金属切削机床篇-习题+答案汇总-daan

参考答案

第一章 金属切削机床的基本知识

一、填空题

1、金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为工作母机。

2、机床按加工性质和所有刀具可分为：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨床，拉床，锯床及其他机床等12类机床。 3、机床按通用程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 4、机床按工作精度分为：普通精度机床，精密机床，高精度机床。 5、CA6140型车床型号的含义：C是 类别 代号，表示 车床；

61是 组系 代号，表示 落地及卧式车床；40是 主参数的折算值 ，表示床身上

的最大回转直径是400毫米。

6、任何规则表面都可以看作是一条线沿着另一条运动的轨迹，母线 和导线统称为形成表面的发生。

7、如果形成表面的两条发生线母线和导线互换，形成表面的性质不改变，则这

种表面称为可逆表面；否则称为不可逆表面。

8、形成发生线的方法：成形法，展成法，轨迹法，相切法。

9、由单独的旋转或直线运动构成的运动，称为简单成形运动。由两个或两个以上的旋转或直线运动按照某种确定的运动关系组合而成的运动，称为复合成形运动。

10、主运动可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动；进给运动可以是步进的，也可以是连续进行的；可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动。 11、机床包括3个基本部分：执行件，动力源，传动装置。 12、构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。

13、外联系传动链是联系动力源和执行件之间的传动链，使执行件获得一定的速

度和方向。内联系传动链 是联系复合运动内部各个分解部分，以形成复合成形运动的传动链。

14、定比机构：固定传动比的机构。换置机构：变换传动比的机构。

15、机床运动的5个参数：运动的起点，运动的方向，运动的轨迹，运动的路程，运动的速度。

16、CA6140车床用普通外圆车刀车圆柱面属于__简单 _运动，车螺纹属于 复合_运动。

17、CA6140车床车螺纹属于_内__联系，车圆柱面和端面属于_外_联系。

二、简答题

1、写出下列机床型号各部分的含义。 答：Y3150E

Y：类别代号，表示齿轮加工机床； 3：组别代号（滚齿及铣齿机组）； 1：系别代号（滚齿机系）；

50：主参数的折算值，折算系数1/10，最大滚切直径500mm； E：重大改进序号（第五次重大改进）。 CM1107

C：类别代号，表示车床类； M：通用特性代号（精密）；

1：组别代号（单轴自动、半自动车床组）； 1：系别代号（单轴纵切自动车床系）；

07：主参数的折算值，折算系数1，表示最大加工棒料车削直径7mm； C1312：

C：类别代号，表示车床类；

1：组别代号（单轴自动、半自动车床组）； 3：系别代号（单轴转塔自动车床系）；

12：主参数的折算值，折算系数1, 表示最大加工棒料车削直径12mm； M1432A：

M：类别代号，表示磨床类； 1：组别代号（外圆磨床组）； 4：系别代号（万能外圆磨床系）；

32：主参数的折算值，折算系数1/10，最大磨削直径320mm； A：重大改进序号（第一次重大改进）。 CA6140：

C：类别代号，表示车床类； A：结构特性代号（结构不同）； 6：组别代号（落地卧式车床组）； 1：系别代号（卧式车床系）；

40：主参数的折算值，折算系数1/10，床身上最大回转直径400mm。

2、 用简图分析下列几种情况时的成形方法，并标明所需的机床运动，分别说明母线、导线的形状，各用什么方法形成，要求机床提供哪几个运动。 答：①在卧式车床上用成型车刀车圆柱面：

母线为直线1，由成型法形成，不需要机床提供运动；导线为圆2，由描迹法形成，需要一个简单的成形运动B1。

②用普通外圆车刀车圆柱面：

母线为直线1，由描迹法形成，需要一个简单的成形运动A2；导线为圆2，有描迹法形成，需要一个简单的成形运动B1。因此形成此外圆柱面共需要2个简单成形运动。

③用普通外圆车刀车圆锥面：

母线为直线1，由描迹法形成，需要两个简单成形运动（A21，A22）；导线为圆2，由描迹法形成，需要一个简单成形运动B1。

④用成型车刀车圆锥面

母线为直线1，由成型法形成，不需要机床提供运动； 导线为圆2，由描迹法形成，需要一个简单的成形运动B1

⑤用螺纹刀刀车螺纹面：

母线为螺纹轴向剖面轮廓形，由成型法形成，因而不需运动；

导线为螺旋线，由描迹法形成，需要一个复合的成形运动(B11、A12)，由两个单元运动，即工件旋转B11和刀具移动A12 复合而成。

3、画出卧式车床的传动原理图，写出各传动链的名称，并判断各条传动链的性质。

答：主运动传动链：电动机-1-2-Uv-3-4-主轴，外联系传动链；进给传动链：主轴

-4-5-Uf-6-7-丝杆-刀架，内联系传动链（车螺纹）。

4、画出圆柱铣刀铣削平面的传动原理图，写出各传动链的名称，并判断各条传动链的性质。

答：传动原理图如下。

主运动传动链：电动机-1-2-Uv-3-4-铣刀，外联系传动链； 进给传动链：电动机-5-Uf-6-7-8-丝杆-刀架，外联系传动链。

5、画出卧式车床车锥螺纹的传动原理图。 答：卧式车床车锥螺纹的传动原理图如下。

6、金属切削机床按万能性程度可分为哪3类？各有什么特点？

答：机床可分为：1）通用机床，其特点是:加工范围广，结构复杂，自动化程度低，生产率低，适合于单件小批生产；2）专用机床，其特点是：加工范围窄，结构简单，自动化程度高，生产率高，适合于大批大量生产；3）专门化机床，其特点是介于通用机床和专用机床之间，适合于成批生产。 7、请写出CA6140各部分代号所表示的含义。

答：C是类别代号，表示车床；A是结构特性代号，表示CA6140车床的结构有别于C6140车床的结构；61是组系代号，表示第6组第1系列，第6组表示落地及卧式车床；40是主参数的折算值，主参数为400，表示床身上的最大回转直径为φ400mm。

7、机床的技术性能包括什么内容? 答：机床的技术性能一般包括下列内容：

a) 工艺范围；

b) 机床的主要技术参数，包括尺寸参数、运动参数和动力参数； c) 加工精度和表面粗糙度； d) 生产率和自动化程度；

e) 人机关系，是指机床的操作应当方便省力、使用安全可靠。 8、切削刃和需要成形的发生线可分为哪3种?

答：1）切削刃的形状为一切削点，通过轨迹运动形成发生线；2）切削刃的形状是一条切削线,它与要成形的发生线的形状完全吻合，这时形成发生线不需要成形运动；3）切削刃的形状是一条切削线，但它与需要成形的发生线的形状不吻合，这时刀具需要做复合运动才能形成发生线。

9、形成发生线的方法有哪几种?

答：有四种，分别是：成形法、展成法、轨迹法、相切法。 10、

什么是相切法?有什么特点?

答：相切法是利用刀具边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工的方法，用相切法得到的发生线需要两个成形运动,即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律作轨迹运动。

第二章 车刀与车床

一、填空题

1、车床类机床主要用于加工各种 回转表面 ，如内外圆柱面、内外锥面和成

形回转面等，有些车床还能加工 螺纹面 。

2、CA6140车床组成部件：主轴箱 、刀架 、 尾座 、进给箱 、溜板箱 、床身 。 3、CA6140车床可车削米制、英制、模数制、径节制四种标准的常用螺纹。

4、基本组由8组传动比，分别是。增倍组有4组传动

比，分别是。

5、 扩大螺纹导程机构可使螺纹导程比正常导程扩大4倍或16倍

6、进给箱包含：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。

7、溜板箱进给箱包含：双向牙嵌式离合器、纵向横向机动进给和快速移动操纵

机构、开合螺母及其操纵机构、互锁机构、超越离合器、安全离合器。 8、自动机床：指在调整好后无须工人参与便能自动完成表面成形运动和辅助运

动，并能自动重复其工作循环的机床。

半自动机床：指能自动完成预定的工作循环，但装卸工件仍由人工进行的机床。

9、 摩擦离合器除了靠摩擦力传递运动和转矩外，还能起 过载保护

的作用。当机床过载时，摩擦片打滑，可避免损坏机床。

10、 CA6140车床为了避免光杆和快速电机同时传动给某一轴，应采用 超越

离合器；进给过程中为了避免进给力太大或刀架受阻碍而损坏传动机构，应设有__安全__离合器。

11、 为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应 闭合 ，

反之，合上螺母时，也 不允许接通 机动进给或快速移动。 12、 CA6140主轴正转共有__24__种转速，其中低速有__18__种。 13、 只有当主轴处于 低速 时，才能加工放大螺距螺纹。 14、× 15、× 16、√ 17、 √ 18、D 二、简单题

1、在CA6140型车床中，主轴箱中的摩擦离合器有哪些作用？轴I上的带轮为什么采用卸荷带轮结构？

答：摩擦离合器作用：1）控制主轴正转、反转；2）起过载保护作用。机床过载时，摩擦片打滑，可以避免损坏机床。

轴I采用卸荷带轮结构是为了提高轴I的旋转稳定性，避免因胶带拉力产生的径向力而使轴I产生弯曲变形。

2、CA6140型车床溜板箱中的安全离合器起什么作用？快速电动机可以随意正反转吗？为什么？

答：机动进给时，如果进给力过大或刀架移动受阻，则有可能损坏机件，因此当进给力过大或刀架移动受阻时，在进给传动链中设置安全离合器能自动地停止进给。

快速电动机不可随意正反转。因为如果随意正反转，XXII轴与光杆运动会相干涉，损坏机床。

3、为什么用丝杆和光杆分别担任切螺纹和车削进给的传动？

答：切螺纹时，主轴与刀架之间构成一个内联系传动链，必须用丝杆来传递进给运动才能保证主轴与刀架之间保持严格的传动比；车削进给运动时，主轴和刀架之间构成一个外联系传动链，不需要保持严格的传动比，可以用丝杆或光杆来传递；考虑到用丝杆传递，会导致丝杆磨损加快，从而影响车螺纹的精度，所以为了保护丝杆，车削进给运动时由光杆来传递。

4、溜板箱中超越离合器有什么功能？光杆可以随意正反转吗？

答：超越离合器功能：为了避免光杆和快速电机同时传动轴XXII，防止运动

干涉。

光杆不能反转，因为有超越离合器，若反转，机动进给不能传到刀架上。 5、在CA6140型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？主轴箱中的摩擦离合器有哪些作用？（6分） 答：进给系统中，主轴箱中的换向机构是用来变换螺纹旋向的，溜板箱中的换向机构是用来变换机动进给方向的。

摩擦离合器的作用：实现主轴正反转；过载保护。

6、在CA6140型车床的工作中若发生下列现象，试分析原因并说明解决问题的方法：

（1） 当主轴开停及制动操纵手柄板至中间位置时，主轴不能迅速停止转

动，甚至继续转动。

（2） 机床正常工作时，安全离合器打滑；超载或刀架运动受阻时，刀架不

能停止转动。

答：（1）制动机构中的制动带太松了，应调紧制动带；

（2）机床正常工作时，安全离合器打滑，是安全离合器中的弹簧太松了，应调紧弹簧；超载或刀架运动受阻时，刀架不能停止转动，是安全离合器中的弹簧太紧了，应调松些。

7、摩擦离合器摩擦片的间隙不当将产生的影响及其如何调节？

答：摩擦离合器的内、外摩擦片在松开时的间隙要适当。间隙太大则压不紧，摩擦片之间有打滑现象，摩擦片容易磨损；间隙太小则开车费力，而且松开时摩擦片不易脱开，严重时会导致摩擦片被烧坏。通过调节螺母可调节摩擦片的间隙，从而调节其传递扭矩的能力。调整时，让弹簧销压入螺母的缺口，然后转动螺母，调整摩擦片的间隙。调整后，让弹簧销弹出，重新卡入螺母的缺口，以防螺母在工作过程中松脱。

8、双向多片式摩擦离合器在车床中的作用及为什么右离合器的片数比左离合器少？

答：车床轴Ⅰ上装有双向多片式摩擦离合器，用来实现主轴的正反转。离合器左、右两部分的结构相同。左离合器用来传动主轴正转，用于切削加工，需要传递的扭矩较大，故片数较多；右离合器传动主轴反转，主要用于车螺纹时退刀，

传递扭矩小，故片数较少。 9、进给箱的功用及其组成？

答：进给箱的功用是变换加工螺纹的种类和导程，以及获得所需要的各种进给量。其主要结构由基本螺距机构、倍增机构、改变加工螺纹种类的移换机构、丝杠和光杠的转换机构，以及操作机构等组成。 10、溜板箱的主要作用及其主要构造？

答：溜板箱主要作用是将光杆或丝杆传来的旋转运动转换为刀架的直线移动，实现刀架的快慢速转换，并控制刀架运动的接通、断开、换向以及实现过载保护，刀架的手动操作等。溜板箱其主要构造为：（1）开合螺母机构；（2）纵、横向机动进给及快速移动的操作机构；（3）互锁机构；（4）超越离合器；（5）安全离合器。

11、为什么开合螺母和机动进给的操纵机构必须互锁？

答：为了避免损坏机床，在接通机动进给时，开合螺母不应合上。反之合上开合螺母时，就不应接通机动进给机构。因此，开合螺母和机动进给的操纵机构必须互锁。

12、开合螺母如何实现自锁？

答：开合螺母由上、下两个半螺母组成。当槽盘顺时针转动时，曲线槽通过圆锥销使使两个半螺母分离，与丝杠脱开齿合，刀架便停止移动。槽盘上的曲线槽在接近盘中心部分时的倾斜角比较小，使开合螺母闭合后能自锁。 13、CA6140车床主轴转速分别为多少时，可是实现螺距扩大16倍和4倍？ 答：当主轴转速为10-31.5r/min时，可以实现螺距扩大16倍，当主轴转速为40-125r/min时，可以实现螺距扩大4倍。 14、CA6140主轴反转的转速为什么比正转高？

答：卧式车床主轴反转主要用于车削螺纹时退刀，而退刀运动是一个辅助运动，转速高是可以节省辅助时间，提高生产效率。

三、计算题

1、针对CA6140车床的传动系统图，写出加工模数螺纹m=8的右旋螺纹的传动路

线表达式和运动平衡式（丝杆导程为12mm）；并写出能加工出该螺纹导程的主轴转速范围和主传动路线表达式。

7u基u倍u扩?8，解：m?（没有特别指明，取K=1） 4K所以 u基u倍u扩4mK32??

77322835?，u扩?4 取：u基?，u倍?283528传动路线表达式：

58-V-80-IV-50-III-44-VIII-26-IX-33-X-64×262044581005033100253225362835-XIII--XIV--XV-×-XVI-×-XVIII-M5-丝杆XIX-刀架

97362836253528主轴VI-

运动平衡式：

S=1r(主轴) ×58×80×50×44×26×33×64×100×25×32×25×3626205044583310097362836×

252835××12（mm）=8π=25.1mm 3528

主轴转速范围：n=40～125r/min

主传动路线：

56

38电动机（7.5KW，1450r/min） -

?130mm-I-M1左- -II- ?230mm 51

4339 4120263050- -III--IV--V--M2-VI(主轴)

8058505022 58

2、针对CA6140车床的传动系统图，写出加工米制螺纹，P=40mm的左旋螺纹的传动路线表达式和运动平衡式（丝杆导程为12mm）。

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