金属切削机床解读.docx
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金属切削机床解读
《金属切削机床》复习思考题答案（
1
）
第
1
章
机床的基本知识
1
、说明下列机床型号的意义：
X6132
、
X5032
、
C6132
、
Z3040
、
T6112
、
Y3150
、
CB3463
—
1
、
C1312
、
B2010A
。
答：
X6132
：
万能升降台铣床，最大工作台面宽
320mm
；
X5032
：
立式升降台铣床，最大工作台面宽
320mm
；
C6132
：
卧式车床，最大棒料直径
320mm
；
Z3040
：
摇臂钻床，最大钻孔直径
40mm
；
T6112
：
卧式镗床，最大镗孔直径
120mm
；
Y3150
：
滚齿机，最大工件直径
500mm
；
CB3463
—
1
：
半自动车床，最大工件直径
63mm
；
C1312
：
单轴转塔自动车床，最大棒料直径
12mm
；
B2010A
：
龙门刨床，改进型，最大刨削宽度
1000mm
。
2
、通用机床的型号包含哪些内容？
答：
通用机床的型号有基本部分和辅助部分组成。
其基本部分包括分类代号，类代号，通用特性、结构特性代号，
组代号，系代号，主参数或设计顺序号，主轴数或第二主参数，重大
改进顺序号等；辅助部分包括其他特性代号，企业代号等。
基本部分中的类别代号、组别代号、系别代号、及主参数是通用
机床型号中必须包含的内容。
3
、在使用和选用机床之前，了解机床的主要技术规格有什么意
义？
答：
由于机床种类繁多，性能与使用的加工方法各异，在使用和
选用机床之前，
了解机床的主要技术规格可使我们选用的机床能很好
地满足机加工的要求，主要为①满足工艺的要求，如车、铣、刨、磨
的加工需要；
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。
答：
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。
答：
（
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
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？
答：
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。
答：
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”
。
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。
正确。
两者都属“蜗杆”加工，交换齿轮不变；但传动路线要由
“米制”转换为“英制”
。
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。
正确。
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”
。
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。
正确。
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=3mm
k=2
。
2
）模数螺纹
m=3mm
k=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。
答：
1
）米制螺纹
P=3mm
k=2
。
Ph=1（
主轴
）58/58
×
33/33
×
63/100
×
100/75
×
25/36
×
u
基
传动路线表达式：
2
）模数螺纹
m=3mm
k=2
。
主轴转速范围为
10
～
500r/min
内的正转时
12
及转速，
因为车削
m=3mm
k=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=k
π
m=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？
答：
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。
答：
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
）
。
答：
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
63
、
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？
答：
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。
答：
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。
答：
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？
答：
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？
为什么？
答：
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。
答：
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。
答：
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。
答：
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。
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