金属切削机床复习资料总汇.doc

第一章 绪论
1、 名词解释：金属切削机床：
答：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，也可以说是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。
2、 为什么对机床分类？机床可分为哪些种类？答：金属切削机床的种类繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类。
① 按机床的工作原理分类：目前将机床分为 11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其他机床
② 按机床的通用程度分类：
③ 按机床的精度分类
3、 机床的加工生产模式经历了哪五个阶段？
4、 说明机床的含义
① Z3040×16/S2
② Z-类代号（钻床类）；3-组代号（摇臂钻床组）；0-系代号（摇臂钻床系）；40-主参数（钻床最大钻孔直径为40mm）；16-第二主参数（最大跨距为1600mm）；S2-企业代号（沈阳第二中捷友谊厂）
Z5625×4A/DH（大河机床厂生产的经过第一次重大改进，其最大钻孔直径为25mm的四周立式排钻床）
②C6175（75-车身上最大工件回转直径为750mm的卧式车床）
CA6140（40-床身上最大工件回转直径为400mm）
CX5112A/WF（单柱立式车床最大车削直径为1250mm）
CM6132（32-车身上最大工件回转直径是320mm）
③MG1432A（32-最大磨削直径为320mm；A第一次较大的改进设计.）
MM7140B （40-其工作台面宽度为400mm）
MB8240（最大回转直径为400mm的半自动曲轴磨床；MB8240/1：根据加工需要，在此型号的基础上变换的第一种型式的半自动曲轴磨床）
④XK5030（30-其工作台面宽度为300mm）
⑤THM6350/JCS（由北京机床研究所生产，最大镗孔直径为500mm的精密卧式加工中心铣镗床）
第二章 机床的运动分析
1、名词解释：
①表面成形运动：机床上的刀具和工件，为了形成表面发生线而作的相对运动
②简单的成形运动：执行件仅作旋转运动或直线运动的成形运动
③复合运动：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而组成的成形运动。
④主运动：切削工件上的被切削层，使之变为切屑的主要运动，又称切削运动。特点是速度高，所消耗的动力大。一个切削加工过程有且只有一个主运动。
⑤进给运动：不断地把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。特点是速度较低，所消耗的动力较少。
⑥内联系传动链：联系复合运动内部两个单元运动执行件的传动链。
⑦外联系传动链：联系动力源和执行件，使执行件获得一定速度和方向的运动的传动链。一个简单的成形运动对应一个外联系传动链，且外联系传动链一定与电机相连。
（外联系传动链和内联系传动链的关系：有内联系传动链一定要有外联系传动链，有外联系传动链不一定要有内联系传动链。一个复合成形运动，必须要有外联系传动链和至少一条内联系传动链）
2、机床运动的五个主参数分别是机床上每一个独立的运动都需要五个参数来确定，这五个运动参数是：运动的轨迹；运动的速度；运动的方向；运动的起点；运动的行程。
3、机床必须具备的三个基本组成部分是什么？在机床上为实现加工过程所需的各种运动，必须具备以下三个基本组成部分：①动力源：实现机床上执行件运动的动力来源
②执行件：它的任务是带动刀具或工件完成一定形式的运动，并保持准确地运动轨迹；
③传动装置：将动源的运动和动力按要求传递给执行件或把一个执行件的运动和动力要求传递给另一个执行件的装置。
4、说明传动原理图和传动系统图的主要区别。①系统图表示了机床的所有运动和传动关系，而原理图则主要则主要表示与表面成形有直接关系的运动及其传动关系；
②系统图具体表现了传动链中各传动件的结构形式，而原理图仅用一些简单的符号表示。
5、非成形运动有哪些种类①分度运动：当在工件上加工若干个完全相同的均匀分布表面时，为使表面成形运动得以重复进行而由一个表面过渡到另一个表面所作的运动；
②切入运动：使刀具切入工件从而保证工件保证工件被加工表面获得所需要尺寸的运动；
③辅助运动：为切削加工创造条件的运动；
④控制运动：接通或断开某个传动链，从而改变运动部件转速、速度或方向的运动；
④ 校正运动：在精密的机床上，为了消除传动误差的运动。
第三章 车床
1、 车床的用途:车床可以加工各种回转表面、成形表面和端面，有的车床还能车削螺纹表面。
2、 车床种类:车床的种类很多，按其结构和用途的不同，主要有卧式车床、落地车床、立式车床、转塔仿形车床、仿形车床、多刀车床、单轴自动车床和多轴自动、半自动车床及各种专门化车床。
3、 CA6140车床的传动系统有哪几条传动链？答：①主运动传动链：从主电动机到主轴的外联系传动链。两执行件为电动机和主轴，它的作用是把电动机的动力和运动传给主轴，使主轴带动工件旋转，并满足主轴转速和换向的要求；②进给运动传动链：从主轴到刀架的传动链。两执行件为主轴和刀架，它的作用是使刀架实现纵向或横向进给运动。
4、 CA6140车床三箱中有哪些典型机构？答：①主轴箱（支撑并传递电动机的动力，实现主运动）：双向多片式摩擦离合器及其操纵机构；变速操纵机构；②进给箱（改变被加工螺纹的导程或机动进给的进给量）：基本变速组、增倍变速组、移换机构、丝杆和光杆的的转换机构机对他们进行控制的操纵机构；③溜板箱（使刀架实现纵向和横向进给、快速移动或车螺纹）：超越离合器及过载保护机构；开合螺母机构；溜板箱中的操纵机构；互锁机构
5、 CA6140车床主轴的前后支承各采用什么轴承？答：主轴的前支承是P5级精度的NN3021K型双列圆柱滚子轴承；主轴的后支承是由一个P5级精度的角接触球轴承和一个P5级精度的推力球轴承组成。
6、 CA6140车床可以车削哪些种类的螺纹？答：CA6140卧式车床可以车削公制、模数制、英制和径节制四种标准的螺纹，还可以车削加大螺距、非标准螺距及较精确螺距的螺纹。它既可以车削左螺纹也可以车削右螺纹。
1、做题：分析CA6140机床的传动系统
①主运动和进给运动的传动路线表达式；
②主轴的转速级数、最高转速和最低转速；
2、CA6140机床的工艺范围和布局
第四章 齿轮加工车床
1、 齿轮加工机床的类型有哪些？答：金属切削机床中，用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床。按被加工齿轮的种类，齿轮加工机床可分为：
圆柱齿轮加工机床，如滚齿机、插齿机等；圆锥齿轮加工机床，如刨齿机、铣齿机等
其他类型齿轮加工机床，如车齿机、拉齿机、研齿机、剃齿机、磨齿机、锥齿轮磨床等。
2、 齿轮加工机床形成齿轮的方法有哪两大类？答：①成形法②范成法
3、 滚齿机上加工直齿圆柱齿轮需要哪些成形运动的和传动链？
答：成形运动：①工件的旋转运动为范成运动；②滚刀的旋转运动为主运动；③滚刀沿工件轴线方向的移动为进给运动；
传动链：①范成运动传动链；②主运动传动链；③轴线进给运动链
4、 滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮需要哪些成形运动的和传动链？
答：成形运动：①工件的旋转运动为范成运动；②滚刀的旋转运动为主运动；③滚刀沿工件轴线方向的移动为进给运动；④工件的附加回转运动；
传动链：①范成运动传动链；②主运动传动链；③轴线进给运动链；④差动传动链；
5、 磨齿机中实现范成运动除借助范成传动链以外还广泛应用了什么机构？
答：滚圆盘—钢带机构
6、 用展成法原理工作的磨齿机根据工作方式不同，可分成哪两种磨切方式？
答：连续磨削和单齿分度磨削
7、 单齿分度磨齿机根据砂轮的形状不同可分为哪三种？
答：蝶形砂轮型；大平面砂轮型；锥砂轮型。它们的工作原理相同，都是利用齿条和齿轮的啮合原理来磨削齿轮的。
8、 简述磨齿机的用途；试比较成形法磨齿与展成法磨齿的优缺点。
答：磨齿机常用来对齿面淬硬齿轮进行齿廓的精加工，但也有用来直接在齿坯上磨出齿轮的。
成形法磨齿的机床运动比较简单，但是应用较少；连续磨削的展成法磨齿由于是连续磨削，故在各类磨齿机中的生产率最高，但是砂轮修整成蜗杆较困难，且不易得到很高的精度。
分析Y3150型滚齿机的传动系统
第五章 其他机床
1、 铣床能加工哪些表面？铣削加工的特点是什么？答：采用各种不同的铣刀，可实现多种表面的加工，如平面、斜面、沟槽、成形表面、花键、齿轮轮齿、螺旋面、凸轮、T形槽、燕尾槽等 特点：由于铣刀是一种多刃刀具，因此，在铣削过程中，每个刀刃的切削是不连续的。每齿的切削厚度以及同时参加切削的齿数都是变化的这种情况极易产生振动。
2、 万能外圆磨床的砂轮主轴和头架主轴是否能用齿轮传动？为什么。
答：不能。因为万能外圆磨床磨削的尺寸精度高，齿轮传动有振动，不能满足精度要求，且齿轮传动有间隙，会加大零件的圆度误差。
3、 无心外圆磨床为什么能把工件磨圆？为什么它的加工精度和生产率往往比外圆磨床高？答：由于工件的中心高于导轮与砂轮的连心线，支承工件的托板又有一定的斜度，这样使工件的回转中心变动的范围较小，且可以上下自动调节，使工件经过多次磨削，能逐渐的自行磨成圆形。
无心外圆磨床与外圆磨床的显著差别在与磨削方式不同：外圆磨床工作时，工件需用顶尖支承或用卡盘定心装夹，即以工件的轴心定位磨削工件，而无心磨床工作时，工件不用顶尖或卡盘支承和定心装夹，因此磨削时工件不用逐一装卸和对刀，缩短了辅助时间，易于实现自动化，提高了生产效率。
4、 立式钻床和摇臂钻床各用于加工何类工件？为什么？
答：立式钻床的特点是主轴垂直布置且轴心位置固定不动，加工时为使刀具旋转轴线与被加工孔的中心线重合，必须移动工件，因此这种机床只适合与加工中小型零件上的孔；
摇臂钻床的摇臂可绕立柱轴转动，并可上下移动，能方便的调整刀具的位置，以对准所需加工孔的中心，因此这种机床可用于加工不易移动的大中型零件的孔。
5、 卧式镗床和坐标镗床用于加工何种工序，比较两者的区别。
答：用于加工尺寸较大，精度要求较高，孔的轴心线之间有严格的同轴度、垂直度、平行度及孔间距精度等要求的数个尺寸不同的箱体类零件上的孔。
坐标镗床的精度要高于卧式镗床，坐标镗床主要用于加工精密的孔系，这些孔除了本身的精度高外，孔的中心距或孔至某基面的距离也非常精确，而卧式镗床用于加工一般零件。
6、 卧式镗床能完成哪些运动？
答：镗杆的旋转运动；平旋盘的旋转主运动；镗杆的轴向进给运动；主轴箱的垂直进给运动；工作台的纵向运动；工作台的横向进给运动；平旋盘上径向刀架进给运动；辅助运动
7、 牛头刨床、龙头刨床和立式刨床的主参数含义 长度；宽度；最大拉力
8、 拉床有几种主运动，几种进给运动？答：拉床可加工通孔表面、平面及成形表面。拉床的运动比较简单，只有拉刀的直线移动，即为主运动，而没有进给运动
9、 磨床的主要类型有哪些？答：所有用砂轮、砂带、油研磨剂等为工具对金属表面加工的机床，统称为磨床。主要类型有：1）外圆磨床2）内圆磨床3）平面磨床4）导轨磨床5）工具磨床6）刀具刃具磨床7）各种专门化磨床8）精磨机床。
10、 外圆磨床有哪两种磨削方法？答：纵磨法和切入磨法
11、 摇臂钻床有哪些典型机构？答：双立柱机构；菱形块夹紧机构
12、 牛头刨床机械式的主运动和进给运动各采用什么机构来实现？
答：主运动采用曲柄摇杆机构来实现；进给运动采用棘轮机构来实现。
1、分析M1432A型外圆磨床的传动；
2、分析X6132型卧式升降台铣床
第六章 机床主要技术参数的确定
1、 选择标准公比的一般原则是什么？
答：①通用机床， 1.26或1.41；②专门化、自动化机床：1.12或1.26；③大型机床：1.26、1.12或1.06；④非自动化的小型机床1.58、1.78或2.
2、 制定公比标准的原则。
答：大于1，小于等于2；为2的某次方根；为10的某次方根。
3、 有级变速机床主轴转速数列大多采用等比数列，有何优点？
答：①使转速范围内的转速相对损失均匀；
②使变速传动系统简化。
4、 试用计算法求下列参数：（书P142 T2）
第七章 传动设计
一、 课后习题
1、 什么叫计算转速？
答：将传递全部功率的最小转速称为该传动件的计算转速。
2、 确定齿轮的齿数应注意哪些问题？
答：1）应满足转速图上转速比的要求；
2）齿数和齿数和Sz不宜过大，以便限制齿轮的线速度而减少噪声，同时避免中心距增加而使机床结构庞大，一般情况下应满足Sz≤100~120；
3）齿数和齿数和Sz不宜过小，一般要求最小齿数Zmin≥18~20；
4）三联滑移齿轮顺利通过的条件。
3、 机床变速传动系统设计的要点有哪些？
答：一个规律：级比规律；
两个限制：①传动比限制：i的最大值为2~2.5，最小值为0.25；
②变速组的变速范围限制：r的最大值为8~10；
三项原则：①传动原则为前多后少②传动线为前密后疏③降速为前慢后快；
四项措施：①传动链要短②转速和要小③齿轮线速度要小④空转件要少。
4、 转速图有哪几个部分组成？
答：是由“三线一点”组成：轴线；转速线；传动线和转速点。
5、 机床的主传动有哪十个部分组成？
答：定比传动机构；变速装置；开停装置；制动装置；换向装置；润滑装置；密封装置；操纵机构；主轴组件；箱体。
6、改善传动性能的措施有哪些？
答：1）传动链要短，使电动机最高转速约等于主轴的最高转速；
2）转速和要小，中间传动组转速要适当；
3）齿轮的线速度要小；
4）空运转的传动件要少。
二、提要：
1、书P171 T8
2、书P172 T12
3、书P145转速图图8.2；书P148结构网图8.3；（一个转速图对应一个结构式，一个结构式对应n个转速图）
第八章 主轴组件
一、 课后习题
1、 主轴组件一般有哪些原件组成？
答：主轴组件由主轴、主轴轴承和安装在主轴上的传动件、密封件以及轴承间隙调整、固定元件等组成。
2、 主轴组件推力支承的布置形式有哪几种？各适用于什么场合？
答：1）前端定位，适用于对轴向精度和刚度要求较高的精密机床，但对前支承结构要求散热性能良好；2）后端定位，适用于普通精度机床；3）两端定位，适用于较短主轴、轴向间隙变化不影响正常工作的机床和有自动补偿轴向间隙装置的机床。
3、 两支承主轴组件的传动件应如何布置才能提高主轴组件的刚度？
答：根据材料力学中的位移互等定理，若将传动件布置在节点处，则传动力引起的轴端受力处的挠度为零，节点是传动件布置的最佳位置，主轴节点通常很靠近前支承，因此两支承主轴组件的传动件应尽量靠近前支承。
4、 名词解释
① 旋转误差：瞬时旋转中心线相对于理想旋转线的空间的位置偏离；
② 敏感方向：通过切削点并垂直与切削所形成的表面的方向。
5、 简答题：
① 装配双列圆柱滚子轴承有什么特点？
答：a．两排直径和长度相等的短圆柱滚子交错排列，滚子数量为50~60个，载荷均布；
b.两型号轴承滚道环槽开的位置不同，滚道环槽开在内圈上，工艺性好，但调整间隙时易使内圈滚道畸变；
c.径向刚度和承载能力较大，旋转精度高，径向结构紧凑和寿命长；
d.不能承受轴向载荷，而需配用推力轴承。
② 双向推力角接触球轴承有什么特点？
答：a、与双列圆柱滚子轴承配套使用，以承受双向轴向载荷；
b、修磨隔套的厚度，便可消除间隙和预紧；
c、接触角大，钢球直径较小而数量较多，轴承承载能力和精度较高
d、极限转速比一般推力球轴承高出1.5倍。
③ 加梅轴承有什么特点？
答：a、两列滚子数目相差一个；
b、它的外圈有弹簧，用作预紧；
c、采用空心滚子及整体式铝质保持架。
④ 双列圆锥滚子轴承有什么特点？
答：a、用修磨隔套的调整间隙和预紧；
b、既可以承受径向载荷也可以承受双向轴向载荷；
c、滚子数量多，承载能力和刚度都搞，轴承制造精度较高；
d、滚子大端端面与内圈挡边之间为滑动摩擦，发热多，限制了它的极限转速。
⑤ 提高主轴轴承主件性能的措施有哪些？
答：a、提高主轴组件的旋转精度：选配法；装配后精加工；
b、提高主轴组件的刚度；
c、提高主轴组件的抗振性：增加阻尼；增加平衡装置；采用消振器；
d、控制主轴组件的升温和热变形：减少发热；加强散热；补偿热变形；热对称结构设计
6、 填空题：
① 对主轴主件有哪些基本要求？
答：旋转精度；静刚度；温升和热变形；耐磨性
② 液体滑动轴承按油膜压力形成的方法可以分成那两大类?
答：动压和静压轴承。
③ 液体静压轴承有哪些特点？
答：优点：1）具有良好的速度和方向适应性；
2)可获得较高的承载能力；
3）摩擦力小，寿命长；
4）旋转精度高。抗振性好；
缺点：要求配备一套专用的供油系统，对供油系统的过滤和安全保护要求严格，轴承制造工艺复杂；
第九章 总体设计
1、 机床常用的的支承件有哪些？
答：床身；立柱；底座；横梁；横臂
2、 机床设计应满足哪些基本要求？
答：①性能要求：1）工艺范围：指机床适应不同加工要求的能力；2）加工精度和表面粗糙度：指被加工零件在尺寸、形状和相互位置等方面所能达到的准确程度；3）生产率：指在单位时间内，机床所能加工的工件数量；4）自动化5）可靠性：指机床在规定使用期间内，功能的稳定程度；6）机床寿命：指机床保持它应具有的加工精度的时间；
②经济效益；
③人际关系
3、 简述机床设计的大体步骤。
答：1）研究设计要求，检索有关资料；
2）拟定方案3）技术设计4）工作图设计5）编制技术条件6）对图样进行工艺审查和标准化审查
4、 分配机床运动时应遵循哪些原则？
答：1）考虑机床的运动，应简化机床的传动与结构2）提高加工精度3）缩小机床的占地面积
5、 对机床操作部位的布局有哪些要求？
答：1）便于操作2）便于机床调整3）便于排屑