金属切削机床复习要点

1.形成发生线的方法有几种，并加以解释。

答：有四种，分别是：成形法、展成法、轨迹法、相切法
成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。

展成法利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法称为展成法。

轨迹法利用刀具做一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法。

相切法利用刀具边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工大方法
2.什么是外联系传动链什么是内联系传动链并各举例加以说明。

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。

3.什么是换置器官，其典型机构有哪些
改变运动参数的机构称为换置器官。

用来改变速度的换置器官可以是变速箱，配换齿轮等。

数控机床是通过数控系统来改变运动速度的，但是有些运动参数是由机床本身的机构来保证的，例如轨迹为圆或直线通常有轴承和导轨来确定。

运动起点和行程的大小，可由机床上的挡块来调整，也可由操作工人控制。

4.机床的主要参数有哪些如何确定
1）尺寸参数，是根据零件尺寸确定的，机床的主参数代表机床规格大小的一种参数，各类机床有统一规定，一个主参数还不足以确定机床规格，就需第二主参数和其他一些尺寸加以补充。

2）运动参数；（1）主运动参数：回转主运动的机床主运动参数是主轴转速；主运动是直线的机床主运动参数是每分钟的往复次数。

（2）进给运动参数：大部分机床的进给量用工件或道具每转的位移表示；直线往复运动的机床以每一往复的位移表示；铣床和磨床，进给量以每分钟位移量表示。

（3）标准公比和标准数列：规定了公比的标准值有，，，，，2。

当采用标准公比后转速数列可查表得知。

（4）公比选用：当确定了最高转速和最低转速以后，就要选取公比，
从性能方面考虑，公比最好选的小一些，以便减少相对转速的损失当公比越小，级数就越多，将使机床结构更加复杂。

3）动力参数（1）主运动功率确定
（2）进给运动功率的确定。

（3）空行程功率的确定，克服惯性升降克服磨擦
水平运动所以
5.列出CA6140车床主轴正转时最高转速的具体传动路线表达式，并计算最高转速。

6.根据CA66140卧式车床传动系统图，欲在CA6140车床上削导程12mm米制螺纹，通过计算，写出三条能够加工这一螺纹的传动路线。

7.简述双向多片摩擦离合的工作原理
利用摩擦片在相互压紧时接触面产生的摩擦力来传递运动和扭矩。

双向片式摩擦离合器，其主要作用是实现主传动的换向。

摩擦离合器由内摩擦片3、外摩擦片2、止推片10、11，压紧块8及调整螺母9组成。

左、右两边的双联齿轮和单联齿轮分别空套在轴I上，当电动机启动后，经皮带带动轴I旋转，这时并不能直接带动上述两个齿轮转动，而要通过摩擦离合器的内、外片的接合才能转动。

图5-a表示的是左离合器的结构。

离合器的内、外两组摩擦片依次相间安装，外摩擦片2外圆周上有4个凸起，正好嵌在双联空套齿轮1罩壳的缺口中，外片的内孔大于轴I 上的花键。

内摩擦片3外圆无凸起略小于齿轮1罩壳的内径，内孔是花键孔，装在轴I 的花键上并同轴I一起旋转。

当杆7通过销5向左推动压紧块8时，使内、外片互相压
紧。

轴I的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传给空套齿轮1，使主轴正转。

件10和11起限制摩擦片轴向位置的作用。

同理，当压紧块8向右推时，使主轴反转。

压紧块8处于中间位置时，左、右离合器均脱开，主轴及轴II以后其他各轴传动停转。

右摩擦离合器结构与左摩擦离合器结构原理相同，就是摩擦片数少一些。

离合器接合和脱开的操纵，由溜板箱右侧的开关杠19上的手柄18完成(图5-6b)。

当向上扳动手柄时，通过杠杆机构20、21使扇形齿轮17顺时针转动，带动齿条22向右移动，其上的拨叉23拨动轴I右端的滑套12右移。

滑套12右移时，将元宝销(杠杆)6的右角压下，元宝销6绕其回转中心顺时针转动，下端的凸缘推动装在轴I内孔中的拉杆7左移，并通过销5带动压紧块8向左压紧，主轴正转。

当手柄18向下扳时，右离合器压紧，主轴反转。

当手柄18处于中间位置时，离合器脱开，主轴停转。

为了缩短停车的辅助时间，主轴箱中还装有闸带式制动器15和16，该制动器与摩擦离合器操纵机构联动。

当正转和反转时，齿条22上的凹槽处与杠杆14的下端接触，使14顺时针转动，制动器松开；当停车时(手柄18处于中间位置时)，22上的凸起处与14接触，杆14逆时针转动，拉紧闸带，制动器工作，使主轴立即停下来。

13是调整螺钉。

摩擦离合器除换向和传递扭矩外，还可起到断开传动键的作用。

车床往往要频繁变换主轴转速，如果利用关停主电机来停车变速(转动时变速会损坏齿轮)，电机频繁起动易损坏。

利用摩擦离合器的脱开位置，可切断轴I以后的传动链，在主电机运转情况下，轴II后各轴停转，即可变速。

此外，摩擦离合器还可起到过载保护作用。

当机床过载时，摩擦片打滑，主轴停转，就可避免损坏机床。

摩擦片间的压紧力是可以调整的，调整时，先压下防止螺母9松动的弹簧销4，同时拧动压紧块8上的圆螺母9，圆螺母9轴向移动，改变摩擦片间的间隙，即可达到调整摩擦力大小的作用，调整后，使弹簧销4重新卡进螺母9的缺口中，避免螺母松动。

8.铣床的用途和工艺范围是什么
铣床是用铣刀进行铣削加工的机床，通常铣削的主运动是铣刀的旋转，与刨削相比主运
动部件没有动态不平衡力的存在，这有利于采用高速切削，而且是多刃连续切削，故其生产率比刨床高。

铣床适应的工艺范围较广，可加工各种平面、台阶、沟槽、螺旋面等。

9.铣床的主运动和进给运动是什么
主运动——铣刀旋转，进给运动——工件或铣刀进给。

10.在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮，分别需要调整哪几条传动链画出传动原理图，并说明各传动链的两端件及计算位移是什么
直齿：主运动传动链、轴向进给运动传动链、展成运动传动链
斜齿：主运动传动链、轴向进给运动传动链、展成运动传动链、附加运动传动链
切削斜齿圆柱齿轮时长齿离合器M2合上，把系杆H、空套齿轮Zy固连在一起，差动输入接通；同时，展成运动输入Zx也接通。

展成运动传动链：滚刀— 4 — 5 —i — 6 —7 —工件
计算位移1转滚刀——z/k转工件
主运动传动链：电机— 1 — 2 —i — 3 — 4 —滚刀
计算位移电机转速n——主轴转速n
进给运动传动链：工件—7 —8 —i —9 —10 —刀架
计算位移1转工作台——f（滚刀）
11.加工中心主轴为何需要“准停”如何实现准停
主轴与刀杆靠7 : 24 锥面定心，两个端面键传递转矩。

端键固定在主轴前端面上．嵌
入刀杆的两个缺口内。

自动换刀时，必须保证端键对准缺口。

为此，就要求主轴准确地停在一定的周向位置上。

塔轮1上安装一个厚垫片 4 ，上装一个体积很小的永磁块 3 。

在主轴箱体的准停位置上，装一个磁传感器 2 。

数控系统发出主轴停转信号后，主轴减速，以很低的转速慢转，至永磁块对准传感器，传感器 2 发出准停信号，电动机制动。

主轴停止的角位置精度为±1度。

12.说明主轴装置是如何实现松刀和紧刀的又如何清理主轴锥孔中的切屑等脏物
刀杆的自动拉紧机构由液压缸活塞1、拉杆2 、碟形弹簧3 和头部的4 个钢球4 等组成。

当需要松开刀杆5 时，液压缸的上腔进油，活塞1 向下移动，拉杆2 被推动向下移动。

此时，碟形弹簧 3 被压缩。

钢球4随拉杆一起向下移动。

移至主轴孔径的较大处时，便松开了刀杆5，刀具连同刀杆5一起被机械手拔下。

新刀装入后，液压缸的上油腔接通回油，活塞在弹簧的作用下向上移动，拉杆2在碟形弹簧3 的作用下也向上移动，钢球4被收拢，卡紧在刀杆5顶部拉钉的环槽中，把刀杆拉紧。

用钢球4拉紧刀杆5。

这种拉紧方法的缺点是接触应力太大，易将主轴孔和刀杆压出坑来，因此改用弹力卡爪。

卡爪由两瓣组成，装在拉杆2下端。

夹紧刀具时，拉杆2带弹力卡爪9上移，卡爪下端的外周是锥面 B ，与套10 的锥孔相配合，使爪收紧，从而卡紧刀杆。

这种卡爪与刀杆的接合面 A 与拉力垂直，故拉紧力较大。

卡爪与刀杆为面接触，接触应力较小，不易压溃。

行程开关7 和8 用于发出“刀杆已放松”和“刀杆已夹紧”信号。

刀杆夹紧机构用弹簧夹紧，液压放松，可保证工作中突然停电时，刀杆不会自行松脱。

活塞1 杆孔的上端接有压缩空气。

机械手把刀具从主轴中拔出后，压缩空气通过活塞杆和拉杆的中孔，把主轴锥孔的切屑及灰尘吹净，起到保护锥孔定位精度的作用。

13.试述对机床主轴组件的基本要求。

1）旋转精度：指的是装配后，在无载荷、低转速的条件下，主轴安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动。

2）静刚度：机床或部、组、零件抵抗静态外载荷的能力。

3）抗振性：振动会影响工件表面质量，刀具的耐用度和主轴轴承的寿命，还会产生噪声，影响工作环境。

4）温升和热变形：温升使润滑油的粘度下降，这些都影响轴承的工作性能。

温升产生热变形，使主轴伸长，轴承间隙变化，主轴箱的热膨胀使主轴偏离正确位置，如果前后轴承温度不同，还会使主轴倾斜。

5）耐磨性：必须要有足够的耐磨性以便长期保持精度。

14.主轴速度对于轴承的选择有怎样的影响
轴承是以dm*n作为衡量转速性能的指标，它与滚动体的公转线速度成正比。

轴承都规定了极限转速，轴承的最高转速决定了轴承的类型负荷间隙的调整
15.前轴承的精度对于主轴组件的影响较大，故前轴承的精度选的高些，说明原因。

主轴前后支承轴承精度对主轴旋转精度的影响：主轴轴承中，前后轴承的精度对主轴旋转精度的影响是不同的。

假设由于前后支承轴承精度误差在支承处引起的轴承轴心偏移时为δ；则由于前支承精度误差在主轴端面上引起的轴心偏移为：δ1=(L+a/L)δ,由后支承引起的偏移为：δ2=（a/L）δ显然：δ1>δ2，也就是说，前支承轴承对主轴旋转精度的影响较大。

故前支承精度一般应选得较后支承精度高一级。

提高轴承精度: 提高主轴旋转精度，使滚动体受力均匀，提高了刚度和抗振性。

16.如何确定主轴的最佳悬伸量
主轴的悬伸量a，指的是主轴前端面到前支承径向支反力作用点之间的距离。

根据
分析和实验，缩短悬伸量，可以明显地提高主轴组件的刚度和抗振性。

因此设计时应努力缩短悬伸量。

17.设计某普通车床的主传动系统。

已知：主轴的最高转速nmax=1800r/min，主轴的最低转速nmin=40r/min，公比φ=，主电机转速1450 r/min。

完成下列内容：
18.1. 计算主轴的变速范围Rn；
19.2. 利用公式计算主轴的转速级数Z；
20.3. 写出至少4个可供选择的结构式；
21.4. 确定一个合理的结构式并说明理由；
22.5. 画出合理的转速图，各轴号、传动比、转速等要标注完整；
23.6.选择并确定各组传动副的齿数及带轮的传动比；
24.7. 用公式计算出主轴的计算转速。

1.
1
1
1
1
min
max-
-
=
=
=z
z
n n
n
n
n
Rϕ
ϕ
2.
3.传动组和传动副数可能的方案
12 = 4×3 12 = 3×4
12 = 3×2×2 12 = 2×3×2 12 = 2×2×3
4.方案“12 = 4×3 、12 = 3×4 ”可省掉一根轴。

但有一个传动组为4个传动副。

用四联滑移齿轮则会增加轴向尺寸；而用两个双联滑移齿轮则要求操纵机构互锁。

案“12 = 3×2×2 、12 = 2×3×2 、12 = 2×2×3”可根据下述原则比较：从电动机到主轴,一般为降速传动。

接近电动机处的零件,转速较高,从而转矩较小,尺寸也就较小。

如使传动副
较多的传动组放在接近电动机处,则可使小尺寸的零件多些,大尺寸的零件就可以少些,节省材料。

这就是“前多后少”的原则。

从这个角度考虑,以取“12 = 3×2×2”方案为好。