机床复习题.docx

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机床复习题

1、机床的分类。

（按工作原理、工艺范围、重量和尺寸、精度、自动化程度分类）

答：

工作原理：

车床C、铣床X、镗床T、钻床Z、磨床M、拉床L、螺纹加工机床S、齿轮加工机床Y、刨插床B、特种加工机床D、锯床G、其它类机床Q。

工艺范围：

通用（万能）机床、专门化机床、专用机床。

重量和尺寸：

仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床、超重型机床。

精度：

普通机床、精密机床M、高精度机床G。

自动化程度：

手动机床、机动机床、半自动机床、自动机床。

2、试述机床型号的含义。

1）CA6140——加工工件最大回转直径为400mm的卧车

2）Y3150E——加工工件最大直径为500mm的滚齿机、E为改进号

3）X62W——工作台宽度为200mm万能卧式升降台铣床

4）C620——中心高为200mm的卧车

5）M1432A——加工工件最大直径为320mm的万能外圆磨床、A为改进号

6）XK5040——工作台宽度为400mm数控立式升降台铣床

7）Z3040X16——钻头最大直径为40mm摇臂钻、最大跨距为1600mm

8）T4163B——工作台宽度为630mm单柱坐标镗床、B为改进号

9）C1312——加工工件最大回转直径为12mm的单轴转塔车床

10）C7620——加工工件最大回转直径为200mm的卡盘多刀半自动车床

3、按图所示传动系统下列

（1）写出传动路线表达式；

（2）分析主轴的转速阶数；

（3）计算主轴的最高、最低转速。

解：

1）写出传动路线表达式

电动机（1430rpm）—

—

—

—

—

—主轴

2）分析主轴的转速阶数

3）

3、按图所示传动系统下列

（1）写出传动路线表达式；

（2）分析主轴的转速阶数；

（3）计算主轴的最高、最低转速。

解：

1）写出传动路线表达式

电动机（1440rpm）—

—

—

—主轴

2）分析主轴的转速阶数

3）

4、简述在CA6140型车床上加工四种螺纹的传动路径。

挂轮

传动路线螺纹

螺纹挂轮

蜗杆挂轮

公制路线

（固定齿轮为主动轮）

公制螺纹

模数螺纹

英制路线

（滑动齿轮为主动轮）

英制螺纹

径节螺纹

5、简述超越离合器的工作原理和作用。

答：

作用是当快速电动机使传动轴快速旋转时，依靠齿轮与轴间的超越离合器，可避免与进给箱传来的慢速工作进给运动发生矛盾。

当空套齿轮1为主动并逆时针旋转时，带动滚柱3挤向楔缝，使星轮2随同齿轮1一起转动，再经安全离合器带动轴XX转动，这是机动工作进给的情况。

当快速电动机起动，星轮2由轴XX带动逆时针方向快速旋转时，由于星轮超越齿轮1转动，滚柱3退出楔缝，使星轮2和齿轮1自动脱开，而由进给箱传给齿轮1的慢速转动虽照常进行，却不能传给轴XX；此时轴XX由快速电机传动作快速转动，使刀架实现快速运动。

一旦快速电机停止转动，超越离合器自动接合，刀架立即恢复正常的工作进给运动。

6、简述制动装置的工作原理和作用。

答：

功用是在车床停车过程中克服主轴箱中各运动件的惯性，使主轴迅速停止转动，以缩短辅助时间。

卧式车床主轴箱中常用的制动装置有闸带式制动器和片式制动器。

7、简述开和螺母机构的工作原理和作用。

答：

开和螺母由上下两个半螺母26和25组成，装在溜板箱体的后壁的燕尾形导轨中，可上下移动。

上下半螺母的背面各装有一个圆销27，其伸出端分别嵌在槽盘28的两条曲线槽中。

扳动手柄6，经轴7使槽盘逆时针转动时，曲线槽迫使两圆销互相靠近，带动上下半螺母合拢，与丝杠啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动进给。

槽盘顺时针转动时，曲线槽通过圆销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮合，刀架便停止进给。

开合螺母合上时的啮合位置，由可调节销钉限定。

8、简述过载保险装置的工作原理和作用。

答：

作用是防止进给传动链过载和发生偶然事故时损坏机床的机构。

它由端面带螺旋形齿爪的左右两部分5和6组成，左半部5与超越离合器的星轮连接，6与轴

用花键连接。

在正常情况下，在弹簧7的作用下，离合器左右两半部相互啮合，进给运动通过齿轮、超越离合器、过载离合器、传给轴

。

当刀架上的载荷增大时，通过过载离合器齿爪传递的扭矩以及作用在螺旋齿面上轴向分力增大。

当轴向分力超过弹簧7的压力时，6向右移动，与5脱开，导致过载离合器打滑。

刀架停止进给。

过载消除后，过载离合器自动接合，恢复进给运动。

9、简述在ＣＡ６１４０型主传动链中，能否用双向齿轮离合器代替双向摩擦离合器？

在进给传动链中，能否用双向摩擦离合器代替齿轮离合器？

为什么？

答：

1）不能。

双向摩擦离合器可以不停车换向；主传动链过载保护。

2）不能。

齿轮离合器的传动比准确；齿轮离合器的活动部分（齿轮）还是进给传动链的组成部分。

10、简述精密卧车的特点。

答：

1）提高机床的几何精度。

2）主传动链常采用“分离传动”的形式，即把主轴箱和变速箱分开，把主传动的大部份传动和变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，再通过带传动将运动传至主轴箱。

3）主轴上的皮带轮采用卸荷式结构，以减少主轴的弯曲变形，并提高主轴运转的平稳性。

4）为了减少加工表面粗糙度，有些卧式精密车床的轴承，其前后轴承均采用高精密滑动轴承。

11、简述高精度卧车的特点。

答：

为了加工出精度更高和表面粗糙度更小的零件，除采用精密卧式车床的相同特点外，还采用了某些保证高加工精度的传动与结构措施。

如采用无级变速传动，以获得最合理的切削用量；将主变速箱安装在与机床完全分离的独立地基上，机床本身则安装在有防振沟的隔振地基上，以隔绝外界振动的影响；取消进给箱，将丝杆与主轴直接通过挂轮联系，缩短螺纹进给传动链，以提高传动精度；主轴承采用高精度静压轴承以达到很高的旋转精度；另外将机床安装在恒温室内（20±2°C），以减少热变形等。

12、回轮、转塔车床上加工工件主要有以下一些特点：

答：

1）转塔或回轮刀架上可安装很多刀具，加工过程中不需要装卸刀具便能完成复杂加工工序。

利用刀架转位来转换刀具，迅速方便，缩短了辅助时间；

2）每把刀具只用于完成某一特定工步，可进行合理调整，实现多刀同时切削，缩短机动时间；

3）由预先调整好的刀具位置来保证工件的加工尺寸，并利用可调整的定程机构控制刀具的行程长度，在加工过程中不需要对刀、试切和测量；

4）通常采用各种快速夹头以替代普通卡盘，如棒料常用弹簧夹头装夹，铸、锻件用气动或液压卡盘装夹；加工棒料时，还采用专门的送料机构，送夹料迅速方便。

由上述可知，用回轮、转塔车床加工工件，可缩短机动时间和辅助时间，生产率较高。

但是，回轮、转塔车床上预先调整刀具和定程机构需要花费较多的时间，不适于单件小批生产，而在大批大量生产中，则应采用生产率更高的自动和半自动车床。

因此它只适用于成批生产中加工尺寸不大且形状较复杂的工件。

13、能外圆磨床上磨削圆锥面有哪几种方法？

各适用于什么场合？

答：

1）扳转工作台用纵磨法加工长外圆锥。

2）扳转砂轮架用切入法加工短外圆锥。

3）扳头转架用纵磨法加工内圆锥。

14、什么中型万能外圆磨床的尾架顶尖通常弹簧顶紧？

而卧式车床则采用丝杠螺母顶紧？

答：

中型万能外圆磨床的尾架顶尖通常弹簧顶紧：

1）要求生产效率高。

2）顶尖磨损后可自动补偿、加工精度高。

卧式车床则采用丝杠螺母顶紧：

因为要钻孔等加工，有很大轴向力，螺纹面能提供较大推力并能自锁，故用丝杠机构。

15、试分析卧轴矩台平面磨床与立轴圆台平面磨床在磨削方法、加工质量、生产率等方面有何不同？

它们的适用范围有何区别？

答：

卧轴矩台平面磨床用砂轮周边磨削，立轴圆台平面磨床用砂轮端面磨削。

端面磨床与周边磨削的平面相比较，由于端面磨削的砂轮直径往往比较大，能一次磨出工件的全宽，磨削面积较大，所以生产率较高，但端面磨削时砂轮和工件表面是成弧形线或面接触，接触面积大，冷却困难，且切屑不易排除，所以加工精度较低，表面粗糙度较大。

而用砂轮周边磨削，由于砂轮和工件接触面较小，发热量少，冷却和排屑较好，可获得较高的加工精度和较小的表面的粗糙度。

另外，卧轴矩台平面磨床，工艺范围较广，可加工各种零件，包括直径小于工作台宽度的零件。

还可用砂轮的端面磨削沟槽、台阶等的垂直侧平面。

立轴圆台平面磨床适用加工小零件和大圆环零件。

16、对比滚齿机和插齿机的加工方法，说明它们各自的特点及主要应用范围。

答：

它们都利用范成法原理加工。

滚齿机是利用一对圆柱斜齿轮啮合传动原理，小齿轮减小齿数，增大螺旋角，成为蜗杆，开槽及铲背，就成为齿轮滚刀，强迫滚刀与工件按啮合原理相对运动。

滚齿机的滚刀连续切削，无需分度，生产率高，应用广范。

如加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮等。

插齿机是利用一对直齿圆柱齿轮啮合传动原理。

一个齿轮变成插齿刀，强迫滚刀与工件按啮合原理相对运动。

插齿机的滚刀不连续切削，需要分度，生产率较低。

主要用于加工直齿圆柱齿轮，加工滚齿机不能加工的内齿轮和多联齿轮。

17、各类机床中，可用来加工外圆表面、内孔、平面和沟槽的各有哪些机床？

答：

1）外圆表面：

车床、外圆磨床。

2）内孔：

钻床、铣床、镗床、车床（与回转中心重合的孔）、拉床（大批量）、内圆磨。

3）平面：

刨床、铣床、镗床、车床（端面）、平面磨。

4）沟槽：

刨插床、铣床、镗床、车床（回转槽）、拉床（大批量）等。

18、数控机床的特点与应用范围

答：

1）具有较大柔性,能非常灵活地适应加工任务的改变。

2）获得较高的加工精度。

3）复杂形状的工件比较方便。

4）使用、维修技术要求高，机床价格比较贵，设备首次投资大。

另外，与宜于加工大批量零件的高效专用机床相比，生产率也不够高。

根据以上特点，数控机床最适合在单件、小批生产条件下，加工具有下列特点的零件：

用普通机床难于加工的形状复杂的零件；用普通机床加工需要复杂的高成本工艺装备的零件；价值昂贵、不允许报废的零件；结构复杂、要求多部位多工序加工的零件；要求生产周期尽量缩短的急需零件。

19、组合机床的特点与应用范围

答：

组合机床与一般专用机床相比，具有以下特点：

1）设计和制造组合机床，只需设计少量专用部件，不仅设计、制造周期短，而且也便于使用和维修。

2）通用部件经过了长期生产实践考验，且由专业厂集中成批制造，质量易于保证，因而机床工作稳定可靠，制造成本也较低。

3）当加工对象改变时，通用零、部件可以重复使用，组成新的机床，有利于产品更新。

组合机床的应用范围

最适于组合机床加工的零件是箱体类零件，如气缸体、气缸盖、变速箱体、阀门壳体和电机座等，因这些零件常需完成大量平面和孔加工工序。

对于轴、套、盘、叉和盖板类零件，如曲轴、气缸套、飞轮、连杆、法兰盘、拨叉等，也可在组合机床上完成部分或全部加工工序。

目前，组合机床应用得最广泛的是大批大量生产的机械制造厂，如汽车、拖拉机、电机、阀门和缝纫机等制造厂。

此外，一些中小批量生产的企业，如机床、机车制造厂等，为保证加工质量，也采用组合机床来完成某些重要零件的关键工序。

随着组合机床技术水平的不断提高，特别是可调、快调，适应多品种小批量生产特点的柔性组合机床的发展和完善，组合机床的应用范围将会更加广泛。

20、简述油润滑的种类及特点。

答：

1）飞溅润滑——利用齿轮或专门叶片等的旋转，使润滑油飞溅。

低速机床。

2）滴油润滑——采用滴油器或绒线间断地供给少量润滑油。

需油量不大的场合。

3）循环润滑——用专门油泵经油管供油进行强制循环润滑。

高速重载主轴部件。

以上三种润滑方式常用N46或N68机械油

4）油雾润滑——利用压缩空气，通过专门的雾化系统形成含少量油的油雾喷入轴承，起到润滑和冷却作用。

要求很高的高速主轴。

5）喷射润滑——在轴承周围安装3-4个喷嘴，将压力为0.4MPa的油注射到保持架与轴承圈的空隙中，能够克服轴承高速旋转造成的空气隔层，使油充分地到达摩擦表面。

转速极高的主轴。

21、简述导轨应满足的基本要求

答：

1）导向精度

直线度、圆度。

导轨的几何精度、结构形式、导轨及其支承件的自身刚度和油膜刚度和热变形等。

2）精度保持性

刚度和耐磨性。

导轨耐磨性与导轨的材料、导轨面摩擦性质、导轨的受力情况及两导轨相对运动速度等有关。

3）低速运动平稳性

底速运动平稳性与导轨的结构和润滑，动、静摩擦系数的差值，以及传动动导轨的传动系统的刚度等有关。

4）结构工艺性

结构简单、便于制造和维护。

对于刮研导轨，应尽量减小刮研量。

对于镶装导轨，应做到更换容易。

22、简述直线运动导轨种类及特点。

答：

1）三角形导轨：

山形、V形导轨，磨损后能自动补偿。

2）矩形导轨：

制造简单、刚度高、承载能力大，具有水平和垂直两个方向的导轨面，而且两个导轨面的误差不会相互影响，便于安装调整。

磨损后不能自动补偿。

3）燕尾形导轨：

结构紧凑、高度尺寸较小，可承受颠覆力矩，磨损后不能自动补偿。

4）圆柱形导轨：

制造简单，但要求加工时就直接达到较高精度，磨损后很难调整和补偿间隙。

23、简述导轨组合形式及特点。

答：

1）双三角形导轨：

导向精度高，磨损后能自动补偿，具有较好的精度保持性，但很难达到四个表面同时接触的要求。

多用于精密机床。

2）双矩形导轨：

承载能力大，制造简单，调整方便，但导向性差，磨损后不能自动补偿。

多用于普通机床和重型机床。

3）三角形——矩形导轨：

导向性好，制造简单，刚度高。

应用广泛。

4）燕尾形导轨：

高度尺寸较小，能承受一定颠覆力矩，磨损较大，磨损后不能自动补偿。

多用于多层结构，高度有限制的场合。

5）燕尾形——矩形导轨：

能承受较大力矩，间隙调整方便，多用于横梁、立柱、摇臂等。

6）双圆柱形导轨：

制造简单，耐磨性好，但磨损后不易补偿。

常用于仅受轴向力的场合。

24、简述导轨的保护形式及特点。

答：

1）刮板式

可以是毛毡、皮革、橡胶等，用于低速的导轨。

2）间隙式

对动导轨以外的部分防护较差。

3）整罩式

结构简单，防护好，但工作台两端要加长。

仅用在行程不长的中小型机床。

4）层叠式

防护好，寿命长，制造复杂，成本高。

用于精密或大型机床。

其它防护装置，如钢带式和手风琴式等。

25、简述提高导轨耐磨性的措施。

答：

1）力求无磨损

采用静压滑动轴承可达到目的。

2）力求少磨损

（1）降低导轨面间的比压，减小单位面积上承受的摩擦力，可以加大接触面积和减轻负载来降低比压。

卸荷导轨，加宽或加长导轨面，提高接触精度和表面粗糙度。

（2）降低摩擦系数

采用滚动导轨和充分润滑。

（3）适当的热处理可提高导轨磨损的能力

（4）加强防护

3）均匀磨损

（1）力求使磨损面上的比压均匀分布。

（2）尽量减少扭矩和颠覆力矩。

（3）保证工作台、溜板等支承件有足够的刚度。

（4）回转运动导轨不宜太宽，以免线速度相差太大。

（5）摩擦副中全长上使用机会不均的那一件硬度应高些。

26、简述消除爬行的措施。

答：

1）减小静、动摩擦力之差。

（1）采用导轨油。

（2）以滚动摩擦代替滑动摩擦。

（3）采用卸荷和静压导轨。

（4）采用减摩导轨材料。

2）提高传动系统刚度。

（1）缩短传动链，减少传动件的数量。

（2）提高各传动件及组件的刚度，特别注意刚度薄弱元件及末端件（如丝杠），减小各传动轴的跨距，合理布置轴上传动件等。

（3）合理确定传动系统的传动比，应尽可能采用降速传动，尤其是末端件的降速要大些。

3）增加传动系统阻尼

。

使用粘度较大润滑油、加阻尼器等。

4）减轻移动部件质量。

使用静压导轨。

5）其他。

（1）减小传动间隙，合理选择零件的公差配合和齿轮的啮合间隙等。

（2）减小运动部件的偏重。

避免操纵手柄偏重或安装脱开装置。

（3）提高零件的加工和装配质量等。

27、简述动压导轨的特点及应用。

答：

动压导轨的工作原理与动压轴承相同。

借助导轨面之间较高的相对运动速度，形成压力油膜，从而将运动部件浮起。

导轨面之间属于纯液替磨擦，避免了磨损，提高了导轨的耐磨性。

但动压导轨的油膜承载能力与相对运动速度有关，因此在启动或停止过程中仍难免磨损。

相对运动速度越高，油膜的承载能力越大。

因此，动压导轨适用主运动导轨，如龙门刨床工作台导轨、立式车床旋转工作台导轨等。

28、简述静压导轨的特点及应用。

答：

静压导轨的工作原理与静压轴承相同。

将具有一定压力的润滑油，经节流阀输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。

1）静压导轨的优点：

摩擦系数极小，因而传动效率高，发热少；由压力油产生的静压油膜使导轨分开，因此在启动和停止过程中也不会产生磨损，精度保持性好；静压油膜较厚，对导轨表面的制造误差有均化作用，可以提高加工精度；低速运动平稳，移动准确；静压油膜具有吸振能力。

2）缺点：

导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；调整维护比较麻烦。

主要用于精密机床的进给运动和低速运动导轨。

29、简述滚动导轨的特点及应用

答：

1）优点：

摩擦系数小（0.0025～0.005）；动静摩擦系数很接近，运动轻便灵活；运动所需功率小；摩擦发热小；精度保持性好；无爬行；移动和定位精度高；润滑简单，维护方便；高速无浮起。

2）缺点：

结构复杂、制造比较困难、成本高、刚度低、抗振性差、对赃物比较敏感，必须有良好防护装置。

30、简述改善传动性能的注意事项。

答：

提高传动件转速可减少结构尺寸，但传动件转速过高又会恶化传动性能。

如增大空载功率损失、噪声、振动和发热等。

1）传动链要短

减少传动链中齿轮、传动轴和轴承数量，不仅能使制造、维修方便，降低成本，还可提高传动精度、传动效率，减少振动和噪声。

措施：

a、采用折回传动或分支传动。

b、选择电机

应尽量接近主轴转速

。

c、采用多速电机。

d、适当减少变速组的个数。

e、采用交换齿轮或高速带轮变速。

2）转速和要小

因空载功率损失与各轴转速之和近似地成正比。

措施：

a、避免任一个传动件（包括空转件）有过高的转速。

b、避免过早，过大地升速。

c、尽可能避免“前快后慢”地升速。

3）齿轮线速度要小

<10～12m/s

措施：

a、减小主轴高速齿轮的直径。

b、减小传动链前面各轴齿轮的线速度。

c、主轴采用斜齿园柱齿轮可减小噪声，

4）空转件要少：

空转元件有可能是最大噪声源之一。

31、简述一个规律、两个限制、三个原则、四个注意的内容。

答：

1）一个规律：

级比规律

2）二个限制：

，

；

3）三个原则：

传动副要“前多后少”。

传动线要“前紧后松”。

降速要“前慢后快”。

4）四项注意：

传动链要短，转速和要小，齿轮线速要小，空转件要少。

32、简述提高传动精度的途径。

答：

1）缩短传动链，减少误差来源。

2）合理分配各传动副的传动比，末端件用尽可能大的降速比。

3）合理地选择各传动副的精度，末端件精度要高。

4）合理选择传动机构和传动件的参数，不能用摩擦传动副。

5）采用误差校正装置

33、简述主轴的结构的特点。

答：

主轴一般是阶梯轴，其直径从前端向后或是从中间向两端逐步缩小。

各阶梯之间应有退刀槽。

为了与齿轮等传动件周向连接以传递转矩，主轴上经常带有键槽或花键。

主轴的轴端结构应保证夹具或刀具安装可靠、定位准确、连接刚度高、装卸方便和能传递足够的转矩。

34、简述前后主轴轴承精度对主轴部件的旋转精度的影响。

答：

1）前轴承的精度对主轴旋转精度的影响。

>

2）后轴承的精度对主轴旋转精度的影响。

<

由以上两式可知，前轴承的精度对旋转精度的影响比后轴承的影响大。

3）选配法

（1）前、后轴承的最大径向跳动位于理论轴线两侧：

（2）前、后轴承的最大径向跳动位于理论轴线同侧：

因此，在装配时，应使前、后轴承的最大径向跳动位于同一轴向平面内，且在理论轴线同一侧，即可减小主轴前端的径向跳动。

35、试分析比较铸铁和钢板、型钢焊接的支承件优缺点，并说明其应用场合。

答：

1、铸造生产工序多，生产周期长，不利于新品的发展。

焊接件反之。

2、铸件越大，质量越难控制，不利于大型和重型机床的发展。

3、在同等技术要求下，焊接件比铸件重量轻，节约金属。

4、数控机床的运动件采用焊接件比铸件合理。

焊接件刚度高、惯性小、重量轻、灵敏度高。

5、焊接件可以采用完全封闭的箱形结构以提高刚度，不象铸件那样要留出砂孔。

6、以钢代铁，以焊代铸是合理利用和节约能源的重要途径。

7、钢的内摩擦阻尼约为铸铁的1/3，但是焊接件的整机阻尼并不比铸铁件差。

8、低碳合金钢的机械加工性能灰口铸铁，它不象铸铁可直接作为导轨面。

结构复杂，焊缝长，焊接成本高，内应力大，变形大，质量难以控制。

鉴于上述原因，焊接件在大型和重型机床，自制设备等小批、单件生产领域里，获得广泛应用。

36、某多刀车床

125～1400rpm，

，

1450rpm，若采用一个交换齿轮变速组和两个滑移齿轮变速组。

要求拟定结构式和结构网。

（10分）

解：

根据三个原则，结构式

但本题要求用交换齿轮变速组，为了减小

机械结构，提高刚度，此组应为第一变速组。

又为了减少交换齿轮个数，该组不是基本组。

故结构式应为

结构网

37、某铣床的

40～1250rpm，是对称型混合公比数列

1.26,

1.58，

12要求：

拟定结构式、结构网。

（10分）

解：

级

故空跳速度级数

根据三原则

又根据题意，

结构网