机械加工方法与设备习题答案

第1章 机械加工方法与设备基本知识习题答案

1、什么是机械制造过程，它都包含哪些过程？

机械制造过程是指把金属材料制造成机电产品的过程。既在生产过程中，改变生产对象（原材料、毛坯、零件或部件等）的形状、尺寸、相对位置和性能等，并装配成为成品或半成品的过程。

机械制造过程一般包括四个过程：毛坯制造过程，机械加工过程，热处理过程，装配过程。

2、各种加工方法的主要加工范围是什么? 车削主要加工轴类零件（回转面）；铣削主要加工零件的平面；钻削主要加工零件上的较小的孔；镗削主要加工零件上的较大孔径的孔；刨削主要加工零件的狭长平面；磨削主要对零件的平面外圆，内孔的精加工；齿轮加工是对各种齿轮的轮齿进行加工；数控加工主要是加工形状复杂，精度要求高的零件。

3、 金属切削机床都有哪些运动？根据在车间实习的认识，指出车床，铣床，镗床、磨床各

有多少个运动，并说明哪些是主运动，哪些是进给运动。

金属切削机床的运动可归纳为3大类，即：主运动，进给运动和辅助运动。 车床的运动有3个：主运动是主轴带动工件的旋转运动，进给运动是刀架的横向移动和纵向移动。

铣床的运动有4个：主运动是主轴带动刀具的旋转运动，进给运动是工作台带动工件作的横向、纵向和垂向移动。

镗床的运动主要有6个：镗轴和平旋盘的旋转主运动，镗轴的轴向进给运动，平旋盘刀具溜板的径向进给运动，主轴箱的垂直进给运动，工作台的纵、横向进给运动等。

外圆磨床的运动主要有5个： ①磨外圆时砂轮的旋转主运动；②磨内孔时砂轮的旋转主运动；③工件旋转作圆周进给运动；④工件往复作纵向进给运动； ⑤砂轮横向进给运动 。 4、 什么是切削用量三要素？

切削用量三要素是指：切削速度v、进给速度f和切削深度ap 。 5、机床的传动链都由哪几部分组成，各部分的作用是什么？ 机床传动链是由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成。运动源是给执行件提供运动和动力，传动装置把运动源的运动和动力传给执行件，同时该装置还可完成变速、变向、改变运动形式等任务。执行件是直接执行机床运动的部件。 6、各种常用传动机构都各有什么特点？ 1．变速传动机构

（1）滑移齿轮变速机构：滑移齿轮变速机构的特点是结构紧凑、传动效率高、变速方便、传递动力大等，但不能在运转过程中变速。

（2）离合器变速机构：离合器变速机构操纵方便，变速时不用移动齿轮，常用于螺旋齿圆柱齿轮变速，提高传动平稳性。若将端面齿离合器换成摩擦片离合器，就能在运转中变速。离合器变速机构的各对齿轮常处于啮合状态，所以磨损较大，传动效率低。它主要用于重型机床及采用螺旋齿圆柱齿轮传动的传动机构及自动、半自动机床中。

（3）挂轮变速机构：挂轮变速机构结构简单、紧凑，但变速比较费时间。主要用于不需经常变速的自动、半自动机床。采用挂轮架结构，中间轴的刚性较差，所以这种挂轮变速机构只适合于进给运动。采用挂轮变速机构，可获得精确传动比，缩短了传动链，减少了传动误差。故常用于要求传动比准确的机床，如齿轮加工机床、丝杠车床等。

（4）带轮变速机构：

平带传动、圆带传动、V带传动结构简单，运转平稳，但是变速不方便，尺寸较大，

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传动比不准确。主要用于台钻，内圆磨床等一些小型、高速的机床和一些简式机床。

同步带传动无相对滑动，平均传动比准确，传动精度高，传动效率高，可用于高速传动。同步带变速机构在数控机床上得到了广泛的应用。

2．滚珠丝杠螺母副传动机构：此传动机构的优点是摩擦系数小、传动效率高、功率消耗小、灵敏度高、传动平稳，不易产生爬行、传动精度和定位精度高、磨损小使用寿命长、精度保持性好、运动具有可逆性。但是此传动机构的不足是制造工艺复杂、成本高、不能自锁等。 3．换向机构

（1）滑移齿轮换向机构：滑移齿轮换向机构刚度较好，多用于主运动中。

（2）圆锥齿轮换向机构：圆锥齿轮换向机构刚度较差，多用于进给运动或其它辅助运动中。

7、解释下列机床型号的含义：CK7520、XK5040、C6140、X6132、Z3040。 CK7520——刀架上最大回转直径为200mm的多刀数控车床。 XK5040——工作台面宽度为400mm的立式升降台数控铣床。 C6140——床身上最大回转直径为400mm的卧式车床。 X6132——工作台面宽度为320mm的万能升降台铣床。 Z3040——最大钻孔直径为40mm的摇臂钻床。

第2章 车削加工习题答案

1、简述车削加工的切削运动，车削加工范围及车削加工精度。

车削时，工件的旋转运动是主运动，车刀的纵向或横向移动是进给运动。

车削加工范围很广，在车床上可以车外圆、车端（平）面、切断或切沟槽、钻孔、镗孔、铰孔、车圆锥面、车螺纹和成形面等。

车外圆时：粗车IT 13~11，Ra 50~12.5μm；半精车IT 10~9 ，Ra 6.3~3.2μm；精车IT 7~6 ，Ra 1.6~0.8μm；金刚石车IT 6~5， Ra 0.8~0.02μm。车平面时：粗车IT 11~10，精车IT 9，金刚石车IT 8~7，Ra 10~5μm； Ra10~2.5μm；Ra 1.25~0.63μm。

2、CA6140型卧式车床主要有哪几部分组成，并简述各部分的作用。 CA6140车床主要由三箱（主轴箱、进给箱、溜板箱）、两杠（光杠和丝杠）、三个一（床身、刀架和尾座）等组成。

主轴箱内装有主轴部件和主运动变速机构。主轴的前端可以安装卡盘或顶尖等，以装夹工件，实现主运动。

进给箱内装有进给运动变速机构。进给箱通过光杠或丝杠将运动传给溜板箱。

溜板箱通过光杠或丝杠接受进给箱传来的运动，并将运动传给刀架，实现进给运动或车螺纹运动。

光杠和丝杠是把进给运动从进给箱传到溜板箱，带动刀架运动。丝杠只是在车削各种螺纹时起作用，注意光杠和丝杠不能同时工作。

床身是用以支承和安装机床的各个部件，并保证各个部件间具有正确的相对位置和相对运动。

刀架安装在刀架导轨上，由小溜板、中溜板、大溜板（床鞍）、方刀架等组成。可通过手动或机动实现刀具的纵向、横向或斜向进给运动。

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尾座可根据加工要求沿床身上的纵向导轨调整其位置，用以支承不同长度的工件。

3、CA6140型卧式车床的传动系统中有哪几条传动链？各传动链的作用是什么？

有四条传动链，即主运动传动链、纵横向进给运动传动链、车螺纹传动链及刀架快速移动传动链。

主运动传动链的功能是把动力源（电动机）的运动和动力传给主轴，使主轴带动工件旋转作主运动，同时满足车床主轴换向和变速的要求。

纵、横向进给运动传动链的功能是使刀架作纵向或横向机动进给，并得到一定范围的进给量。

车螺纹传动链是用以保持主轴和刀架之间严格的运动关系，即主轴每转一转，刀具移动工件螺纹的一个导程L。

刀架快速移动传动链用以实现刀架的纵向和横向机动快速移动。

4、卧式车床中能否用丝杠来代替光杠作机动进给？为什么？ 在卧式车床现有结构下，不能用丝杠代替光杆做机动进给。

因为，丝杠的磨损会加剧，从而降低了螺纹的加工精度。且用丝杆进给要获得标牌所示的不同进给量，现有的结构实现起来很困难。

5、 车床的横向、纵向进给运动是如何实现的？在车床上钻孔时的轴向进给运动是如何实现

的？

CA6140型卧式车床作机动进给时，从主轴Ⅵ至进给箱轴ⅩⅦ的传动路线与车削螺纹时的传动路线相同。轴ⅩⅦ上滑移齿轮z28处于左位，使M5脱开，从而切断进给箱与丝杠的联系。运动由齿轮副28/56 及联轴器传至光杠ⅩⅨ，再由光杠通过溜板箱中的传动机构，分别传至齿轮齿条机构或横向进给丝杠ⅩⅩⅦ，使刀架作纵向或横向机动进给。

在车床上钻孔时的轴向进给运动是由尾座来完成的。

第3章 铣削加工习题答案

1．简述铣削加工的切削运动特点，铣削加工范围及铣削加工精度。 铣床工作时的主运动一般是铣床主轴带动铣刀的高速旋转运动。通常，进给运动是由工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动来实现的。有些特殊表面加工的进给运动是工作台带工件进行的平面回转运动或曲线运动来实现的。对于螺旋槽、齿轮等零件的加工，还需要将零件安装在分度头等附件上以实现螺旋进给、分齿运动等。为了适应加工不同形状和尺寸的工件，一般铣床工作台可以沿相互垂直的X、Y、Z三个方向上调整移动。在铣床上，工作进给和调整刀具与工件相对位置的运动，根据机床类型不同，可由工件或分别由刀具及工件来实

现。

铣床加工范围很广，使用各种平面铣刀、沟槽铣刀、成形表面铣刀等可加工平面、各种键槽、V形槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽及铣削齿轮、各种成形表面和切断工件等。

铣削加工可以对工件进行粗加工和半精加工，加工精度可达IT7~IT9 段，精铣表面粗糙度达Ra 3.2～1.6um。

2．X6132型万能升降台铣床主要有哪几部分组成，并简述各部分的作用。

1．底座 底座是用来支承铣床的全部重量和盛放冷却润滑液。在底座上放有冷却润滑电动机。

2．床身 床身是用来安装和连接机床其他部件。床身的前面有燕尾形的垂直导轨，供

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升降台上、下移动时使用。床身的后面装有电动机。

3．悬梁 悬梁是用以支承安装铣刀和心轴，以加强刀杆的刚度。横梁可在床身顶部的水平导轨中移动，以调整其伸出长度。

4．主轴 铣刀主轴是用来安装铣刀。铣刀主轴一端是锥柄，以便装入主轴的锥孔中，另一端可安装在横梁的挂架来支承，由主轴带动铣刀刀杆旋转。

5．工作台 工作台用来安装机床附件或工件，并带动它们作纵向移动。台面上有三个T形槽，用来安装T形螺钉或定位键。三个T形槽中，中间一条的精度较高。

6．床鞍与回转盘 床鞍装在升降台的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向（前、后）移动，回转盘7能使纵向工作台绕主轴垂直轴线正负各转动45°，以便铣削螺旋表面。

7．升降台 升降台是用来支持工作台，并带动工作台上下移动。

3．X6132型万能升降台铣床的传动系统中有哪几条传动链？各传动链的作用是什么？ 主运动传动链 X6132铣床的主运动是主轴旋转运动。由7.5kW、1450r／min、的主电动机驱动，经Φ150/Φ290V带传动，再经Ⅱ一Ⅲ轴间的三联滑移齿轮变速组、Ⅲ 一IV轴间的三联滑移齿轮变速组和IV—V轴间的双联滑移齿轮变速组，使主轴获得18级转速，转速范围为30～1500r／min。

进给运动传动链 X6132铣床的工作台可以作纵向、横向和垂向三个方向的进给运动，以及快速移动。进给运动由进给电动机(1．5kW、1410 r／min)驱动。

4．简述孔盘变速机构的工作原理。 X6132铣床主轴有18种转速，为30—1500r/min，主轴变速采用的是孔盘变速操纵机构，靠集中控制3个拨叉，分别拨动轴Ⅱ和轴Ⅳ上的3个滑移齿轮轴向位置，起到改变啮合齿轮的传动比的变速作用。

孔盘变速操纵机构主要由孔盘、齿条轴、齿轮及拨叉组成。孔盘上划分了几组直径不同的圆周，每个圆周又划分成18等分，但互相错开。根据变速时滑移齿轮不同位置的要求，这18个位置分别钻有大孔、小孔或未钻孔三种状态。齿条轴上加工出直径分别为D和d的两段台肩。直径为d的台肩能穿过孔盘上的小孔，而直径为D的台肩只能穿过孔盘上的大孔。变速时，先将孔盘右移，使其退离齿条轴，然后根据变速要求，转动孔盘一定角度，最后再使孔盘左移复位。孔盘在复位时，可通过孔盘上对应齿条轴之处为大孔、小孔或无孔的不同情况，而使滑移齿轮获得三种不同位置，从而达到变速目的。

5．简述顺铣机构工作原理。 X6132型卧式铣床设有顺铣机构，其工作原理见图3-11。齿条5在弹簧6的作用下右移，使冠状齿轮4按箭头方向旋转，并通过左、右螺母1、2外圆的齿轮，使两者作相反方向转动，从而使螺母1的螺纹左侧与丝杠螺纹右侧靠紧，螺母2的螺纹右侧与丝杠螺纹左侧靠紧。顺铣时，丝杠的轴向力由螺母1承受。由于丝杠与螺母1之间摩擦力的作用，使螺母1有随丝杠转动的趋势，并通过冠形齿轮使螺母2产生与丝杠反向旋转的趋势，从而消除了螺母2与丝杠间的间隙，不会产生轴向窜动。逆铣时，丝杠的轴向力由螺母2承受，两者之间产生较大摩擦力，因而使螺母2有随丝杠一起转动，从而通过冠状齿轮使螺母1产生与丝杠反向旋转的趋势，使螺母1螺纹左侧与丝杠螺纹右侧间产生间隙，减少丝杠的磨损。手柄23处于中间位置时，开关22、17处于断开，进给电动机不转（即无动力），并且离合器M纵处于脱离位置，故此时工作台无纵向进给运动。手柄23向右扳时，压合微动开关17，电动机正转。同时手柄轴带动叉子14逆时针转过一个角度，通过销12，使凸块1转动，凸块1的最高点b向上摆动，离开轴6的左端面，在弹簧7的作用力下，轴6左移，离合器M5啮合，则纵向丝杠7被带动旋转，工作台一起向右移动，即工作台实现向右进给。手柄23向左扳时，压合微动开关22，电动机反转。而此时的离合器M纵仍处于结合状态（凸块1的最高点b向下摆动，离开轴6的左端面），故工作台向左进给。

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