大刨削宽度。
插床——用于单件小批生产中加工直线型的内表面（如平面、键槽、多边形孔等）及成形的内外表面。
主运动为滑枕带动插刀沿垂直方向的直线往复运动。
插床的主参数为最大插削长度。
7-4拉床的用途、机床运动、主要技术规格及加工特点
⑴主要用于加工各种形状的通孔、平面及成形表面。
⑵拉床只有主运动，没有进给运动。
主运动为拉刀的低速直线运动；
进给运动是靠拉刀本身的结构来实现——后一刀齿比前一刀齿依次递增。
⑶拉床的主参数是额定拉力。
⑷拉削加工的生产率、加工精度和表面质量都较高，适用于大批大量生产。
10数控机床（P250）
10-1简述数控机床由哪几部分组成？
数控机床一般由程序载体、输入/输出设备、计算机数控装置、伺服系统、位置检测装置及机床本体组成。
10-2适合采用数控加工的零件有哪些？
⑴多品种、小批量（＜200件），需多次生产的零件；
⑵几何形状复杂的零件；
（如，飞机螺旋桨叶片）
⑶在加工过程中必须进行多工序加工的零件；
⑷切削余量大的零件；
⑸必须严格控制公差、对精度要求较高的零件；
⑹工艺设计需经常变化的零件；
⑺价格昂贵、不允许报废的关键零件；
⑻需要全部检测的零件；
⑼需要最短生产周期的急需零件。
10-3按控制系统的特点不同数控机床可分为哪些类型？
各有何特点？
⑴点位控制的数控机床
a.只控制移动部件的终点位置。
即只控制移动部件由一个位置到另一个位置的精确定位，而对运动轨迹没有严格要求；
b.在移动过程中不进行加工；
c.为节省部件的运动时间和定位时间，通常移动部件先快速移动到终点附近，然后低速准确移动到定位点，以保证定位精度。
⑵直线控制的数控机床
不仅要控制两点之间的准确位置即两点之间的距离，还要控制两点之间移动的速度和轨迹。
其数控装置比点位控制复杂。
⑶轮廓控制的数控机床（或连续控制的数控机床）
a.能够对两个或两个以上运动坐标的位移和速度同时进行控制；
b.具有插补功能；
c.不仅要控制起终点的位置，还要对加工过程中每一点的位置和速度进行控制，以加工出任意形状的曲线和曲面。
10-4按伺服系统的控制方式分类不同数控机床可分为哪些类型？
⑴开环控制的数控机床——不带反馈装置，执行机构通常采用功率步进电机或电液脉冲马达
结构简单，系统稳定，容易调试，成本低，但由于无反馈回路，因此精度较低。
经济型数控机床和旧机床的数控化改造。
⑵全闭环控制的数控机床——在机床的移动部件上安装位移测量装置，直接检测工作台的实际位置
通过反馈环节，消除了从电机到执行件之间传动链产生的传动误差，因此定位精度较高。
精度要求较高的数控坐标镗床、数控精密磨床等。
⑶半闭环控制的数控机床——在丝杠或步进电机轴上安装角位移检测装置，通过检测丝杠或电机轴的角位移来间接测量工作台的位移
由于不能消除控制环外的机床传动误差，因此其精度低于全闭环系统。
但由于角位移测量装置比线位移测量装置结构简单、安装调
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