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1、金属切削机床复习思考题答案（2） 第2章 车床 1、试分析 CA6140 型卧式车床的传动系统： 1）这台车床的传动系统有几条传动链？指出各传动链的首端件 和末端件。 2）分析车削模数螺纹和径节螺纹的传动路线，并列出其运动平衡式。3）为什么车削螺纹时用丝杠承担纵向进给，而车削其他表面时，用光杠传动纵向和横向进给？能否用一根丝杠承担纵向进给又承担车削其他表面的进给运动。 答：1）CA6140 型卧式车床的传动系统的各传动链与其首端件和末端件分别为： 主运动传动链，首端件为主电动机，末端件为主轴；车削螺纹运动传动链，首端件为主轴，末端件为刀架；纵向和横向进给运动传动链，首端件为主轴，末端件为刀架；
2、快速运动传动链，首端件为快速电动机，末端件为刀架。 2）车削模数螺纹的传动路线及运动平衡式如下：丝杠-刀架 Phm=1(主轴)58/5833/3364/100100/9725/36u 基25/3636/25u 倍12 车削径节螺纹的传动路线及运动平衡式如下： PhDP=1(主轴)58/5833/3364/100100/971/ u 基36/25u倍12 3）车削螺纹时，必须严格控制主轴转角与刀具纵向进给量之间的关系，而丝杠螺母传动具有间隙小，能时刻保证严格的传动比的特点，所以要用丝杠承担纵向进给的传动件。车削其他表面时，不必严格控制主轴转角与刀具纵向进给量之间的关系， 为减少丝杠磨损和便于操纵
3、，另外，丝杠是无法传递横向进给运动的，因此要用光杠传动纵向和横向进给。 不能用一根丝杠承担纵向进给又承担车削其他表面的进给运动。这样，可以防止丝杠磨损过快，使用寿命降低，并使机床的操纵更容易。2、在 CA6140 型卧式车床的主运动、车削螺纹运动、纵向和横向进给运动和快速运动等传动链中， 哪条传动链的两端件之间具有严格的传动比？哪条传动链是内联系传动链？ 答：在 CA6140 型卧式车床的主运动、车削螺纹运动、纵向和横向进给运动和快速运动等传动链中， 车削螺纹运动的传动链的两端件之间具有严格的传动比。车削螺纹运动的传动链是内联系传动链。 3、判断下列结论是否正确，并说明理由。 1）车削米制螺纹
4、转换为车削英制螺纹，用同一组（螺纹）交换齿轮，但要转换传动路线。 2）车削模数螺纹转换为车削径节螺纹，用同一组（模数）交换齿轮，但要转换传动路线。 3）车削米制螺纹转换为车削径节螺纹，用英制传动路线，但要改变交换齿轮。 4）车削英制螺纹转换为车削径节螺纹，用英制传动路线，但要改变交换齿轮。 答：1）车削米制螺纹转换为车削英制螺纹，用同一组（螺纹）交换齿轮，但要转换传动路线。 正确。两者都属“螺纹”加工，交换齿轮不变；但传动路线要由“米制”转换为“英制”。 2）车削模数螺纹转换为车削径节螺纹，用同一组（模数）交换齿轮，但要转换传动路线。 正确。两者都属“蜗杆”加工，交换齿轮不变；但传动路线要由“
5、米制”转换为“英制” 。 3）车削米制螺纹转换为车削径节螺纹，用英制传动路线，但要改变交换齿轮。 正确。交换齿轮要由“螺纹”加工变为“蜗杆”加工；传动路线也要由“米制”转换为“英制”。4）车削英制螺纹转换为车削径节螺纹，用英制传动路线，但要改变交换齿轮。 正确。英制螺纹与径节螺纹同属“英制” ，用英制传动路线；但车削英制螺纹要用“螺纹”加工交换齿轮，车削径节螺纹要用“蜗杆”加工交换齿轮。 4、在 CA6140 型卧式车床上车削下列螺纹： 1）米制螺纹 P=3mm k=2。 2）模数螺纹 m=3mm k=2。 试列出其传动路线表达式， 并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围及其理由。 答：1）
6、米制螺纹 P=3mm k=2。 Ph=1(主轴)58/5833/3363/100100/7525/36u 基 传动路线表达式：2）模数螺纹 m=3mm k=2。 主轴转速范围为 10500r/min 内的正转时 12 及转速，因为车削m=3mm, k=2的模数螺纹（米制蜗杆），属于扩大螺距，要走主轴的低速传动路线，根据 Pnm=KPm=km=18.1415mm，需在扩大螺纹导程段内用轴至轴 11 的 50/50 齿轮副就可以了，如此，主轴转速为12 级。这条路线配以适当的 u 基与 u 倍可以加工 64mm 内的模数螺纹，可以适合 Phm=18.14mm 时的加工需求。 5、欲在 CA6140
7、 型卧式车床上车削 Rh=10mm 的米制螺纹，试指出能够加工这一螺纹的传动路线有哪几条？ 答：加工 Ph=10mm 米制螺纹的传动路线仅有右螺纹与左螺纹这两条，差别在于从的右、左螺纹区分段不同。其它路线段都相同，且只有唯一的一条。6、若将 CA6140 型卧式车床的纵向传动丝杠（Ph丝=12mm）换成英制丝杠（牙/in） ，试分析车削米制螺纹和英制螺纹的传动路线，交换齿轮应怎样调整，并列出能够加工的标准米制、英制螺纹种类。 答：此时的车削米至螺纹和英制螺纹的传动路线要对 a、b、c、d 交换齿轮作调整，使 12/（a 牙/in）=12Pha 丝（mm）=a/bc/d。米制螺纹和英制螺纹此时经
8、过 a、b、c、d 交换齿轮的配挂，还是和 Ph 丝=12mm 时的种类一样多。对螺纹尺寸范围的种类则有正常螺 距、扩大螺距 12 种，左、右螺纹 12 种，u 基段 18 种，u 倍段 14 种。这样，米制和英制螺纹各有 2284=128 种不同的螺纹。 7、已知工件螺纹导程 Ph=21mm，试调整 CA6140 型卧式车床的车削螺纹运动链（设交换齿轮齿数为 20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100、127）。 答：因工件螺纹导程 Ph=21mm，属于扩大螺距范围，所以传动路线要用主轴低速，进给传动路线走扩大螺纹段。调整交换齿轮 a、b
9、、c、d 时，应使用螺纹段的 a、b、c、d，即63、100、100、75 齿轮，根据题中给出的交换齿轮，可以使8、为什么 CA6140 型卧式车床主轴转速在 4501450r/min 条件下，并采用扩大螺距机构，刀具获得微小进给量，而主轴转速为 10125r/min 条件下，使用扩大螺距机构，刀具却获得大进给量？ 答：CA6140 车床主轴高速转速时，转速为 4501450r/min，此时不是扩大螺纹导程的状态； 只有在主轴为低速状态 （10125r/min） 时，才可利用从轴到轴、再到轴段的传动路线段，得到扩大螺纹导程 4 倍或 16 倍的进给传动路线。所以，只有在主轴转速为 10125r
10、/min 条件下，才能使用扩大螺距机构，刀具却获得大进给量。 9、试分析 CA6140 型卧式车床的主轴组件在主轴箱内怎样定位。其径向和轴向间隙怎样调整。 答：CA6140 型卧式车床的主轴在主轴箱内是靠 5 个轴承定位的。轴的前端有 3 个轴承，其中，有 2 个向心球轴承，1 个推力向心滚柱轴承，中间一个推力向心轴承，后端一个向心推力滚柱轴承。其径向间隙可通过旋转轴前端轴承左边的调整环，推动抵套向右微移，使主轴最前轴承的内圈沿锥度向右微移，以减小主轴前端的径向间隙。主轴的轴向间隙可通过旋转主轴后端的调整环，推抵套向右，使后端的推力轴承内圈带着主轴右移，减小后端轴承内、外圈之间的间隙，从而减小
11、了主轴的轴向间隙，调定后需锁紧固定螺钉。 10、为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（轴）常采用卸荷式带轮结构？对照传动系统图说明转矩是如何传递到轴的。 答：卸荷式带轮结构是为了避免 V 带的拉力使轴产生弯曲变形。 因 V 带对轴的是指向电机轴的单向拉力，它会使轴产生弯曲。传动系统图中，转矩传递到轴的原理为：V 形带轮的旋转传递的转矩，通过与轴花键相连的套，而花键套又与 V 形带轮固定，而将转矩传递到轴；V 形带轮受到的单向拉力则通过支撑花键套的深沟球轴承传递给固定在主轴箱体上法兰盘，再传递到箱体上。实际上是使 V 形带轮受到的单向拉力，随着花键套在法兰内的转动，将拉力由支撑花键套的深沟球轴承的内
12、圈传到滚珠， 滚珠再将拉力扩散到轴成外圈，然后传到箱体。 11、在 CA6140 型卧式车床主传动链中，如图 2-3 所示，能否用双向牙嵌式离合器或双向齿轮式离合器代替双向多片式离合器以实现主轴的开停及换向？在进给传动链中， 能否用单项多片离合器或电磁离合器代替齿轮式离合器 M3、M4、M5？为什么？ 答：不能！在主传动链中，M1 双向多片摩擦式离合器还承担着防止过载的作用，在载荷过大，超过了此离合器的摩擦力允许值后，M1 能发生打滑，切断主电动机传到主轴的转矩传动，而牙嵌式离合器或齿轮式离合器在过载时不能滑移，无法起到过载保护作用。M3、M4、M5 需按定比传动工作，摩擦片打滑时将影响此定比
13、传动的正常进行。12、在 CA6140 型卧式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？能否用主轴相中的换向机构来变换纵、横向机动进给的方向？为什么？ 答：主轴箱中的换向机构由 M1 控制，其作用是实现主轴的正、反转控制；而溜板箱中的换向机构由 M6、M7 控制，以实现对光杠到刀架的纵、横向机动进给方向的控制。由于它们各自的作用不同， 所以不能用主轴箱中的换向机构来变换纵、横向机动进给的方向。主轴箱中起换向作用的离合器 M1 控制着主轴的正、反转，主轴的正转用于切削，而反转用于退刀。如果用来代替 M6、M7 以改变刀架机动进给的方向，虽然进给方向是变了，但那
14、时主轴的转动方向也同时发生了改变，切削变成了退刀，退刀却变成了切削了，此时，切削过程将无法正常进行了。 13、在车床溜板箱中，开合螺母操纵机构与机动纵向和横向进给操纵机构之间为什么需要互锁？试分析互锁机构的工作原理。 答：开合螺母机构与机动纵向和横向进给操纵机构都作用于大溜板箱，使之移动。如果两机构同时作用时，机床的传动链将遭到破坏。而螺母机构与横向机动进给机构虽分别作用于大溜板箱及中溜板箱，同时接通时不会损坏传动链， 但同时接通时破坏了螺纹加工时的纵向进给与横向机动进给间的关系。所以，开合螺母操纵机构与机动纵向和横向进给操纵机构之间需要互锁。互锁机构的工作原理为：当控制开和螺母的手柄轴 5（
15、教材图2-10）转到合上螺母的位置时，销 3 落到了控制 M7 的操作轴的孔中，使得该轴不能转动，M7 不能接通。同时，手柄轴 5 的凸肩抵住了控制M6 接通的轴的转动，因而锁住了机动纵、横向进给的接通。而当机动进给接通时，控制 M6 的轴的销钉孔移开，销钉落到了开合螺母控制手柄轴 5 的 V 形槽中，使手柄轴 5 不能转动。另外，控制 M7 的轴接通横向进给时，它的转动使其上面的长槽移开，抵住了手柄轴 5 的平台，使手柄轴 5 不能转动，开和螺母机构不能合上。 14、已知溜板箱传动件完好无损，开动 CA6140 型卧式车床，如图 2-3 所示，当主轴正转时，光杠已转动，通过操纵进给机构使 M6或 M7 结合，刀架却没有进给运动，试分析原因。 答：最可能的原因是吃刀太大,切削使的过大负荷使 M8安全超越离合器发生了安全保护作用；另外,也可能是 M8 安全超越离合器故障，而不能正常工作所致.以上两种情况都可发现.安全离合器连接光杠传来运动的一端在转动,而连接蜗杆轴的一端却不转。如果前述情况发生在载荷较小或空载时,问题应该是 M8安全超越离合器故障所造成.15、分析 CA6140 型卧式车床出现下列箱的原因，并指出解决办法： 1）车削过程中产生闷车现象。 2）搬动主轴开、停和换向操纵手柄十分费力，甚至不能稳定地停留在终点位置上。 3）将操纵手柄扳至停车位置时，主轴
