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1、金属切削机床概论试题答案一、填空题（每空1分，共25分）.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，所以又称为（工作母机）。1 .普通机床类别代号中，字母X表示（铳床），Y表示（齿轮加工机床）。2 .任何外表都可以看作是母线沿着导线运动的轨迹，母线和导线统称为形成外表 的发生线。发生线的形成方法有（成形法）、（展成法）、（轨迹法）和（相切 法）。3 .普通卧式车床的总布局中有三个箱，它们是（主轴箱）、（进给箱）和（溜 板箱）。4 .普通卧式车床的主运动链与进给链公用一个动力源，用（交换齿轮架）实现 两者之间的联系；数控车床的主运动链与进给链分别有独立的动力
2、源，两者之间 用（主轴脉冲发生器）联系起来。5 .立式加工中心可以实现X、Y、Z三轴联动，用以加工（空间曲线），X、Y、Z 三个坐标轴中任意两个坐标都可实现联动加工，用以加工（曲面），这种控制方 式称为（三轴两联动）。6 .在滚齿机上滚切直齿圆柱齿轮时，滚刀轴线与被切齿轮端面之间被安装成一 个角度，称为（滚刀的安装角），它在数量上等于（滚刀的螺旋升角）。7 .万能外圆磨床用来磨削外圆柱面的基本磨削方法有两种：（纵向磨削法）和 （切入磨削法）。2、根据Y3150E型滚齿机的传动系统图，写出滚切斜齿圆柱齿轮时差动传动链的 传动路线，并写出计算位移。（10分）SSkWSSkWY3150E型滚齿机的传
3、动系统图传动路线为刀架丝杠25/22/25a2/b2c2/d236/72合成机构e/fa/bc/d1/72工件计算位移为Ph （刀架轴向移动nun）转（工件）金属切削机床概论试题答案一、填空题（每空1分，共25分）.按工作精度，同类型机床可分为：（普通精度机床）、（精密机床）和（高 精度机床）。1 .为了实现加工过程中所需各种运动和传动联系,机床必须具备三个基本局部：（执行件）、（运动源）和（传动装置）。2 .机床传动链中的各种传动机构可以分为固定传动比和变换传动比的两大类，固定传动比传动机构简称（定比机构），变换传动比传动机构简称（换置器官）3 .普通卧式车床为了防止光杠进给驱动和快速电动机
4、同时传动，溜板箱中装有 （超越离合器），进给过程中，当进给力过大或刀架移动受到阻碍时，为了防止 损坏传动机构，在溜板箱中设置有（平安离合器）。4 .机床转速图可以表示主轴转速分级的规律及各级转速的传动路线，转速图中的 竖线代表（传动轴），横线代表（各级转速），横线与各竖线的交点代表（各轴 的转速）.像铳加工中心集中了钻床、镶床和铳床的功能，与普通数控机床相比主要特 点有：（工序集中）、（自动换刀）和（加工精度高）。5 .在滚齿机上滚切直齿圆柱齿轮时，滚刀轴线与被切齿轮端面之间被安装成一 个角度，称为（滚刀的安装角），它在数量上等于（滚刀的螺旋升角）。6 .外圆磨床的切入磨削法，其外表成形方法采
5、用（成形-相切）法，需要两个表 面成形运动：（砂轮的旋转运动）和（工件旋转运动）。7 .钻床的主要类型有（立式钻床）、（台式钻床）、（摇臂钻床）和（深孔钻 床）。二、选择题：（每题2分，共20分）.机床型号MKG1340中的字母G表示（C）A.高速B.数控C.高精度D.加工中心.型号为TH6340的机床是（B）A.卧式键床 B.卧式加工中心 C.坐标键床 D.立式链床.用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面，导线的成形方法是（D）A.成形法 B.展成法C轨迹法D.相切法.用成形铳刀加工沟槽，母线的成形需要（D）个独立的成形运动A.一个B.两个C.三个D.不需要.卧式车床为了防止光杠进给驱动和快速电动机
6、同时传动，溜板箱中装有（A）A.超越离合器 B.平安离合器C.双向多片离合器 D.制动器.CA6140A型卧式车床主轴前支承是双列圆柱滚子轴承，用于承受（C）A.由前向后的轴向力B.由后向前的轴向力C.径向力 D.由前向后的轴向力和径向力1 .数控加工程序中表示主轴转速功能指令的字母是（C）A. G B.F C. S D. M2 .用齿轮滚刀加工斜齿圆柱齿轮，产生螺旋线运动的外联系传动链是（D）D.进给传动链A.展成运动传动链B.主运动传动链C.差动传动链.万能外圆磨床的砂轮架中，砂轮主轴的前后径向支承采用（D）A.圆柱滚子轴承B.推力球轴承C角接触球轴承D.液体滑动轴承应该选用（C）C.摇臂
7、钻床D.深孔钻床应该选用（C）C.摇臂钻床D.深孔钻床3 .对于大而重的工件，为了钻孔, A.立式钻床 B.台式钻床三、简答题：（每题8,共24分）1、对照CA6140A型车床主轴图，说明主轴后轴承的功用，主轴上作用的轴向 力是如何传递给箱体的？1-螺母2 -圆柱滚子轴承3-轴套4-锁紧螺钉5-调整螺母6-圆柱齿轮7-中间齿轮8-左端齿轮9-轴套10-推力球轴承 11-角接触球轴承12-轴套13-锁紧螺钉14-调整螺母 15-主轴后支承有2个滚动轴承，一个是角接触球轴承11,用于承受径向力和由后向 前（即由左向右）方向的轴向力，另一个是推力球轴承10,用于承受由前向后 （即由右向左）方向的轴向
8、力。在切削过程中，主轴15承受的由前向后方向的轴向力，通过主轴轴肩传给轴 套9,再传给推力球轴承10,从而传递给箱体。主轴承受由后向前方向的轴向力, 通过装在主轴后端的调整螺母传给轴套12,再传给大口向外安装的角接触球轴 承11的内环，通过球轴承滚动体和外环传递给箱体。2 .什么是数控机床的工件坐标系和机床坐标系？二者的重要区别是什么？数控机床坐标系的坐标原点可以设在工件上，也可以设在机床上。当用绝对 尺寸编程时，首先设定坐标系，即确定零件的绝对坐标原点（称程序原点）处于 距离刀具现在位置多远的地方，以程序原点为准，确定刀具起始点的坐标值，它 可以设定在工件的设计基准或工艺基准上，这是工件坐标
9、系。机床坐标系的原点也称为机械原点，上刀具退离至一个固定不变的极限点。 对数控车床，可以设在使车刀退离到离主轴端面和中心线最远而且是固定的点， 这是机床坐标系。二者的重要区别：机床坐标系的原点是机床固有的点，机床出厂后不能随 意改变。工件坐标系的原点是由程序编制人员为编程方便自行设定的，是可 以随意改变的。3 .为什么无心外圆磨床的加工精度和生产率比普通外圆磨床高？在无心外圆磨床上加工工件时，工件不须钻中心孔，装夹工件省时，可连续 磨削，所以生产率较高。工件定位基准是被磨削的外圆外表，不是中心孔，消除了中心孔误差、外圆 磨床工作台运动方向与前后顶尖连线不平行以及顶尖的径向圆跳动等项误差的 影响
10、，所以加工精度较高。四、综合题（31分）1、CK3263B型数控车床的传动系统图中，主电动机处的最低转速为252r/niin, 最高转速为2660r/min, （15分）CK3263B型数控车床的传动系统图（1）写出主运动传动链的传动路线表达式, 主运动传动链的传动路线表达式（1）写出主运动传动链的传动路线表达式, 主运动传动链的传动路线表达式并计算主轴的最高转速主电动机Ml 一主电动机Ml 一017037546292253II40512764一m（主轴）主轴的最高转速2660 r/min X X X =1500 r/min3752951（2）图中轴IV上的主轴脉冲发送器P,在进给传动链中的功
11、用是什么？数控车床的进给传动链，用电脉冲实现联系，主轴旋转时，运动经传动比 为1比1的齿轮副传到轴IV上的主轴脉冲发送器，它在主轴每转发1024个脉冲。 经数控系统根据加工程序处理后，输出一定数量的脉冲，再通过伺服系统，即Z 轴伺服电动机或X轴伺服电动机、联轴器以及滚珠丝杠，驱动刀架的纵向或横 向运动。这就可切削任意导程的螺纹或进行进给量以mm/min计的车削。如果脉 冲同时输往X和Z轴，脉冲频率又根据加工程序是变化的，那么可加工任意回转 曲面。螺纹往往需屡次车削，脉冲发生器还发出另一组脉冲，主轴每转发出一个 脉冲，显示工件旋转的相位，以防止螺纹加工中乱扣。2、根据滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图，
12、分析产生渐开线运动和产生螺旋线运动 的传动路线和传动链，指出其中的内联系传动链和外联系传动链（16分）: n 1|1 i -r一（1）滚切斜齿圆柱齿轮时产生渐开线的运动是复合外表成形运动：需要一条内 联系传动链和一条外联系传动链。展成运动的外联系传动链的传动路线是 电动机一1一2Uv34一滚刀（Bii）这条传动链称为主运动链展成运动的内联系传动链的传动路线是滚刀（Bu） 4一5一合成机构一6一7一Ux一8一9一工件（512）这条传动链称为展成运动传动链（2）产生螺旋线的运动称为差动运动，是复合外表成形运动：需要一条内联系 传动链和一条外联系传动链。外联系传动链的传动路线是工件（以2）-910u
13、i1112一刀架（&i）这条传动链称为轴向进给传动链。差动运动的内联系传动链的传动路线是刀架 （A21） 12一13-uy -14-15一S一 6一7一ux89一工件（&2）这条传动链称为差动传动链。9 .组合机床的三图一卡是（机床联系尺寸图）、（被加工零件工序图）、（加工 示意图）和（编制生产率计算卡）。10 .在滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮时，主运动链的两个末端件是（电动机和滚 刀），差动传动链的两个末端件是（刀架和工件）。、选择题：（每题2分，共24分）.机床型号CA6140中的字母A表示（B）A.通用特性代号B.结构特性代号C组别代号D.重大改进顺序号.型号为MKG1340的机床是（C）A
14、.高速外圆磨床B.数控无心磨床C.高精度数控外圆磨床 D.加工中心.用成形铳刀加工沟槽，母线的成形需要（D）个独立的成形运动A.一个 B.两个 C.三个D.不需要.工件外表可以分为可逆外表和不可逆外表，属于可逆外表的是（B）A.圆锥面B.圆柱面C.球面D.圆环面.卧式车床进给过程中，当进给力过大或刀架移动受到阻碍时，为了防止损坏 传动机构，在溜板箱中设置有（B）A.超越离合器B.平安离合器C.互锁机构 D.制动器.数控车床加工过程中，不是由机床自动完成的辅助运动是（C）A.切入运动B.快退运动C.装卸工件D.换刀.数控加工程序中准备功能指令是G01,它表示（A）A.直线插补 B.顺时针方向圆弧
15、插补C.逆时针方向圆弧插补D.点定位.用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮，展成运动传动链的两个末端件是（A）A.滚刀一工件B.电动机一滚刀C工作台一刀架D.刀架一工件.在万能外圆磨床上磨削外圆柱面，工件支承在前后顶尖上，头架主轴和前顶 尖的转动应该是（A）A.主轴和顶尖固定不转B.主轴和顶尖一起转动C.主轴转动，顶尖不转 D.主轴不转，顶尖转动1 .为了铳削工件上不同角度的螺旋槽，应该选用（B）A.立式铳床B.万能卧式铳床 C.龙门铳床 D.工作台不升降铳床2 .用齿轮滚刀加工斜齿圆柱齿轮，产生螺旋线运动的内联系传动链是（C）A.展成运动传动链B.主运动传动链C差动传动链 D.进给传动链3 .M143
16、2A型万能外圆磨床，主要用于磨削（A）级精度的工件外表A. IT6-IT7 B. IT4-IT5 C. IT8-IT9 D. IT10三、简答题：（每题8分，共24分）1 .在CA6140A型车床的主轴箱中I轴上装有双向多片离合器，它传递转矩的大 小与什么因素有关？对主轴运转有何作用？双向多片离合器靠摩擦力传递转矩，传递转矩的大小与摩擦片的多少以及摩 擦片之间的压紧力有关。双向多片离合器有左、右两局部，左离合器摩擦片数较多，传递转矩较大， 用于切削加工，用来传动主轴正转；右离合器摩擦片数较少，主要用于退刀，用 来传动主轴反转；左、右离合器都处于脱开状态，主轴停止运转；当机床过载时, 摩擦片打滑
17、，防止损坏机床，起过载保护作用。2 .什么是加工中心机床？它与普通数控机床相比，具有哪些特点？能在一台机床上，一次装卡自动地完成铳端面和钻孔、 攻螺纹、车堂孔等大局部工序，集中了钻床、铳床和镶床的功 能，与普通数控机床相比，具有以下特点。（1）工序集中。工件一次装夹后可以实现多外表、多工序的连续加工， 将数控铳床、数控像床、数控钻床的功能集成在一台机床上，集中完成钻削和 不同直径的孔加工工序。（2）自动换刀。装有刀库和换刀机械手等，可以按预定的加工程序，自动 选刀并把各种刀具从刀库换到主轴上去，把用过的刀具从主轴上换下来，送回到 刀库。（3）加工精度高。各孔的中心距全靠各坐标的定位精度保证，不
18、用钻、镶 模。有的机床，还有自动转位工作台，用来保证各面各孔间的角度。工件一次安 装加工出大局部待加工外表，减少了工件屡次装夹产生的安装误差。3.比照滚齿机和插齿机的加工方法及主要应用范围。滚齿机和插齿机都是根据展成法原理加工齿轮轮齿的。滚齿机用齿轮滚刀加工齿轮，相当于一对螺旋齿轮啮合滚动的过程，将其中 的一个齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋升角变得很大，开槽并铲背后就成了 齿轮滚刀。当机床使滚刀和工件严格地按一对螺旋齿轮的传动关系作旋转运动时 就可在工件上连续不断地切出齿来。滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮和 蜗轮。插齿机用插齿刀加工齿轮，相当于一对圆柱齿轮相啮合，其中一个是工件， 另一
19、个是齿轮形刀架一一插齿刀，它的模数和压力角与被加工齿轮相同，按展成 法加工圆柱齿轮。插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合加工内齿轮和多联齿轮，插齿机不能加工蜗轮。四、综合题（27分）1、根据CA6140型车床的传动系统图（17分）39 34 503 43 51J230IVt - 5mmMi3320 50 63 50 58 26 8012 mm36 32 12m 2 5 48 4029 4bXK1xwxxn9736 19 20 36 33 26%28 36 32 36 25 35 28 15 18 45 5656 z130.177.5kW3 130.4 50r/min39 33 80 2
20、8 48 4048 48 48 5918333320 51 50* 100、 IXXIV XXXXVffl润滑液压泵22 41 58 500 0f = 5mm1X1t= 5mm 左XXXxmHRXXIxxnXXVIXXIXXX0. 25kW241360 r/minCA6140型卧式车床的传动系统图（1）当主轴在最高转速运行时，写出运动链的运动平衡式，并计算主轴的最高 转速。运动链的运动平衡式1450X130/230X56/38X39/41X50/50X51/50X26/58 =nmax主轴的最高转速rw =1400r/min（2）写出车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式，选出车削导程P=8mm的米
21、制 螺纹时的U基和U倍。运动链的运动平衡式Ph=lr X 58/58 X 33/33 X 63/100 X 100/75 X 25/36 X u 基 X 25/36X36/25 Xu 倍 X 12mm=7u 基 u 倍导程8mm时，u 基=32/28=8/7u 倍=28/35X35/28=12、根据Y3150E型滚齿机的传动系统图，写出滚切直齿圆柱齿轮时展成运动传动 链的末端件、计算位移、运动平衡式，并导出换置公式（10分）。口的-IXt8Alp-jt1410 mmJ34Y3150E型滚齿机的传动系统图（1）末端件滚刀工件（2）计算位移1/K转（滚刀）一一1/z转（工件）（3）运动平衡式1/K
22、X80/20X28/28X28/28X28/28X42/56Xu 合成Xe/fXa/bXc/dXl/72=l/z（4）导出换置公式Ux= a/bXc/d =f/eX24K/z金属切削机床概论试题答案一、填空题（每空1分，共25分）.机床的通用特性代号中，字母S表示（高速），字母K表示（数控）。1 .成形运动按在切削过程中所起的作用不同，可分为（主运动）和（进给运动）。2 .卧式车床车削螺纹时，有内联系传动链和外联系传动链，内联系传动链的换 置器官用于调整（螺纹的导程），外联系传动链的换置器官用于调整（切削螺纹 的速度）。3 .普通卧式车床的主轴箱中装有双向多片离合器，左离合器用来传动（主轴正
23、转），用于（切削加工）；右离合器用来传动（主轴反转），主要用于（退刀）。4 .机床转速图可以表示主轴转速分级的规律及各级转速的传动路线，转速图中的 竖线代表（传动轴），横线代表（各级转速），横线与各竖线的交点代表（各轴 的转速）.数控机床的程序编制中，目前应用最广泛的是字地址程序格式，某一加工程 序中有“X60”，表示（刀具位移至X轴正向60nlm处），S400表示（主轴转速为 400r/min）.5 .数控车床机械结构与传统车床相比，明显简化，机构复杂的进给箱和溜板箱完 全被机构简单的（X轴和Z轴伺服电动机和直联滚珠丝杠）所代替。数控车床的 主轴箱中没有用于变速和变向的大量的传动轴和齿轮，它
24、用（主电动机无级调速） 代替复杂的机械变速系统。6 .在锥齿轮加工机床中，形成渐开线齿廓普遍采用（展成法），这种方法的加工 原理，相当于一对啮合的锥齿轮，将其中的一个锥齿轮转化成（平面齿轮）。7 .外圆磨床的纵向磨削法，其外表成形方法采用（相切-轨迹）法，需要三个表 面成形运动：（砂轮的旋转运动）、（工件纵向进给运动）和（工件旋转运动）。8 .龙门刨床的主参数是（最大刨削宽度），摇臂钻床的主参数是（最大钻孔直 径）。二、选择题：（每题2分，共24分）.机床型号CK3263B中的字母K表示（A）A.通用特性代号B.结构特性代号C.组别代号D.类别代号.用螺纹车刀车削螺纹，母线的成形方法是（A）A
25、.成形法B.展成法C.轨迹法D.相切法.在卧式车床上，用丝杠带动溜板箱时，可车削（D ）。A.外圆柱面B.端面C.圆锥面 D.螺纹.在卧式车床上用钻头进行钻孔，其主运动是（D） oA.钻头纵向移动B.钻头旋转运动C.工件纵向移动 D.工件旋转运动1 .由步进电动机及其驱动线路等组成的数控机床伺服系统，这种伺服控制称为 （A）A.开环控制B.半闭环控制C.闭环控制D.自动控制.数控加工程序中表示辅助功能指令的字母是（D）A. G B.F C.T D.M.用齿轮滚刀加工斜齿圆柱齿轮，差动传动链的两个末端件是（D）A.滚刀一工件B.电动机一滚刀C工作台一刀架D.刀架一工件.万能外圆磨床磨削外圆柱面时
26、，主运动是（B）A.工件纵向运动B.砂轮旋转运动C.工件旋转运动D.砂轮横向运动2 .在无心外圆磨床上磨削工件时，需将导轮的形状修正成（C）A.圆柱面 B.圆锥面 C.回转双曲面D.圆环面.卧式坐标像床的主参数是（D）A.键轴直径 B.最大链孔直径C.纵向滑座行程 D.工作台面宽度.为了磨削大直径的环形零件端面，应该选用（C）平面磨床A.卧轴矩台 B,立轴矩台C.立轴圆台D.卧轴圆台.用齿轮滚刀加工斜齿圆柱齿轮齿面，导线的成形需要（B）个独立的成形运 动A. 一个 B.两个 C.三个 D.不需要三、简答题：（每题12分，共24分）1、卧式车床主轴的径向圆跳动及轴向窜动对工件加工外表质量有何影响
27、？根据 CA6140A型车床主轴结构图，说明调整主轴前轴承间隙的方法。1-螺母2-圆柱滚子轴承3-轴套4-锁紧螺钉5-调整螺母6-圆柱齿轮7-中间齿轮8-左端齿轮9-轴套10-推力球轴承 11-角接触球轴承12-轴套13-锁紧螺钉14-调整螺母 15 .主轴主轴的径向圆跳动影响工件加工外表的圆度和同轴度，轴向窜动影响加工端 面的平面度或螺纹的螺距精度主轴前轴承径向间隙的调整方法是：首先松开主轴前端螺母1,并松开前支承左 端调整螺母5上的锁紧螺钉4。拧动调整螺母5,推动轴套3,这时圆柱滚子轴 承的内环相对于主轴锥面作轴向移动的同时作径向弹性膨胀，从而调整轴承的径 向间隙或预紧程度。2、什么是车铳
28、复合加工中心机床？，简述复合加工技术的主要内容。车铳复合加工中心机床是以数控车床为设计基础增添铳削等功能的复合加工 机床，将车削、铳削功能融合在一台机床上，相当于一台数控车床和一台加工中 心的复合，可以使工件在一次装夹中完成全部车、铳、钻、链、攻丝等不同方法 的加工，自动完成一个工件的大局部或所有工序。所谓复合加工技术，包含工艺复合和工序复合两个方面。工艺复合是工件装 夹在机床上以后，用车、铳、像、包IJ、磨、研、抛等不同的制造方法，顺序地或 并行地完成工件的外表加工。工序复合指用同类加工方法对不同工序进行顺序或 并行地完成工件各个外表的加工。例如用不同类型铳刀完成工件的项面、端面、侧面、成形
29、面甚至底面等不同工序的铳削以及粗、精铳等不同工步的加工。四、综合题（27分）1、根据数控车床的传动系统图（17分）（1）指出各传动链的名称、传动机构和各传动链的功用。（2）在两个伺服电机后端里面装有编码器，说明它的功用，属于何种伺服控制？（3）图中有字母P的方框是脉冲发生器，指出它在数控车床加工回转曲面和螺 纹时的作用。rzi数控车床的传动系统图（1）主运动传动链，主电机（交流调速电机或变频电机进行无级调速） 通过同步齿形带轮传动副带动主轴，两末端件是主电动机与数控车床的主轴， 它的功用是把动源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带开工件旋转实 现主运动，并满足主轴变速的要求。进给传动链，Z
30、轴、X轴伺服电机通过联轴器直接连接到每一个滚珠丝杠 上。Z轴交流伺服电机通过滚珠丝杠驱动床鞍，沿床身在Z轴方向移动。X轴交 流伺服电机通过滚珠丝杠驱动床鞍上的刀架，沿床鞍在X轴方向移动。进给传 动链的功用是实现刀具纵向（Z向）或横向（X向）的进给运动。（2）编码器是检测元件，它装在Z轴和X轴伺服电机后端，即传动链的旋 转部位上，通过测量伺服电机轴的转角，推算出车刀的位移量。由于反应给数控 系统的是转角，不是车刀的实际位移，因而属于半闭环伺服系统。（3）数控车床加工回转曲面和螺纹时，主轴与刀架间为内联系传动链，用电 脉冲实现联系，主轴经传动比为1比1的同步齿形带轮驱动主轴脉冲发生器，每 转发1024个脉冲。经数控系统根据加工程序处理后，输出一定数量的脉冲，再 通过伺服系统，即Z轴伺服电动机或X轴伺服电动机、联轴器以及滚珠丝杠， 驱动刀架的纵向或横向运动。这就可切削任意导程的螺纹或进行进给量以 mm/min计的车削。如果根据加工程序，主轴每转数控系统输出的脉冲数是变动 的，就可切削变导程螺纹。如果脉冲同时输往X和Z轴，脉冲频率又根据加工 程序是变化的，那么可加工任意回转曲面。螺纹往往需屡次车削，脉冲发生器还发 出另一组脉冲，每转一个脉冲，显示工件旋转的相位，以防止乱扣。