金属切削机床阶段性作业3.docx

1、金属切削机床阶段性作业3金属切削机床阶段性作业3中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院金属切削机床 课程作业3（共 4 次作业）学习层次：专科 涉及章节：第3章第4章1.以M1432A型磨床为例，说明为保证加工质量(尺寸精度,几何形状精度和表面粗糙度)，万能外圆磨床在传动与结构方面采取了哪些措施？(注:可与卧式车床进行比较)2.万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？3.图3-1所示砂轮主轴承受径向和轴向力的轴承各有什么特点？使用这种轴承的基本条件是什么？并说明理由；轴承间隙如何调整？4.在万能外圆磨床上磨削内外圆时，工件有哪几种装夹方法？各适用于什么场合？采用不同装夹方法时，

2、头架的调整状况有何不同？工件怎样获得圆周进给(旋转)运动？5.为什么中型万能外圆磨床的尾架顶尖通常采用弹簧预紧？而卧式车床则采用丝杠螺母预紧？6.如磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内不等高，磨削的工件将产生什么误差，如何解决？如两者在水平面内不同轴，磨削的工件又将产生什么误差，如何解决？7.采用定程磨削法磨削一批零件后，发现工件直径尺寸大了0.03mm，应如何进行补偿？并说明调整步骤？8.试分析无心外圆磨床和普通外圆磨床在布局、磨削方法、生产效率及适用范围方面各有什么不同？9.内圆磨削的方法有几种？各适用于什么场合？10.试分析卧轴矩台平面磨床在磨削方法、加工质量、生产效率等方面有何不同？

3、它们的适用范围有何不同？11.分析比较应用范成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？12.在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮，大质数直齿圆柱齿轮，用切向发加工蜗轮时，分别需要调整哪几条传动链？画出传动原理图，并说明各传动链的两端件及计算位移是什么？13.滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，工件的范成运动（）和附加运动（）的方向如何确定？以Y3150E滚齿机为例，说明在操作使用中如何检查这两种运动方向是否正确？14.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？如扳转角度有误差或方向有误差，将会产生什么后果？15.在滚齿机上加工齿轮时，如果滚刀的刀齿相对于工件的轴心线不对称，将会产生什么后

4、果？如何解决？16.在滚齿机上加工一对斜齿轮时，当一个齿轮加工完成后，在加工另一个齿轮前应当进行哪些挂轮计算和机床调整工作？17.对比滚齿机和插齿机的加工方法，说明题目各自的特点及主要应用范围18.磨齿有哪些方法？各有什么特点？19.锥齿轮加工机床的工作原理有采用假想冠轮和假想近似冠轮之分，它们在机床上是如何体现的？怎样把工件的全部轮齿切出？采用这种不同的假想齿轮对机床结构和加工质量各有什么影响？参考答案1.以M1432A型磨床为例，说明为保证加工质量(尺寸精度,几何形状精度和表面粗糙度)，万能外圆磨床在传动与结构方面采取了哪些措施？(注:可与卧式车床进行比较)答:在传动方面包含三个方面的措施

5、：(1)砂轮旋转主运动，通常由电动机通过三角带直接带动砂轮主轴旋转；(2)工件圆周进给运动，通常由单速或多速异步电动机经塔轮变速机构传动；(3)工件纵向进给运动，通常采用液压传动，以保证运动的平稳性，并便于实现无级调速和往复运动循环的自动化。结构方面，砂轮主轴的前、后支承均采用“短三瓦”动压滑动轴承；砂轮架壳体内装润滑油以润滑主轴轴承，油面高度可通过油标观察；主轴两端用橡胶油封实现密封；砂轮周围安装了防护罩；主轴上的带轮采用卸荷结构，以减少主轴的弯曲变形；中小型外圆磨床的尾座，一般都用弹簧力预紧工件，以便磨削过程中工件因热胀而伸长时，可自动进行补偿，避免引起工件弯曲变形和顶尖孔过分磨损。2.万

6、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:万能外圆磨床上磨削圆锥面有两种方法:纵磨法和切入磨法。纵磨时，砂轮旋转作主运动，进给运动有:工件旋转作圆周进给运动，工件沿其轴线往复移动作纵向进给运动，在工件每一纵向行程或往复行程终了时，砂轮周期地作一次横向进给运动，全部余量在多次往复行程中逐步磨去。切入磨时，工件只作圆周进给，而无纵向进给运动，砂轮则连续地作横向进给运动，直到磨去全部余量达到所要求的尺寸为止。3.图3-1所示砂轮主轴承受径向和轴向力的轴承各有什么特点？使用这种轴承的基本条件是什么？并说明理由；轴承间隙如何调整？答:砂轮主轴的轴向定位是这样的:向右的轴向力通过主轴右端轴

7、肩作用在装入轴承盖5中的止推环4上。向左的轴向力则由固定在主轴右端的带轮6中的六个螺钉7，经弹簧8和销钉9以及推力球轴承，最后也传递到轴承盖5上，弹簧8 的作用是可给推力球轴承预加载荷，并且当止推环4磨损后自行进行补偿，消除止推滑动轴承的间隙。使用滚动轴承的基本条件是：考虑负荷类型；负荷大小；工作温度；安装条件。使用这种轴承只承受轴向力，对于固定主轴起着很重要的作用。用通孔螺钉13和拉紧螺钉12锁紧，以防止球头螺钉11松动而改变轴承间隙。4.在万能外圆磨床上磨削内外圆时，工件有哪几种装夹方法？各适用于什么场合？采用不同装夹方法时，头架的调整状况有何不同？工件怎样获得圆周进给(旋转)运动？答:在

8、外圆磨床上磨削外圆表面常用的装夹方法有三种。(1)顶尖装夹,轴类零件常用双顶尖装夹，该装夹方法与车削中所用的方法基本相同。(2)卡盘装夹，磨削短工件的外圆时用三爪自定心或四爪单动卡盘装夹，装夹方法与车床上装夹的方法基本相同。(3)心轴装夹，盘套类空心工件常以内圆柱孔定位进行磨削，其装夹方法与在车床上相同.磨削内圆时，一般以工件的外圆和端面作为定位基准，通常用三爪自定心或四爪单动卡盘装夹工件，其中以四爪单动卡盘通过找正装夹工件用得最多，当工件支承在前后顶尖上时，顶尖固定不动；当用三爪或四爪卡盘夹持工件磨削时，主轴则随法兰盘一起转动；当自磨主轴顶尖时，拨盘直接带动主轴和顶尖旋转，依靠机床自身修磨顶

9、尖。5.为什么中型万能外圆磨床的尾架顶尖通常采用弹簧预紧？而卧式车床则采用丝杠螺母预紧？答:中小型外圆磨床的尾座，一般都用弹簧力预紧，以便磨削过程中工件因热胀而伸长时，可自动进行补偿，避免引起工件弯曲变形和顶尖过分磨损。卧式车床则采用丝杠螺母作纵向调整移动，然后夹紧在所需要的位置上，以适应加工不同长度工件的需要。6.如磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内不等高，磨削的工件将产生什么误差，如何解决？如两者在水平面内不同轴，磨削的工件又将产生什么误差，如何解决？答: 磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内不等高，磨削的工件将产生旋转(圆柱度)误差，调整使磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内等高

10、，可消除此误差；两者在水平面内不同轴，磨削的工件将产生平面度误差，使砂轮端面与工作台台面平行或倾斜一极小的角度，可消除此误差。7.采用定程磨削法磨削一批零件后，发现工件直径尺寸大了0.03mm，应如何进行补偿？并说明调整步骤？答:细进给mm。这样的补偿可行，调整的方法是:拨出旋钮13，使它与手轮11上的销钉12脱开后顺时针转动，经齿轮副带动齿轮Z12旋转， Z12与刻度盘9上的内齿轮Z10相啮合(见图3-8a)，于是便使刻度盘9连同挡销10一起逆时针转动。刻度盘转过的格数，应根据砂轮直径减小所引起的工件尺寸变化量确定。8.试分析无心外圆磨床和普通外圆磨床在布局、磨削方法、生产效率及适用范围方面

11、各有什么不同？答:无心外圆磨床，它有两种磨削方法，即纵磨法和横磨法。生产效率相对较低一些，适用于加工带阶梯或成形回转表面的工件，它的布局比较紧凑，见图3-11。普通外圆磨床， 普通外圆磨床的头架和砂轮架都不能饶垂直轴线调整角度，头架主轴不能转动，没有内圆磨具,它的工艺范围较窄，只能磨削外圆柱面和锥度较小的外圆锥面。但由于主要部件的结构层次少，刚性好，可采用较大的磨削用量,生产效率较高，同时易于保证磨削质量。9.内圆磨削的方法有几种？各适用于什么场合？答:其磨削方法有三种:(1)普通内圆磨削,这种方法适用于形状规则,便于旋转的工件；(2)无心内圆磨削， 这种方法适用于大批大量生产中，加工外圆表面

12、已经精加工过的薄壁工件；(3)行星内圆磨削，这种方法适用于磨削大型或形状不对称，不便于旋转的工件。10.试分析卧轴矩台平面磨床在磨削方法、加工质量、生产效率等方面有何不同？它们的适用范围有何不同？答:卧轴矩台平面磨床可以方便地磨削各种零件，包括直径小于矩台宽度的环行零件。生产效率较低，加工质量较差，这是由于它有换向时间损失。立轴圆台平面磨床生产效率较高些，适用于磨削小零件和大直径的环行零件端面，不能磨削窄零件。第四章 齿轮加工机床11.分析比较应用范成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？答:成形法加工齿轮，要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。例如：在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削

13、齿轮，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮等。通常采用单齿轮成形刀具加工齿轮，它的优点是机床较简单，也可以利用通用机床加工。缺点是对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具；在实际生产中加工精度较低，生产效率也较低。范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的轮廓，它与被切齿轮的齿数无关，因此每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮。这种方法的加工精度和生产率一般比较高，因而在齿轮加工机床中应用最广。12.在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮，大质数直齿圆柱齿轮，用切向发加工蜗轮时，分别需要调整哪几条传动链？画出传动原理图，并说明各传动链的两端件及

14、计算位移是什么？答：（1）加工直齿圆柱齿轮时，需要调整主运动传动链，范成运动传动链和轴向进给运动传动链。传动原理图见图4-2，其中主运动的传动链的两端件是电动机滚刀主轴，计算位移是：电动机滚刀主轴（滚刀传动）；范成运动传动链的两端件是滚刀主轴（滚刀转动）工作台（工件转动），计算位移是：滚刀主轴转一转时，工件转可k/z转；轴向进给传动链的两端件是工作台（工件移动），计算位移是：工作台每转一转时，刀架进给。（2）加工斜齿圆柱齿轮时，比加工直齿圆柱齿轮时多一条附加运动传动链，其两端件是滚刀刀架（滚刀移动）（作台工件附加转动），计算位移是：刀架沿工件轴向移动一个螺旋线导程时，工件应附加转1转。传动原理

15、图见图4-3。（3）加工大质数直齿圆柱齿轮时，需要调整主运动传动链，与加工直齿圆柱齿轮相同；范成运动传动链：两端件是工作台，计算位移是：工作台转k/z转，工作台附加转（k/zk/）转。传动原理图见图4-3（）4用切向法加工蜗轮时，需要调整主运动传动链，范成运动传动链和切入进给运动，见图44C，44D。13.滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，工件的范成运动（）和附加运动（）的方向如何确定？以Y3150E滚齿机为例，说明在操作使用中如何检查这两种运动方向是否正确？答：范成运动（）的方向与工件旋转方向相同；附加运动的方向，与工件范成运动中的旋转运动方向或者相同，或者相反，这都取决于工件螺旋线方向及滚刀进给

16、方向。如果和同向，计算时附加运动取+1转，反之，若和方向相反，则取-1转。14.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？如扳转角度有误差或方向有误差，将会产生什么后果？答：滚齿时，为了切进准确的齿形，应使滚刀和工件处于正确的位置，即滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工齿轮齿槽方向一致。滚切斜齿时，应尽量采用与工件螺旋方向相同的滚刀，使滚刀安装角度小，有利于提高机床运动平稳性及加工精度。在滚齿机上切削直齿圆柱齿轮时，滚刀的轴线也是倾斜的，与水平面成W角倾斜方向则决定于滚刀的螺旋线方向。15.在滚齿机上加工齿轮时，如果滚刀的刀齿相对于工件的轴心线不对称，将会产生什么后果？

17、如何解决？答:如果滚刀的刀齿相对于工件的轴心线不对称，则加工出来的齿轮也不对称，产生圆度误差；将滚刀的刀齿调整使其相对于工件的轴心线对称。16.在滚齿机上加工一对斜齿轮时，当一个齿轮加工完成后，在加工另一个齿轮前应当进行哪些挂轮计算和机床调整工作？答:左旋和右旋螺旋齿轮是两个不同的运动轨迹，是靠附加运动挂轮改变传动方向，即在附加运动挂轮中配加惰轮，改变附加运动的方向而获得的。17.对比滚齿机和插齿机的加工方法，说明题目各自的特点及主要应用范围答：滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种，它多数是立式的，用来加工直齿和斜齿的外啮合圆柱齿轮及蜗轮；也是卧式的，用于仪表工业中加工小模数齿轮和在一般机械

18、加工轴齿轮、花键轴等，插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其使用适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮，它们的加工方法有着很明显的区别，前者是由一对交错轴斜齿轮啮合传动原理演变而来的。后者是一个端面磨有前角，齿顶及齿侧均磨有后角的齿轮。插轮时，插齿刀沿工件轴向作为直线往复运动以完成切削主运动，在刀具与工件轮坯作“无间隙啮合运动”过程中，在轮坯上渐渐切出齿廓。18.磨齿有哪些方法？各有什么特点？答：按齿廓的形成方法，磨齿也有成形法和范成法两种，但大多数类型的磨齿机均以范成法来加工齿轮，成形法是采用各种成形刀具加工时，切削刃是与所需形成的发生线完全吻合的切削线，因此加工时不需任何运动，便可获

19、得所需发生线，范成法是用插齿刀，齿轮滚刀和花键滚刀等刀具加工时，切削刃是一条与需要形成的发生线共轭的切削线，切削加工时，刀具与工件按确定的运动关系作相对运动，切削刃与被加工表面相切，切削刃各瞬时位置的包络线，便是所需的发生线。19.锥齿轮加工机床的工作原理有采用假想冠轮和假想近似冠轮之分，它们在机床上是如何体现的？怎样把工件的全部轮齿切出？采用这种不同的假想齿轮对机床结构和加工质量各有什么影响？答：按照假想冠轮原理设计的机床，摇台切齿刀盘上切刀的刀尖，必须沿假想冠轮的顶锥运动，由于冠轮的顶锥角为，如锥齿轮几何参数不同，不同，因而摇台上切刀的刀尖运动轨迹必须能够调整，以适应不同齿跟角的需要，这样就增加了机床结构的复杂性。有些机床将上述加工原理中的假想冠轮改变为假想近似冠轮，即不考虑工件齿跟角的变化而使刀尖运动轨迹固定地垂直于近似冠轮的轴线。这样，就可免除上述的调整要求，使机床的结构简化。近似冠轮的顶面是平的，其顶锥角是，节锥角则为。为了刀具的磨方便，通常把刀刃磨成直刀线，这时虽然有一定误差，但由于工件的齿跟角都很小，因此，这个误差对加工精度影响不大，生产中是允许的。