《金属切削机床》大题3

1、2.画简图表示用尖头车刀纵、横向同时进给车外圆锥面时,2）3.金属切削机床大题3四、画图题：（每题10分，计10分）画简图表示用成形车刀车削外圆锥面时，需要哪些成形运动？其中哪些是简单运动？哪些是复合运动？需要哪些成形运动？其中哪些是简单运动？哪些是复合运动？5.画出12=31Q23叮和12=31叮6口23案结构式对应的结构网。并比较两者哪个比较合理。（3）答：根据前密后疏原则可知：12=31口23叮比较合理6.绘图说明通用机床主传动的功率和转矩特性7.推力轴承都分别布置在前、后支承出，称为两端定位，画出示意图，并说明该定位结构的特点和适用范围。4Mb-特点：1、支承结构简单，间隙调整方便（只

2、需在一端调整）2、主轴受热伸长会改变轴承间隙，影响轴承的旋转精度及寿命;3、刚度和抗振性较差。适用范围：1、轴向间隙变化不影响正常工作的机床主轴，如钻床；3、有自动补偿轴向间隙装置的机床主轴。五、分析题：（每题10分，计10分）1.下图为车床的整体图，试指明各数字代表车床组成部分。（2）答：1主轴箱：支承并传动主轴，通过卡盘等装夹工件，使主轴带动工件旋转，实现主运动。2:刀架及床鞍：床鞍的底面有导轨，可沿床身上相配的导轨纵向移动，其顶部安装有刀架。刀架用于装夹刀具，是实现进给运动的工作部件。3:尾座：用于安装顶尖，以支承细长工件，或安装钻头和铰刀等孔加工工具4:床身：床身上安装和连接机床的各主

3、要部件，并带有导轨，能够保证各部件之间准确的相对位置和移动部件的运动轨迹5、7:床腿:6:溜板箱：驱动刀架移动，把进给箱传来的运动在传给刀架，实现纵向和横向机动进给、手动进给和快速移动或车螺纹。8进给箱：其内部装有进给变换机构，用于改变被加工螺纹的导程或机动进给的进给量，以及加工不同种类螺纹的变换。如下图所示：如何提高CA6140主轴的旋转精度？（从轴承间隙的调整方面分析）（2）使螺母5向右移动。通过轴承6推动轴承7内圈向右移动，由于轴承7的内圈1:12锥度壁较薄，故轴承7内圈的右移将使内圈径向扩大，从而达到消除滚动体与滚道间的间隙。调整好后再将螺母8和螺母5上防松螺钉拧紧。轴承6的调整较麻烦

4、，需拆下该轴承，测量磨损量，修磨两内圈间隙套来完成。后支承的调整方式同轴承7调整，拧动防松螺钉及螺母3即可调整。如图2-8所示：分析获得主轴正传的操作过程。（2）如图2-8所示，CA6140型车床的主轴开停、换向及制动是通过一个手柄来操纵的，向上扳动手柄13时，通过由曲柄15、拉杆16和曲柄17组成的机构，使轴上扇形齿轮12顺时针方向转动，传动齿条轴18及固定在其左端的拨叉19右移，拨叉又带动滑套7右移，将羊角形摆块6右端压下，羊角形摆块下端推动拉杆3向左移动，从而使双向多片式摩擦离合器的左离合器接合，主轴起动正转。当手柄13向下扳动时，双向多片式摩擦离合器的右离合器接合，主轴反转。当手柄13

5、处在中间位置时，双向离合器左右都不接合，主传动链与动力源断开，主轴不转动。此时，齿条轴18的凸起部分压着制动器杠杆9的下端。将制动带10拉紧，导致主轴制动。当齿条轴18向左端或右端移动，离合器接合，主轴转动时，齿条轴18上圆弧形凹口部分与杠杆9接触，制动带松开（制动带外缘是弹性较强的钢带）主轴不受制动。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。（2）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，变速要求使孔盘转过一定角度。再使孔盘

6、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，釆用了链条、盘形凸轮、杠杆、拨叉等装置，其机械结构较为复杂。而釆用孔盘机构的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。卧式车床床身在切削力的作用下，会产生哪些变形？根据下列简图说明这些变形对被加工工件的尺寸精度d/2）有何影响？（2）解：会产生三种变形：在竖直面内的弯曲变形61；在水平面内的弯曲变形62;扭转变形少。在竖直面内的弯曲变形61对被加工工件尺寸精度（Ad1/2）的

7、影响很小，可忽略不计；水平面内的弯曲变形62以1:1的比例反映到工件误差上，Ad2/2=62;扭转变形少引起的刀尖位移63近似以1:1的比例反映到工件误差上，d3/2=63。故工件误差为（Ad/2）=62+63=62+仲，其中，h为主轴中心到床身扭转中心的高度。分析比较如图所示三种传动件布置方式的优缺点及适用机床。（3）QFa.(a)F（c）a、传动件在二支承之间,优点：F与Q二力引起的轴端位移可部分抵消，故主轴弯曲变形小（y小）缺点：由于F与Q同向，使前支承受力大，增加发热和磨损（R1大）。适用对象：受力较小、精度要求较高的机床（或轴承刚度和承载能力大的机床）。b、传动件在二支承之间，传动力

8、Q与切削力F方向相反；优点：前支承点抵消一部分，发热小，磨损小（R1小）缺点：增大了主轴弯曲变形（y大）适用对象：主轴本身较粗、刚度高、精度要求不高的机床。c、传动件布置于前支承之前，传动力Q与切削力F方向相反；优点：主轴弯曲变形小（y小），前支承承受力小（R1小）；缺点：结构上较难实现，通常会增大主轴前端悬伸量。适用对象：少数重型机床。根据传动原理图）和（b）,应用表面成形方法，分析图（c）和（d）中哪种零件表面的成型分别符合图（a）和（b）所示的传动原理图所表示的内容，并说明原因。（2）()(c)fd)解：（d）与（a）对应；（c）与心）对应在万能升降台铣床上加工图3-1所示工件，发现加工

9、后的工件的垂直度和平行度超图anIEft答：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。试分析CA6140型卧式车床的传动系统：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。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

10、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。在Y3150E滚齿机上加工直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮，在初次滚切完毕后，是否可以釆用快速电动机驱动刀架返回，再滚切第

11、二次？对齿形会有何影响？在加工齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮时，可否同样釆用上述方法？为什么？答：在Y3150E滚齿机上加工一般的直齿圆柱齿轮时，在初次滚切完毕后，可以釆用快速电动机驱动刀架返回，再滚切第二次。在Y3150E滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，在初次滚切完毕后，不能釆用快速电动机驱动刀架返回，再滚切第二次。这是因为在加工直齿圆柱齿轮时，不需附加运动传动链提供的工作台旋转运动的附加转动；而在加工斜齿圆柱齿轮时，加工过程中必须考虑附加运动传动链提供的工作台旋转附加转动。而在快速电动机驱动刀架返回的过程中，附加运动传动链所提供的工作台旋转附加转动将无法复原，这将造成齿轮齿廓形状的偏差，使轮

12、齿变薄。在丫3150E滚齿机上加工齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮时，在初次滚切完毕后，不能釆用快速电动机驱动刀架返回，再滚切第二次。这是因为在加工齿数大于00的质数直齿圆柱齿轮，必须依靠附加运动传动链提供的工作台旋转运动的附加转动，而基于类似于加工斜齿圆柱齿轮时的同样情况，不能釆用快速电动机驱动刀架返回，再滚切第二次。在滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮时，附加运动和垂直进给运动传动链的两端件都是工作台和刀架，这两条传动链是否可以合并为一条传动链，为什么？答：不能合并为一条传动链。虽然附加运动和垂直进给运动传动链的两端件都是工作台和刀架，但两条传动链中具有合成机构，合成机构的两个输入端分别刀架的旋转运

13、动与刀架的垂直运动，这是刀架的两种完全不同的运动，其计算位移不同。刀架的旋转运动机构与刀架的垂直运动机构是滚齿机上的两个完全不同的机构。尽管它们控制的都是刀架，但它们带给刀架的是两种完全不同的运动。根据主轴支距L与端部位移y的关系得出如图所示曲线，回答下述问题：（2）1、解释曲线1、2、3所表示的意义及它们之间的关系；272、说明何为主轴最佳跨距和合理跨距；3、由于结构原因主轴组件不能釆用合理支承跨距时，应如何提高主轴组件的刚度。3A02LA工由于曲线3有最低点此时的主轴端部应移丫最仏耳综合刚度杲大书对应的荐距L：称海“最佳跨距叮由于L的娈化，主轲里件的刖度陨失不超过刖。一冀脚，认为是台理的刚

14、贋损矢此范围内的跨距株为含理跨距.职“伽小儿3.由于皓枸上的瘪因，不能取合瑾蹲距吋，苔实际的跨距较大，应来葷曙施直过龚高主轴本导的趾度来提高主轴组件的刚度*因为当LL时.在变形y中.刃所占的匕例较大,是主賈因蕭.门的影响蚣当X时情况相反，y2六计算题：（每题10分，计20分）解，L由红1表示弹性主铀本体变形祈引起的端邵位移yl与玄祇跨距L之间的关系F|莊线2表示轴承变形所引起凶刚性兰轴的竦那位移v2三文禺跨距L之间肉关s（住线3表示主轴组件端部总位移-l-y2与支革瘠距L之间的关甌1.VIII39nVI3X2X2,由前密后疏可誦宝结珂式为1A3図爲冥&计某普通车床的主传:动系纟统9.欲设主轴最

15、高转速Nmax=1500r/min，主轴最低转速Nmin=33.5r/min,公比少=1.41求:1、计算主轴的变速范围Rn;2、利用公式计算主轴的转速级数Z；3、写出至少4个可供选择的结构式。S7.Wr1、Kn=NmaxNmin=5M33.5=44.32、=早衷讥gcH=lg斗壬1?1.41*1=11.OM=：212=2,i1、列出传动路线表达式；2、列出传动链运动的平衡式；3、计算主轴的最大转速。imuni4K440niln电机（L440：:-解：i）传动路践去达式:27/5517/68140：7O-E3448III3448IF55J4V（主紬）35-501440X140170XUE_n：

16、X3-48XUj._-.=n（主轴）3）主轴由最丈凝In-14-0X14017OX3443：3448X5534=962.5:mm11.根据下图所示回答下列问题：（2）1、计算各传动轴转速，画转速图，写出结构式。2、该变速箱主轴釆用什么形式的支承，各轴承叫什么名称？3、II轴双联滑移齿轮与II轴配合釆用什么形式导向？4、主轴材料如何选择？釆用哪种热处理形式？箱体材料釆用哪种材料？K结松式丸2=21擁2】转逮圈如下图所示114Qto100、1.oraA=45rt解I总馳比公丈Iini-3S/5X5852X8020X50SIX58-26e:一=1450X5fi38X225SX2OOX51:OX2&5

17、B=92.65imin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。用FT250TlMlfcI的ft齿轮时4fi4C1;螺riFfsr=口rflJ4:.分度片稱輝次应转订的乩选用瞅礼故为&4孔的孔惘井林过U啊L简答题：1试分析CA6140型卧式车床的传动系统。答：CA6140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。2什么是组合机床？组合机床的应用范围有哪些？（2

18、）答：组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件所组成的专用机床。可加工气缸体，气缸盖，变速箱体，变速箱盖等箱体零件。3在插齿机上加工直齿圆柱齿轮，主要有哪些运动组成？其中那些运动不参与工件表面的形成过程？答：在插齿机上加工直齿圆柱齿轮，主要运动有主运动、展成运动、圆周进给运动、径向切入运动及让刀运动等。其中让刀运动不参与工件表面的形成过程。4机床包括3个基本部分：执行件，动力源，传动装置（2）5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。答：车削螺纹时，必须严格控制主轴转角与刀具纵

19、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。6与一般卧式车床相比，精密及高精密卧式车床主要釆取了哪些措施来提高其加工精度和减小表面粗糙度？答：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。主传动链釆用分离传动的形式把主轴箱和变速箱分开，提高主轴的

20、运动平稳性减少主轴热变形，从而提高机床工作精度。主轴皮带轮釆用卸荷式结构。减小加工表面粗糙度，主轴前后轴承均釆用高精度滑动轴承或釆用高精度静压轴承，釆用无级变速传动。7主轴滚动轴承油润滑的方式有哪几种？答：自由流动润滑（飞溅润滑）、滴油润滑、压力循环润滑、油雾润滑、喷射（注）润滑。8.Y3150E滚齿机上用左旋滚刀加工左旋齿轮，机床需要哪些表面成型运动？（3）答：需要的表面成形运动有：滚刀的高速旋转为主运动；滚刀与工件之间的啮合运动即展成运动；滚刀架的垂直进给运动；附加运动。9主轴部件按运动方式可分为哪几类？答：1）只做旋转运动的主轴部件2）既做旋转运动又有轴向进给运动的主轴组件3）既有旋转运

21、动又有轴向调整移动的主轴组件4）既有旋转运动又有径向进给运动的主轴部件5）主轴做旋转运动又做行星运动的主轴部件10.当CA6140型车床的主轴转速为4501400r/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4501400r/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0.0280.054mm/r。细进给量与常用进给量的比值是：0.028/0.080.058/1.22=7/2027/610=0.350.044mm/r11机动进给操纵

22、手柄与开合螺母手柄之间为何要互锁？（2）答：当机动纵向进给时，溜板箱带动开合螺母移动，若开合螺母与丝杠啮合，此时就产生开合螺母要移动而丝杠轴向不能移动，从而产生运动干涉，造成机件损坏。答：1）有快速电钮；2）有三杠的区别：a、丝杠：车螺纹；b、光杠：机动进给；c、操纵杠：带动刀具运动进给箱包含哪些部分答：变换螺纹导程和进给量的变速机构，变换螺纹种类的移换机构，丝杠和光杠的转换机构，操纵机构。转塔车床与卧式车床的主要区别是什么？（3）答：区别：转塔车床没有尾座和丝杠，而在尾座的位置变装一个可纵向移动的多工位刀架，刀架上安装多把刀具。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

23、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。在通用机床和数控机床的使用中，对切削运动的描述有何不同？（2）答：1、卧式车床切削运动主运动：正轴正、反转，停止进给运动：纵向进给运动，横向进给运动数控车床，建立工件坐标系，用代码控制切削运动与辅助运动卧式镗床可进行哪些工作运动？（2）镗杆的旋转主运动平旋盘的旋转主运动镗杆的轴向进给运动主轴箱垂直进给运动工作台纵向进给运动工作台横向进给运动平旋盘径向刀

24、架进给运动辅助运动能否在CA6140车床上，用车大导程螺纹传动链车削较精密的非标螺纹？答：不能，因为加工较大精密螺纹在CA6140车床上只要釆用的措施、就是缩短传动链、而车大导程螺纹传动路线长，传动件的累积误差大，所以不能用车大导程螺纹传动链车削较精密的非标螺纹说明何谓简单运动？何谓复合运动？其本质区别是什么？（2）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。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

25、转运动或直线运动组合而成的。什么是主轴组件的前端定位和后端定位？各有何缺点？答：承受轴向力的轴承集中布置在前支撑时称为前端定位，反之，称为后端定位。前端定位的轴向刚度高，主轴受热向后伸长不影响加工精度，但前支撑结构复杂，后端定位的优点是前端定位的缺点，而缺点正是前端定位的优点。通用机床的型号包含哪些内容？（2）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

26、容。请问支承板的焊接结构的特点有哪些？（2）答：1）用钢板、角钢等焊接支承件，工序简单，生产周期短，可以焊接任何形状的零件，且不易出废品2）焊接支承件没有铸件的截面形状限制，可做成完全封闭箱型结构，并根据受力情况，布置肋条和肋板来提高抗扭刚度和抗弯刚度4）钢的内阻尼较铸铁小，但机床阻尼主要取决于各个零件结合处阻尼，材料的内阻尼影响不大。精密卧式车床的特点有哪些?（2）答：提高机床的几何精度。主传动链釆用“分离传动”的形式，即把主轴箱和变速箱分开，把主传动的大部分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。主轴上的皮带轮釆用卸荷式结构，以减少主轴的弯曲变形。为减少加工表面粗糙度，有些卧式精密车床的主轴前后均釆用精度滑动轴承。滚珠丝杠螺母传动副有哪些特点。答：磨擦系数小，传动效率高。灵敏度高，传动平稳，传动精度和定位精度高。磨损少、寿命长。预紧后，可消除丝杠与螺母间隙，提高轴向刚度和反向精度。螺母和丝杠均可作主动件，运动具有可逆性。制造工艺复杂，成本高，不能自锁，需附加制动装置。争取均匀磨损应釆取哪些措施？答：1）力求使摩擦面上的压强均匀分布，例如导轨的形状和尺寸要尽可能使集中载荷对称。2）尽量减少扭转力矩和倾覆力矩3）保证工作台、