金属切削机床概论习题及答案

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：电动机─15090　　　─Ⅰ─322642172236─Ⅱ─303826424522─Ⅲ─200178─Ⅳ─6327　─Ⅴ─58171M─Ⅵ(主轴)主轴的转速级数：3×3×2=18级主轴的最高转速：nmax=1430×15090　　×3226　　×3038　　×200178×6327=336.81r/min主轴的最低转速：nmin=1430×15090　　×4217×2642×200178×6327×5817=62.72r/min(2)图(b)传动路线表达式:电动机─325100　　　─Ⅰ─653258407226─Ⅱ─8117811761376137233－（右）－（左）－　－MMM─Ⅲ(主轴)主轴的转速级数级反：级正：33主轴的最低转速：nmin=1440×325100　　×7226×6137×6137×8117=12.32r/min6.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：nA=1440×225　　×2323×2020×8020=81.8r/min(2)轴A转一转时,轴B转过的转数：nB=1440×225　　×3035×5030×4025×841=1.7r/min则轴B在轴A转过一转时转过的转数为：N=7.18.81=48r(3)轴B转过一转时，螺母C移动的距离为：LC=1440×225　　×3035×5030×202×10/1.7=134.76mm7.传动系统如图1-14b所示，如要求工作台移动工L（单位为mm）时，主轴转1转、试导出换置机构（badc）的换置公式。答:运动平衡式：1×401　×3035×cd×ab×b=L工∴主轴转一转时换置机构（badc）的换置公式是：ba·dc=工L4078.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=2⑵英制螺纹ａ=421牙/in⑶公制螺纹L=48mm⑷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:主轴Ⅳ－5858－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－2510010063－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u－ⅩⅣ－25363625－ⅩⅤ－倍u－ⅩⅦ－5M－ⅩⅧ－(丝杠)－刀架平衡式:L=7基u倍u查表得：L=3mm时基u=2136倍u=2128254518主轴转速范围为450r/min②:p=8mmk=2时L=k·p=16mm扩大导程4倍或16倍的传动表达式:主轴－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333x－Ⅺ－2510010063－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u－ⅩⅣ－25363625－ⅩⅤ－倍u－ⅩⅦ－5M－ⅩⅧ－刀架因为需扩大导程4倍和16倍两种，所以在Ⅵ和Ⅸ轴之间的扩u为：165826444420802080265845826444450502080265821扩扩uu查表2－3得：L=4mm时基u=2832倍u=4148153528L=1mm时基u=2832倍u=8148154518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（2）传动表达式：（英制）ａ=421牙/in主轴－5858－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333－2510010063－Ⅻ－3M－ⅩⅣ－基u－ⅩⅢ－2536－ⅩⅤ－倍u－ⅩⅦ－5M－ⅩⅧ－(丝杠)－刀架查表得：基u=2836倍u=2128354518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：主轴－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u－ⅩⅣ－25363625－ⅩⅤ－倍u－ⅩⅦ－5M－ⅩⅧ－刀架查表2-3得：L=3mm时基u=22136倍u=4148153528L=12mm时基u=2136倍u=128353528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（4）k=2时基u=2832倍u=128353528传动表达式：主轴－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－9710010064－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u－25363625－Ⅵ－倍u－ⅩⅦ－5M－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：主轴Ⅵ－5858－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063－Ⅻ－3625－Ⅶ－基u－ⅩⅣ－25363625－ⅩⅤ－倍u－ⅩⅦ－5M－ⅩⅧ－刀架基u=1420倍u=128353528②：L=2.5mm时，需要导程扩大4倍传动表达式：主轴Ⅵ－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u－ⅩⅣ－25363625－ⅩⅤ－倍u－ⅩⅦ－5M－ⅩⅧ－刀架基u=1420倍u=4148153528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。细进给量与常用进给量的比值是：08.0028.0~22.1058.0=207~61027=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：主轴Ⅵ－5050－Ⅶ－（左旋）右旋38383838)(3838－Ⅷ－9710010032－Ⅸ－3625－Ⅹ－基u－Ⅻ－28565628－ⅩⅢ－倍u－ⅩⅣ－5M－ⅩⅤ－刀架英制：主轴Ⅵ－5050－Ⅶ－（左旋）右旋38383838)(3838－9710010032－Ⅸ－3M－Ⅺ－基u－Ⅹ－2536－Ⅻ－倍u－ⅩⅣ－5M－ⅩⅤ－刀架（2）具有扩大螺距机构表达式：主轴Ⅵ－3264－Ⅴ－20805050－Ⅳ－20805050－Ⅲ－5050－Ⅶ扩大倍数：250505050505032641扩u3250502080208032642扩u（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：1F2F1F非卸荷式带轮结构的受力：1F2F6.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543MMM、、？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