金属切削机床概论复习题Word格式文档下载.docx
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②尺寸要求的满足，是否在机床的最大佳共尺寸范围内。
这样又可使我们选定的机床更经济、更合理。
4、何谓简单运动？
何谓复合运动？
其本质区别是什么？
是举例说明。
简单运动是可以独立的运动，包括旋转运动或直线运动。
复合运动是由两个或两个以上的旋转运动或直线运动按照确定的运动关系组合而成的成形运动。
本质上说，简单运动是机床最基本的运动；
复合运动是有两个或3两个以上的简单运动叠加而成的运动，组成复合运动的各简单运动之间有着严格的运动关系。
举例说明如下：
车床主轴的旋转为简单运动。
车螺纹时，刀具相对工件的运动为复合运动。
5、画简图表示用下列方法加工所需表面时，需要那些成形运动？
其中哪些是简单运动？
哪些是符合运动？
（1）用成型车刀车削外圆锥面。
（2）用尖头车刀纵、横向同时进给车外圆锥面。
（3）用钻头钻孔。
（4）用成形铣刀铣直齿圆柱齿轮。
（1）用成型车刀车削外圆锥面
A为成形车刀的横向进给运动；
B为工件的旋转运动。
两简单成形运动。
（2）用尖头车刀纵、横向同时进给车外圆锥面
A为车刀的进给运动；
B为工件的旋转运动；
两个简单运动。
（3）用钻头钻孔
A为钻头的纵向进给运动；
B为钻头的旋转运动。
（4）用成形铣刀铣直齿圆柱齿轮
B为盘铣刀的旋转运动；
A为工件的向右直线进给运动。
两简单成形运动+分度运动
6、根据图1-10所示的传动系统，做下列各题。
（1）列出传动路线表达式。
（2）分析主轴的转速级数。
（3）计算主轴的最高和最低转速。
答：
对a）传动系统Ⅰ：
（1）传动路线表达式为：
（2）主轴在高、低速时各有3×
3=9种转速，共18种转速级数。
（3）主轴的最高和最低转速的计算：
n主max=1430×
90/150×
36/22×
42/26×
178/200≈2000r/min
n主min=1430×
17/42×
22/45×
178/200×
27/63×
17/58≈19r/min
对b）传动系统Ⅱ：
（2）主轴转速级数共有：
3×
（2+1）=9种。
n主max=1440×
100/325×
40/58×
37/61≈180r/min
n主min=1440×
26/72×
37/61×
17/81≈12r/min
7、何谓外联系传动链？
何谓内联系传动链？
对这两种传动链有何不同要求？
试举例说明。
联系动力源与机床执行件的是外联系传动链，它是使执行件得到预定速度的运动，且传递一定的动力的传动链。
内联系传动链是联系复合运动中的多个分量的传动链，它所联系的各执行件的自身运动（旋转或直线运动）同属于一个独立的成型运动。
从本质上看，内联系传动链所联系的各执行件的自身运动（旋转或直线运动）有着严格的运动比例关系；
外联系传动链则没有这种严格的相互间运动比例关系。
例如：
车床的电动机的运动传递到主轴，是主轴旋转，电动机到主轴间为外联系传动链。
车螺纹时，从主轴到刀架为内联系传动链。
8、某立式钻床的主传动系统如图1-11所示，要求：
（2）列出传动链平衡式。
（3）计算主轴的最大和最小转速。
（2）传动链平衡式为：
n主=1r×
140/170×
u1×
34/48×
u2
（3）主轴的最大和最小转速为：
n主max=0.98×
1440×
65/30≈1100r/min
n主min=0.98×
21/61×
17/68≈71r/min
9、为什么纵车外圆时是外联系传动，而车削螺纹时是内联系传动？
当车床纵车外圆及车削螺纹时，为什么前者的纵向进给传动链中采用齿轮齿条机构，而后者采用丝杆螺母机构？
因纵车外圆时，主轴的旋转运动和刀架的进给运动可以相互独立，不需保持严格的比例关系，因此主轴到刀架可以是外联系传动链；
而车削螺纹时，主轴与刀架的运动间必须保持严格的比例关系，必须是内联系传动链。
当车削外圆或车削螺纹时，前者采用齿轮齿条机构就能满足成形运动的要求，而且不用丝杠可减少丝杠的磨损，延长机床的使用寿命；
而后者——车削螺纹时，必须使主轴与刀架的运动保持严格的比例关系，否则，螺纹的螺距将不能保持准确而不变，为此，只有采用丝杆螺母机构来实现这种严格的内联系传动链。
第2章车床
1、试分析CA6140型卧式车床的传动系统：
1）这台车床的传动系统有几条传动链？
指出各传动链的首端件和末端件。
2）分析车削模数螺纹和径节螺纹的传动路线，并列出其运动平衡式。
3）为什么车削螺纹时用丝杠承担纵向进给，而车削其他表面时用光杠传动纵向和横向进给？
能否用一根丝杠承担纵向进给又承担车削其他表面的进给运动。
1）CA6140型卧式车床的传动系统的各传动链与其首端件和末端件分别为：
主运动传动链，首端件为主电动机，末端件为主轴；
车削螺纹运动传动链，首端件为主轴，末端件为刀架；
纵向和横向进给运动传动链，首端件为主轴，末端件为刀架；
快速运动传动链，首端件为快速电动机，末端件为刀架。
2）车削模数螺纹的传动路线及运动平衡式如下：
Phm=1（主轴）×
58/58×
33/33×
64/100×
100/97×
25/36×
u基×
36/25×
u倍×
12
车削径节螺纹的传动路线及运动平衡式如下：
PhDP=1（主轴）×
1/u基×
3）车削螺纹时，必须严格控制主轴转角与刀具纵向进给量之间的关系，而丝杠螺母传动具有间隙小，能时刻保证严格的传动比的特点，所以要用丝杠承担纵向进给的传动件。
车削其他表面时，不必严格控制主轴转角与刀具纵向进给量之间的关系，为减少丝杠磨损和便于操纵，另外，丝杠是无法传递横向进给运动的，因此要用光杠传动纵向和横向进给。
不能用一根丝杠承担纵向进给又承担车削其他表面的进给运动。
这样，可以防止丝杠磨损过快，使用寿命降低，并使机床的操纵更容易。
2、在CA6140型卧式车床的主运动、车削螺纹运动、纵向和横向进给运动和快速运动等传动链中，哪条传动链的两端件之间具有严格的传动比？
哪条传动链是内联系传动链？
在CA6140型卧式车床的主运动、车削螺纹运动、纵向和横向进给运动和快速运动等传动链中，车削螺纹运动的传动链的两端件之间具有严格的传动比。
车削螺纹运动的传动链是内联系传动链。
3、判断下列结论是否正确，并说明理由。
1）车削米制螺纹转换为车削英制螺纹，用同一组（螺纹）交换齿轮，但要转换传动路线。
2）车削模数螺纹转换为车削径节螺纹，用同一组（模数）交换齿轮，但要转换传动路线。
3）车削米制螺纹转换为车削径节螺纹，用英制传动路线，但要改变交换齿轮。
4）车削英制螺纹转换为车削径节螺纹，用英制传动路线，但要改变交换齿轮。
1）车削米制螺纹转换为车削英制螺纹，用同一组（螺纹）交换齿轮，但要转换传动路线。
正确。
两者都属“螺纹”加工，交换齿轮不变；
但传动路线要由“米制”转换为“英制”。
正确。
两者都属“蜗杆”加工，交换齿轮不变；
交换齿轮要由“螺纹”加工变为“蜗杆”加工；
传动路线也要由“米制”转换为“英制”。
英制螺纹与径节螺纹同属“英制”，用英制传动路线；
但车削英制螺纹要用“螺纹”加工交换齿轮，车削径节螺纹要用“蜗杆”加工交换齿轮。
4、在CA6140型卧式车床上车削下列螺纹：
1）米制螺纹P=3mmk=2。
2）模数螺纹m=3mmk=2。
试列出其传动路线表达式，并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围及其理由。
Ph=1（主轴）58/58×
63/100×
100/75×
u基
传动路线表达式：
主轴转速范围为10～500r/min内的正转时12及转速，因为车削m=3mmk=2的模数螺纹（米制蜗杆），属于扩大螺距，要走主轴的低速传动路线，根据Pnm=KPm=kπm=18.1415mm，需在扩大螺纹导程段内用Ⅳ轴至Ⅲ轴1∶1的50/50齿轮副就可以了，如此，主轴转速为12级。
这条路线配以适当的u基与u倍可以加工64mm内的模数螺纹，可以适合Phm=18.14mm时的加工需求。
5、欲在CA6140型卧式车床上车削Rh=10mm的米制螺纹，试指出能够加工这一螺纹的传动路线有哪几条？
加工Ph=10mm米制螺纹的传动路线仅有右螺纹与左螺纹这两条，差别在于从Ⅸ—Ⅹ的右、左螺纹区分段不同。
其它路线段都相同，且只有唯一的一条。
6、若将CA6140型卧式车床的纵向传动丝杠（Ph丝=12mm）换成英制丝杠（α牙/in），试分析车削米制螺纹和英制螺纹的传动路线，交换齿轮应怎样调整，并列出能够加工的标准米制、英制螺纹种类。
此时的车削米至螺纹和英制螺纹的传动路线要对a、b、c、d交换齿轮作调整，使12/（a牙/in）=12Pha丝（mm）=a/b×
c/d。
米制螺纹和英制螺纹此时经过a、b、c、d交换齿轮的配挂，还是和Ph丝=12mm时的种类一样多。
对螺纹尺寸范围的种类则有正常螺距、扩大螺距1×
2种，左、右螺纹1×
2种，u基段1×
8种，u倍段1×
4种。
这样，米制和英制螺纹各有2×
2×
8×
4=128种不同的螺纹。
7、已知工件螺纹导程Ph=21mm，试调整CA6140型卧式车床的车削螺纹运动链（设交换齿轮齿数为20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100、127）。
因工件螺纹导程Ph=21mm，属于扩大螺距范围，所以传动路线要用主轴低速，进给传动路线走扩大螺纹段。
调整交换齿轮a、b、c、d时，应使用螺纹段的a、b、c、d，即3、100、100、75齿轮，根据题中给出的交换齿轮，可以使
8、为什么CA6140型卧式车床主轴转速在450～1450r/min条件下，并采用扩大螺距机构，刀具获得微小进给量，而主轴转速为10～125r/min条件下，使用扩大螺距机构，刀具却获得大进给量？
CA6140车床主轴高速转速时，转速为450～1450r/min，此时不是扩大螺纹导程的状态；
只有在主轴为低速状态（10～125r/min）时，才可利用从轴Ⅲ到轴Ⅳ、再到轴Ⅴ段的传动路线段，得到扩大螺纹导程4倍或16倍的进给传动路线。
所以，只有在主轴转速为10～125r/min条件下，才能使用扩大螺距机构，刀具却获得大进给量。
9、试分析CA6140型卧式车床的主轴组件在主轴箱内怎样定位。
其径向和轴向间隙怎样调整。
CA6140型卧式车床的主轴在主轴箱内是靠5个轴承定位的。
轴的前端有3个轴承，其中，有2个向心球轴承，1个推力向心滚柱轴承，中间一个推力向心轴承，后端一个向心推力滚柱轴承。
其径向间隙可通过旋转轴前端轴承左边的调整环，推动抵套向右微移，使主轴最前轴承的内圈沿锥度向右微移，以减小主轴前端的径向间隙。
主轴的轴向间隙可通过旋转主轴后端的调整环，推抵套向右，使后端的推力轴承内圈带着主轴右移，减小后端轴承内、外圈之间的间隙，从而减小了主轴的轴向间隙，调定后需锁紧固定螺钉。
10、为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（Ⅰ轴）常采用卸荷式带轮结构？
对照传动系统图说明转矩是如何传递到轴Ⅰ的。
卸荷式带轮结构是为了避免V带的拉力使Ⅰ轴产生弯曲变形。
因V带对Ⅰ轴的是指向电机轴的单向拉力，它会使Ⅰ轴产生弯曲。
传动系统图中，转矩传递到轴Ⅰ的原理为：
V形带轮的旋转传递的转矩，通过与轴Ⅰ花键相连的套，而花键套又与V形带轮固定，而将转矩传递到Ⅰ轴；
V形带轮受到的单向拉力则通过支撑花键套的深沟球轴承传递给固定在主轴箱体上法兰盘，再传递到箱体上。
实际上是使V形带轮受到的单向拉力，随着花键套在法兰内的转动，将拉力由支撑花键套的深沟球轴承的内圈传到滚珠，滚珠再将拉力扩散到轴成外圈，然后传到箱体。
11、在CA6140型卧式车床主传动链中，如图2-3所示，能否用双向牙嵌式离合器或双向齿轮式离合器代替双向多片式离合器以实现主轴的开停及换向？
在进给传动链中，能否用单项多片离合器或电磁离合器代替齿轮式离合器M3、M4、M5？
为什么？
不能！
！
在主传动链中，M1双向多片摩擦式离合器还承担着防止过载的作用，在载荷过大，超过了此离合器的摩擦力允许值后，M1能发生打滑，切断主电动机传到主轴的转矩传动，而牙嵌式离合器或齿轮式离合器在过载时不能滑移，无法起到过载保护作用。
M3、M4、M5需按定比传动工作，摩擦片打滑时将影响此定比传动的正常进行。
12、在CA6140型卧式车床的进给传动系统中，主轴箱和溜板箱中各有一套换向机构，它们的作用有何不同？
能否用主轴相中的换向机构来变换纵、横向机动进给的方向？
主轴箱中的换向机构由M1控制，其作用是实现主轴的正、反转控制；
而溜板箱中的换向机构由M6、M7控制，以实现对光杠到刀架的纵、横向机动进给方向的控制。
由于它们各自的作用不同，所以不能用主轴箱中的换向机构来变换纵、横向机动进给的方向。
主轴箱中起换向作用的离合器M1控制着主轴的正、反转，主轴的正转用于切削，而反转用于退刀。
如果用来代替M6、M7以改变刀架机动进给的方向，虽然进给方向是变了，但那时主轴的转动方向也同时发生了改变，切削变成了退刀，退刀却变成了切削了，此时，切削过程将无法正常进行了。
13、在车床溜板箱中，开合螺母操纵机构与机动纵向和横向进给操纵机构之间为什么需要互锁？
试分析互锁机构的工作原理。
开合螺母机构与机动纵向和横向进给操纵机构都作用于大溜板箱，使之移动。
如果两机构同时作用时，机床的传动链将遭到破坏。
而螺母机构与横向机动进给机构虽分别作用于大溜板箱及中溜板箱，同时接通时不会损坏传动链，但同时接通时破坏了螺纹加工时的纵向进给与横向机动进给间的关系。
所以，开合螺母操纵机构与机动纵向和横向进给操纵机构之间需要互锁。
互锁机构的工作原理为：
当控制开和螺母的手柄轴5（教材图2-10）转到合上螺母的位置时，销3落到了控制M7的操作轴的孔中，使得该轴不能转动，M7不能接通。
同时，手柄轴5的凸肩抵住了控制M6接通的轴的转动，因而锁住了机动纵、横向进给的接通。
而当机动进给接通时，控制M6的轴的销钉孔移开，销钉落到了开合螺母控制手柄轴5的V形槽中，使手柄轴5不能转动。
另外，控制M7的轴接通横向进给时，它的转动使其上面的长槽移开，抵住了手柄轴5的平台，使手柄轴5不能转动，开和螺母机构不能合上。
14、已知溜板箱传动件完好无损，开动CA6140型卧式车床，如图2-3所示，当主轴正转时，光杠已转动，通过操纵进给机构使M6或M7结合，刀架却没有进给运动，试分析原因。
最可能的原因是吃刀太大，切削使的过大负荷使M8安全超越离合器发生了安全保护作用；
另外，也可能是M8安全超越离合器故障，而不能正常工作所致。
以上两种情况都可发现，安全离合器连接光杠传来运动的一端在转动，而连接蜗杆轴ⅩⅫ的一端却不转。
如果前述情况发生在载荷较小或空载时，问题应该是M8安全超越离合器故障所造成的。
15、分析CA6140型卧式车床出现下列箱的原因，并指出解决办法：
1）车削过程中产生闷车现象。
2）搬动主轴开、停和换向操纵手柄十分费力，甚至不能稳定地停留在终点位置上。
3）将操纵手柄扳至停车位置时，主轴不能迅速停止。
1）车削过程中产生闷车现象可能是M1、M8在过载时都没起作用造成的。
对M1，可是压紧摩擦片的压力减小，以增加M1的敏感程度；
对M8，可适当减小弹簧的复原力。
但因M8的安全作用仅限于进给力的切断，若M8已经能正常工作，热故障仍无法排除，则只有更换M1了。
应该注意的是：
M1控制着主运动，它对于切削过程中的过载控制起着主要的作用。
2）搬动主轴开、停和换向操纵手柄十分费力，甚至不能稳定地停留在终点位置上这种故障是由于主轴制动带15崩得过紧，限制了杠杆14的转动，从而造成了齿条轴17移动困难，最终造成操纵手柄扳动困难的原因。
解决的方法是：
适当调节螺钉15，以放松对制动带的拉力。
3）将操纵手柄扳至停车位置时，主轴不能迅速停止制动带15太松，可调节螺钉12，拉紧制动带15。
也可能是制动带15磨损严重，必须更换了。
第3章铣床
1、为什么卧式车床的主运动和进给运动只用一台电动机，而X6132A型万能升降台铣床则采用2台电动机分别驱动？
由于卧式车床在切削螺纹及蜗杆等工件时，其主运动和进给运动之间必须采用内联系传动链，所以必须采用一台电动机同时作为主运动与进给运动的动力源。
但是X6132A型万能升降台铣床的主运动和进给运动之间采用的是外联系传动链，故可采用2台电动机分别驱动。
2、说明X6132A型万能升降台铣床是如何用一台电动机即能实现工作台3个相互垂直方向的进给运动，又能实现快速调整移动的。
X6132A型万能升降台铣床工作台，3个相互垂直方向的进给运动是采用电磁离合器分别进行控制的，而快速调整移动及正常进给运动的转速差别是利用是否采用曲回减速机构来分别实现的。
因此，X6132A型万能升降台铣床仅用一台电动机即可实现工作台3个相互垂直方向的进给运动，又能实现快速调整移动。
3、在万能升降台铣床上加工图3-1所示工件，发现加工后的工件的垂直度和平行度超差，试分析造成超差的原因。
大多数情况下，图3-1所示的工件产生垂直度和平行度超差的原因如下：
作为加工基准的工件的底面A面未放平。
机床导轨在使用中发生了磨损变形。
机床导轨位置发生了变化，使进给方向不再相互垂直。
4、试就图3-2说明孔盘变速工作原理，并将此种变速方法与CA6140型车床的六级变速机构作一下比较。
孔盘变速机构的工作原理可参见图3-2。
图中，1为拨叉；
2为两个阶梯齿条轴；
3为齿轮；
4为孔盘。
拨叉1固定在上齿条轴2上，上、下两个阶梯齿条轴与轴心固定的齿轮3啮合。
两齿条轴的右端是具有不同直径D和d的圆柱组成的阶梯轴，直径为D的台肩能穿过孔盘上的大孔，直径为d的台肩能穿过孔盘上的小孔。
变速时，先将孔盘右移，使其退离齿条轴；
然后根据变速要求使孔盘转过一定角度。
再使孔盘左移复位，根据孔盘上对应齿条处为大孔、小孔或无孔状态，使滑移齿轮获得左、中、右三种状态，如图3-2中的a、b、c所示。
从而使得滑移齿轮轴得到三种不同的传动比。
在CA6140型车床的六级变速机构中，采用了链条、盘形凸轮、杠杆、拨叉等装置，其机械结构较为复杂。
而采用孔盘机构的X6132A型万能升降台铣床的主传动链则较为简单，而且有18级速度。
5、为什么X6132A型万能卧式升降台铣床要设置顺铣机构？
顺铣机构的主要作用是什么？
在利用卧式铣床进行铣削时，如果采用顺铣方式，则进给方向与切削力F的水平分力FX方向相同。
当工作台向右移动时，则丝杆螺纹的左侧为工作表面，与螺母螺纹的右侧相接触。
（可参见教材P49中的图3-9A）当采用顺铣法加工时，切削力水平分力FX的方向向右，与进给力的相同，但切削力较大时，丝杠螺纹的左侧面便于螺母的右侧面脱开，使工作台向右窜动。
由于铣床采用的是多刃刀具，铣削力不断变化，从而使工作台在丝杠与螺母的间隙范围内来回窜动，影响加工质量。
为解决顺铣时工作台轴向窜动的问题，X6132A型铣床设置了顺铣机构。
顺铣机构的主要作用是消除顺铣时丝杠与螺母之间的间隙，防止顺铣时工作台轴向窜动的现象，以提高加工质量，减少机床的振动及丝杠的磨损。
6、在X6132A型万能升降台铣床上，利用FW250型分度头加工z=19、mn=2mm、β=20°
的齿轮，试确定配换交换齿轮的齿数。
7、在X6132A型万能升降台铣床上，利用FW250型分度头加工z=45的直齿轮，试确定分度手柄每次应转过的整转数与转过的孔数。
第4章磨床
1、从转动和结构特点方面简要说明M1432A型外圆磨床为保证加工质量（尺寸精度、形状精度和表面粗糙度）而采取了哪些措施？
为保证加工质量，M1432A型外圆磨床从传动和结构特点方面采取了如下措施：
1.砂轮架部分
1）砂轮架主轴轴承采用旋转精度、刚度及抗振性高的多油契动压滑动轴承，并严格要求砂轮架主轴轴承及主轴本身的制造精度。
例如，主轴轴径的圆度及圆锥
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