金属切削机床概论-习题与答案集 投稿:陈圠圡

金属切削机床概论-习题与答案集 第一章 1.举例说明通用(万能)铣床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么,它们的适用范围怎样? 答:通用化机床的工艺范围很宽,可以加工一定尺寸范围内的各种类型的零件,如完成多种多样的工序,如卧式车床、万能外圆磨床、摇…

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金属切削机床概论-习题与答案集

第一章

1.举例说明通用(万能)铣床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么,它们的适用范围怎样?

答:通用化机床的工艺范围很宽,可以加工一定尺寸范围内的各种类型的零件,如完成多种多样的工序,如卧式车床、万能外圆磨床、摇臂钻床等。专门化机床的工艺范围较窄,只能加工一定尺寸范围内的某一类(或少数几类)的零件,完成某一种(或少数几种)特定工序,如凸轮车床、轧辊机床等。专用机床的工艺范围最窄,通常只能完成某一特定零件的特定工序。

2.说明下列机床的名称和主参数(第二主参数):CM6132,C1336,C2150×6,Z3040×16,XK5040,B2021A,MGB1432。

答:CM6132C─车床类,M─精密型,61─卧式车床系,32─最大回转直径的1/10。

C1336C─车床类,1─单轴自动,13─单轴转塔自动车床系,36─最大车削直径的1/10。

Z3040×16Z─钻床类,3─摇臂钻床,30─摇臂钻床系,40─最大钻孔直径,16─最大跨距。

C2150×6C─车床类,2─多轴自动半自动车床,21─多轴棒料自动机床系,50─最大棒料直径,6─轴数。

T4163BT─镗床类,4─坐标镗床,41─单柱坐标镗床,63─工作台面宽度的1/10,B─第二次重大改进。

XK5040X─铣床类,K─数控,5─立式升降台铣床,50─立式升降台铣床系,40─工作台宽度的1/10。

B2021AB─刨床类,20─龙门刨床系,21─最大刨削宽度的1/10,A─第一次重大改进。

MGB1432M─磨床类,G─高精度,B─半自动,1─外圆磨床,14─万能外圆磨床,3最大磨削直径的1/10。

3.说明何谓简单运动?何谓复合运动?其本质区别是什么?

答:如果一个独立的成形运动,是由单独的旋转运动或直线运动构成的,则称此成形运动为简单成形运动,简称简单运动。如果一个独立的成形运动是由两个或两个以上的旋转运动或直线运动,按照某种确定的运动关系组合而成的,则称此成形运动为复合成形运动,简称复合运动。本质区别在于简单运动是由单独的旋转运动或直线运动组成的,而复合运动是由多个旋转运动或直线运动组合而成的。

5.按图1-13所示传动系统作下列各题:

⑴写出传动路线表达式;

⑵分析主轴的转速级数;

⑶计算主轴的最高最低转速。

(注:图1-13a中M1

为齿轮式离合器)

答:(1)图(a)

传动路线表达式:⎡36⎤⎡22⎤⎢2245⎥⎢⎥⎢⎥⎢1742⎥⎢4226⎥⎡M1⎤⎢26⎥⎢38⎥⎢17⎥Φ 90 Φ17827 ⎢⎥⎥⎢⎥⎢⎥3230Φ150 ⎣⎦⎣⎦Φ20063电动机──Ⅰ──Ⅱ──Ⅲ──Ⅳ──Ⅴ─⎣58⎦─Ⅵ

(主轴)

主轴的转速级数:3×3×2=18级

90 26 38 17827

主轴的最高转速:nmax=1430×150×32×30×200×63=336.81r/min

90 17 421782717

主轴的最低转速:nmin=1430×150×42×26×200×63×58=62.72r/min

(2)图(b)

传动路线表达式:⎡26⎤72⎥⎡3717⎤⎡⎥⎢⎥3⎢37 -⎢M(左)-6181⎥40⎥⎢61⎢58⎥⎢M3(右)⎢⎥⎣⎢⎥⎢⎥Φ100 32⎥⎢M2-17⎥⎢⎥⎢⎥─Ⅲ(主轴)65⎣81⎦电动机─Φ 325─Ⅰ─⎣⎦─Ⅱ─

⎧正:3级⎨3级主轴的转速级数⎩反:

100 26373717

主轴的最低转速:nmin=1440×325×72×61×61×81=12.32r/min

6.按图1-14a所示传动系统,试计算:

⑴轴A的转速(r/min);

⑵轴A转1转时,轴B转过的转数;

⑶轴B转1转时,螺母C

移动的距离。

答:(1)轴A的转速:

5 232020

nA=1440×22×23×20×80=81.8r/min

(2)轴A转一转时,轴B转过的转数:

5 3530251

nB=1440×22×30×50×40×84=1.7r/min

81.8

则轴B在轴A转过一转时转过的转数为:N=1.7=48r

(3)轴B转过一转时,螺母C移动的距离为:

5 353021

LC=1440×22×30×50×20×10×84=4.77mm

7.传动系统如图1-14b所示,如要求工作台移动L工(单位为mm)时,主轴转1ac

转、试导出换置机构(bd)的换置公式。

1 35db

答:运动平衡式:1×40×30×c×a×b=L工7acac∴主轴转一转时换置机构(bd)的换置公式是:b·d=40L工

8.试说明何谓外联系传动链?何谓内联系传动链?其本质区别是什么?对这两种传动链有何不同要求?

答:外联系传动链是联系运动源和执行件,使执行件获得一定的速度和方向的传动链。

内联系传动链是联系复合运动内部两个单元运动,或者联系实现复合运动内部两个单元运动的执行件的传动链。两者的本质区别在于,其运动是由单个或多个运动组成外联系传动链,该联系是整个复合运动与外部运动源,它只决定成形运动的速度和方向对加工表面的形状没有直接影响,而由于内联系传动链联系的是复合运动,内部必须保证严格的运动联系的两个单元运动,它决定着复合运动的轨迹,其传动比是否准确以及其确定的两个单元的相对运动是否正确会直接影响被加工表面的形状精度甚至无法成形为所需表面形状。

第二章车床

1.在CA6140型车床上车削下列螺纹:

⑴公制螺纹P=3mm;P=8mm;k=2

1

⑵英制螺纹a=42牙/in

⑶公制螺纹L=48mm

⑷模数螺纹m=48mm,k=2

试写出传动路线表达式,并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围。答:(1)①:P=3mmk=2时L=k·p=6mm

传动表达式:⎡33(右旋)⎤33⎥⎢⎥58631002533×25⎥×⎥⎣2533⎦-Ⅺ-10025-Ⅻ-36-ⅩⅢ-u基-主轴Ⅳ-58-Ⅸ-2536×ⅩⅣ-3625-ⅩⅤ-u倍-ⅩⅦ-M5-ⅩⅧ-(丝杠)-刀架

3618251

u倍=45×28=2平衡式:L=7u基u倍查表得:L=3mm时u基=21

主轴转速范围为450r/min

②:p=8mmk=2时L=k·p=16mm

扩大导程4倍或16倍的传动表达式:

⎡50⎤⎢50⎥⎢⎥58804426⎢80⎣20⎦-Ⅲ-44-Ⅷ-58-Ⅸ-主轴-26-Ⅴ-20-Ⅵ-⎢

⎡33⎤⎢33(右旋)⎥⎢⎥63100252536⎢33x25⎥×⎢2533⎥-Ⅺ-10025-Ⅻ-36-ⅩⅢ-u基-ⅩⅣ-36×25-Ⅹ⎣⎦

Ⅴ-u倍-ⅩⅦ-M5-ⅩⅧ-刀架

因为需扩大导程4倍和16倍两种,所以在Ⅵ和Ⅸ轴之间的u扩为:

5880504426u扩1=××××=42620504458

5880804426××××=162620204458

查表2-3得:

3228151×=uu基倍2835484L=4mm时==u扩2=

3218151

u基=28u倍=45×48=8L=1mm时

在导程扩大4倍时,主轴转速为40~125r/min

在导程扩大16倍时,主轴转速为10~32r/min

1

(2)传动表达式:(英制)a=42牙/in⎡33(右旋)⎤33⎥⎢⎥33255863100×⎥×⎥⎣2533⎦-10025-Ⅻ-M3-ⅩⅣ-u基-ⅩⅢ-主轴-58-Ⅸ-36

25-ⅩⅤ-u倍-ⅩⅦ-M5-ⅩⅧ-(丝杠)-刀架

3618351

u倍=45×28=2查表得:u基=28

主轴转速为:450~1400r/min

(3)车制L=48mm,有两种:扩大4倍和16倍导程的方法

传动表达式:⎡50⎤⎡33(右旋)⎤50⎥33⎥⎢⎥⎢⎥80332558804426⎥×⎥⎥⎥⎦-Ⅺ主轴-26-Ⅴ-20-Ⅵ-⎣20⎦-Ⅲ-44-Ⅷ-58-Ⅸ-⎣2533

25253663100××-10075-Ⅻ-36-ⅩⅢ-u基-ⅩⅣ-3625-ⅩⅤ-u倍-ⅩⅦ-M5-Ⅹ

Ⅷ-刀架

查表2-3得:

3628151×=uu基倍22135484L=3mm时==

362835

u基=21u倍=35×28=1L=12mm时

则在导程扩大4倍时,主轴转速为40~125r/min

在导程扩大16倍时,主轴转速为10~32r/min

322835×=1uu基28倍3528(4)k=2时==

传动表达式:⎡50⎤⎡33(右旋)⎤50⎥33⎥⎢⎥⎢⎥80332558804426⎥×⎥⎥⎥⎦-Ⅺ主轴-26-Ⅴ-20-Ⅵ-⎣20⎦-Ⅲ-44-Ⅷ-58-Ⅸ-⎣2533

25253664100××-10097-Ⅻ-36-ⅩⅢ-u基-3625-Ⅵ-u倍-ⅩⅦ-M5-ⅩⅧ-刀架

2.欲在CA6140型车床上车削L=10mm的公制螺纹,试指出能够加工这一螺纹的传动路线有哪几条?

答:传动路线有两条:

①:L=10mm时

传动表达式:⎡33(右旋)⎤⎢33⎥⎢⎥586310025⎢33×25⎥×⎢⎥⎦-Ⅺ-10075-Ⅻ-36-Ⅶ-u基-ⅩⅣ-主轴Ⅵ-58-Ⅸ-⎣2533

2536×3625-ⅩⅤ-u倍-ⅩⅦ-M5-ⅩⅧ-刀架

202835

u基=14u倍=35×28=1

②:L=2.5mm时,需要导程扩大4倍

传动表达式:⎡50⎤⎡33(右旋)⎤⎢50⎢33⎥⎢⎥⎢⎥80332558804426⎢⎢×⎥⎢⎢⎥⎦-主轴Ⅵ-26-Ⅴ-20-Ⅵ-⎣20⎦-Ⅲ-44-Ⅷ-58-Ⅸ-⎣2533

63100252536××Ⅺ-10075-Ⅻ-36-ⅩⅢ-u基-ⅩⅣ-3625-ⅩⅤ-u倍-ⅩⅦ-M5-ⅩⅧ-刀架

2028151u基=14u倍=35×48=4

3.当CA6140型车床的主轴转速为450~1400r/min(除500r/min)时,为什么能获得细进给量?在进给箱中变速机构调整情况不变的条件下,细进给量与常用进给量的比值是多少?

答:转速为450~1400r/min(除500r/min)时,其运动路线直接由扩大螺距机构和公制螺纹传动路线控制,故可获得8种细进给量,范围是0.028~0.054mm/r。细0.0280.058727

进给量与常用进给量的比值是:0.08~1.22=20~610=0.35~0.044mm/r。

4.分析C620-1型卧式车床的传动系统(见图2-41):

⑴写出车公制螺纹和英制螺纹时的传动路线表达式;

⑵是否具有扩大螺距机构,螺距扩大倍数是多少?

⑶纵、横向机动进给运动的开停如何实现?进给运动的方向如何变换?

答:(1)公制:⎡38⎤(右旋)⎢38⎥⎢⎥503210025⎢38×38⎥×⎥⎣3838⎦-Ⅷ-10097-Ⅸ-36-Ⅹ-u基-Ⅻ-主轴Ⅵ-50-Ⅶ-⎢

2856×5628-ⅩⅢ-u倍-ⅩⅣ-M5-ⅩⅤ-刀架

英制:⎡38(右旋)⎤38⎥⎢⎥3838503210036×⎥×3838⎥-10097-Ⅸ-M3-Ⅺ-u基-Ⅹ-25-⎦主轴Ⅵ-50-Ⅶ-⎣

Ⅻ-u倍-ⅩⅣ-M5-ⅩⅤ-刀架

(2)具有扩大螺距机构表达式:⎡50⎤⎡50⎤⎢5050⎥⎢⎥⎢⎥6450⎢8080⎥⎢20⎦-Ⅳ-⎣20⎦⎥-Ⅲ-50-Ⅶ主轴Ⅵ-32-Ⅴ-⎣

64505050u扩1=×××=232505050扩大倍数:

64808050u扩2=×××=3232202050

(3)开停可用机械式摩擦离合器来控制,进给方向的变换通过同一离合器和圆柱齿轮来实现。

5.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?对照图2-8说明扭距是如何传递到轴Ⅰ的?试画出轴Ⅰ采用卸荷式带轮结构与采用非卸

荷式带轮结构的受力简图。

答:采用卸荷式带轮是因为皮带轮与花键套间用螺钉联接,与固定在主轴箱上的法兰盘中的两个向心球轴承相支承,故皮带轮可在花键套的带动下使轴Ⅰ转动。即卸荷式带轮结构的受力:

F1

非卸荷式带轮结构的受力:6.CA6140型车床主传动链中,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摩擦离合器,实现主轴的开停及换向?在进给传动链中,能否用单向摩擦离合器或电磁离合器代替齿轮式离合器M3、M4、M5?为什么?

答:不能代替双向多片式摩擦离合器,因起到过载保护作用。不能代替齿轮式离合器,因其可以保证准确的传动比。

7.CA6140型车床进给传动系统中,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?能否用主轴箱中的换向机构来变换纵、横向机动进给的方向?为什么?C620-1的情况是否与CA6140型车床相同?为什么?

答:CA6140车床进给传动系统中,主轴箱的作用是保证主轴正反转和停止。溜板箱的作用是将光杠或丝杠所传动的扭距转换为直线进给运动并带动刀架进给,控制刀架运动。纵横向机动进给的方向不能用主轴箱中的换向机构来变换。C620-1与CA6140车床不同,CA6140进给箱中的基本螺距机构采用的是双联滑移齿轮机构、摆移齿轮机构和三联滑移公用齿轮机构。这种机构的使用性能、结构刚性和制造工艺性都较好,故采用的很普遍。而在C620-1中,基本螺距机构采用的是摆移齿轮机构,这种机构工艺性复杂,刚性差。

8.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?可否单独设置丝杠或光杠?为什么?

答:光杠是实现纵横向直线进给,而丝杠则在加工螺纹是实现刀架的进给,不能单独设置丝杠或光杠。设置光杠可以保证丝杠的传动精度不被磨损。

9.CA6140型车床主轴前后轴承的间隙怎样调整(见图2-8)?作用在主轴上的轴向力是怎样传递到箱体上的?

答:主轴前端轴承间隙是通过螺母23和26调整,调整时先拧松螺母23然后拧紧带锁紧螺钉螺母26,使轴承22的内圈相对主轴的锥形轴颈向右移动,由于锥面作用薄壁的轴承内圈产生径向弹性变形将滚子与内外圈滚道之间的间隙消除,调整后再将螺母23拧紧。后轴承32的间隙要用螺母23,轴承22的内圈轴承18传动到箱体,向右的轴向力由主轴径向螺母26,轴承18,隔套25,轴承22的外圈和轴承24传至箱体。

10.为什么卧式车床溜板箱中要设置互锁机构?丝杠传动与纵向、横向机动进给能否同时接通?纵向和横向机动进给之间是否需要互锁?为什么?

答:若操作错误同时将丝杠传动和纵横向机动给接通,则将损坏机床。为了防止发生,溜板箱中设置互锁机构,以保证开合螺母合上时机动进给不能接通,反之机动进给接通时开合螺母不能合上,故丝杠传动与纵横向机动进给不能接通,纵横向机动进给不需互锁是由手柄控制纵向机动进给时横向机动进给的离合器是脱开、不能传递动力,也就不能横向进给,当横向机动进给时控制纵向传动离合器是脱开,不能纵向机动进给。

11.分析CA6140型车床出现下列现象的原因,并指出解决办法:

⑴车削过程中产生闷车现象;

⑵扳动主轴开、停和换向操纵手把(见图2-13中零件7)十分费力,甚至不能稳定地停留在终点位置上;

⑶操纵手柄13(见图2-13)扳至停车位置上时,主轴不能迅速停止;

⑷安全离合器打滑,刀架不进给。

答:⑴由于进给量太大致使双向多片式摩擦离合器打滑,使主轴停转产生闷车现象,减少吃刀量及进给量即可,或由于双向多片式摩擦离合器摩擦间隙调节档,将间隙调整合适即可。

⑵由于齿扇齿条轴啮合的太紧,齿顶与啮合齿槽的底部相接触使扳动手柄费力,而啮合的两部分间隙过大过松使扳动手柄不能稳定停留在终点位置,只须将齿条啮合间隙调整合适。

⑶由于制动器制动带过松,不能起到预期的刹车作用,只要调节螺母制动带至合适的位置。

⑷由于吃刀量过大使主轴传动受阻阻力过大,出现打滑机床进给传动链断开,减少吃刀量减轻刀架载荷和主轴载荷即可。

13.在图2-25中,手把40经过哪些零件带动刀架体39转位?

答:方刀架过程中的松夹拔锁定位以及夹紧零件都是由于手柄40控制,逆时针转动手柄使其从轴37顶端螺母拧松时,刀架39使被松开同样手柄通过内花键35带动外花键套34转动,外花键34下端有锯齿形齿口与凸轮31的上端面啮合。因此凸轮被带动逆时针转动凸轮转时先由斜面有将定位锁30从定位孔拔出,接着某缺口的一个垂直侧面口与装在刀架体中的锁41相碰,于是带动刀架体转动钢球42从定位孔中滑出。

14.回轮转塔车床与卧式车床在布局和用途上有哪些区别?回轮转塔车床的生产率是否一定比卧式车床高?为什么?

答:回轮转塔车床与卧式车床在布局上的区别:回轮转塔车床没有尾座和丝杠,在床身尾部装有一个能总纵向移动工位刀架,其上也安装多把刀具加工过程中多工位刀架可周期性转位,将不同刀具依次接到加工位置顺序地对工件加工不需按刀具便可完成复杂工序,缩短了辅助时间。而卧式车床加工不同工序需更换刀具延长了加工时间,并且回轮转塔车床可实现多刀同时加工切削而卧式车床不能。回轮转塔车床由预先调整刀具位置保证加工尺寸,在加工中不需对刀、试切和调试,而卧式车床加工时要对刀、试切和测量,回轮转塔车床采用各种快速夹头以替代普通卡盘卧式车床设有。回轮转塔车床不一定比卧式车床加工效率高,回轮转塔车床和卧式车床加工范围不同,在各自适用范围中有各自的生产效率。

15.与一般卧式车床相比,精密及高精密卧式车床主要采取了哪些措施来提高其加工精度和减小表面粗糙度?

答:措施⑴提高机床几何精度,提高主轴及轴承精度以及丝杠和螺母精度。

⑵主传动链采用分离传动的形式把主轴箱和变速箱分开,提高主轴的运动平稳性减少主轴热变形,从而提高机床工作精度。

⑶主轴皮带轮采用卸荷式结构。

⑷减小加工表面粗糙度,主轴前后轴承均采用高精度滑动轴承或采用高精度静压轴承,采用无级变速传动。

第三章磨床

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:(1)砂轮旋转主运动nt,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nw,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fa,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3-5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:①考虑负荷类型;②负荷大小;③工作温度;④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,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f′r=14812×××0.5=0.00252150112mm。这样的补偿可行,调整的方

48

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50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

1.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。

2.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?

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Ⅷ,计算位移是:电动机n电—滚刀主轴(滚刀传动)n刀;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F。

(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L时,工件应附加转±1转。传动原理图见图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/z—k/z0)转。传动原理图见图4-3(bp)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4—4C,4—4D。

3.滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时,工件的范成运动(B12)和附加运动(B22)

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(B12)的方向与工件旋转方向相同;附加运动B22的方向,与工件范成运动中的旋转运动B12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方向。如果B22和B12同向,计算时附加运动取+1转,反之,若B12和B22方向相反,则取-1转。

4.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。

5.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?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。

6.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B22的方向而获得的。

10.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。

11.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。

12.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90°+θf,如锥齿轮几何参数不同,θf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θf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θf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90°,节锥角则为90°−θf。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。θf

第五章

1.各类机床中,可用来加工外圆表面、内孔、平面和沟槽的各有那些机床?它们的适用范围有何区别?

答:卧式车床加工所用的刀具主要是车刀,能够车削内外圆柱面、回转体成形面和环形槽,车削端面和各种螺纹,还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、套丝和滚花等。但卧式车床自动化程度较低,加工形状复习的工件时换刀比较麻烦,加工中辅助时间较长生产率低,故仅适用于单件小批生产及修理车间。

磨床是用磨料磨具为工具进行切削加工的机床,可加工内外圆柱面和圆锥

面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形面等,还可以刃磨刀具和进行切断等。只要用于零件的精加工,尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料零件的精加工。

钻床一般用于加工直径不大,精度要求较低的孔,其中立式钻床只适用于加工中小型工件上的孔,摇臂钻床用于大而中的工件孔的加工。

镗床主要是用镗刀镗削工件上铸出或已粗钻出的孔,常用于加工尺寸较大且精度要求较高的孔,特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求很严格的孔,如各种箱体、汽车发动机缸体等。

铣床可加工平面、沟槽(键槽、T型槽、燕尾槽)、多齿零件上的齿槽、螺旋形表面及各种曲面,还可以加工回转体表面及内孔,以及进行切断工作等。

刨床主要用于加工各种平面和沟槽,由于所用刀具结构简单,在单件小批量生产条件下加工形状复杂的表面比较经济,且生产准备工作省时。

拉床是用拉刀进行加工的机床,可加工各种形状的通孔、平面及成形面等。拉削加工的生产率高,并可获得较高的加工精度和较大的表面粗糙度,但刀具结构复杂,制造与刃磨费用较高,因此仅适用于大批大量生产中。

2.2.对比图5-5和图5-9,说明摇臂钻床和卧式铣镗床这两种机床的主轴部件在机构上的主要区别是什么?

3.

答:摇臂钻床和卧式铣镗床的主轴部件上在机构上的主要区别是:摇臂钻床的主轴部件因是垂直布置,且使上下移动时操纵力基本相同,并得到平稳的轴向进给,故用平衡装置平衡其重力;而卧式铣镗床的主轴部件采用的是三层主轴带固定式的平旋盘,平旋盘主轴用来安装刀具并带动其旋转,并且可单独转动可有不同转速转动,平旋盘上还装有刀具溜板箱的进给机构。

3.单柱、双柱及卧式坐标镗床在布局上各有什么特点?它们各适用于什么场合?

答:①单柱坐标镗床的布局形式与立式钻床类似,带有主轴部件的主轴箱装在立柱的垂直导轨上,可上下调整位置以适应加工不同高度的工件。单柱式一般为中小型机床。

②双柱坐标镗床具有由两个立柱、顶梁和床身构成的龙门框架,一般为大中型机床。

③卧式坐标镗床的主轴水平布置,与工作台面平行。因其具有较好的工艺性能,工件高度不受限制,且安装方便,故卧式坐标镗床应用得越来越多。

4.为了加工出精确的孔间距,坐标镗床在结构和使用条件等方面采取了哪些措施?

答:为加工出精确的孔间距,坐标镗床在结构和使用条件上采用坐标测量装置。常用的坐标测量装置有带校正尺的精密丝杠测量装置、精密刻度尺—光屏读数器坐标测量装置以及光栅、感应同步器和激光干涉仪进行测量。

6.写出图5-16所示被加工表面的名称。

答:根据图5-16的加工方法,其中(a)(b)是铣削平面的加工,(c)是铣削键槽,(d)(e)是铣削T型槽和燕尾槽,(f)是铣削齿轮,(g)是铣削螺纹,(h)是铣削钻头刀具的排削槽,(i)是铣削成形面,(j)是铣削阶梯槽。

7.为了获得高的螺纹加工精度,高精度丝杠车床采取了哪些区别于卧式车床的传动与结构上的措施?

答:高精度丝杠车床用于非淬硬精度丝杠的精加工,所加工的螺纹精度可达6级或更高,这种机床的总布局与卧式车床相似,但它没有进给箱和溜板箱,联系主轴和刀架的螺纹进给传动链的传动比由挂轮保证,刀架由装在床身前后导轨之间的丝杠径螺母传动。

金属切削机床概论-习题与答案集 第一章 1.举例说明通用(万能)铣床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么,它们的适用范围怎样? 答:通用化机床的工艺范围很宽,可以加工一定尺寸范围内的各种类型的零件,如完成多种多样的工序,如卧式车床、万能外圆磨床、摇…

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