机床习题与答案
第一章
1.举例说明通用(万能)铣床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么，它们的适用范围怎样?
答：通用化机床的工艺范围很宽,可以加工一定尺寸范围内的各种类型的零件，如完成多种多样的工序，如卧式车床、万能外圆磨床、摇臂钻床等。专门化机床的工艺范围较窄，只能加工一定尺寸范围内的某一类(或少数几类)的零件，完成某一种(或少数几种)特定工序，如凸轮车床、轧辊机床等。专用机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。
2.说明下列机床的名称和主参数（第二主参数）：CM6132，C1336，C2150×6，Z3040×16，XK5040，B2021A，MGB1432。
答：CM6132 C─车床类，M─精密型，61─卧式车床系，32─最大回转直径的1/10。
C1336 C─车床类，1─单轴自动，13─单轴转塔自动车床系，36─最大车削直径的1/10。
Z3040×16 Z─钻床类，3─摇臂钻床，30─摇臂钻床系，40─最大钻孔直径，16─最大跨距。
C2150×6 C─车床类，2─多轴自动半自动车床，21─多轴棒料自动机床系，50─最大棒料直径，6─轴数。
T4163B T─镗床类，4─坐标镗床，41─单柱坐标镗床，63─工作台面宽度的1/10，B─第二次重大改进。
XK5040 X─铣床类，K─数控，5─立式升降台铣床，50─立式升降台铣床系，40─工作台宽度的1/10。
B2021A B─刨床类，20─龙门刨床系，21─最大刨削宽度的1/10，A─第一次重大改进。
MGB1432 M─磨床类，G─高精度，B─半自动，1─外圆磨床，14─万能外圆磨床，3最大磨削直径的1/10。
3.说明何谓简单运动？何谓复合运动？其本质区别是什么？
答:如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则称此成形运动为简单成形运动，简称简单运动。如果一个独立的成形运动是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组合而成的，则称此成形运动为复合成形运动，简称复合运动。本质区别在于简单运动是由单独的旋转运动或直线运动组成的，而复合运动是由多个旋转运动或直线运动组合而成的。
5.按图1-13所示传动系统作下列各题：
⑴写出传动路线表达式；
⑵分析主轴的转速级数；
⑶计算主轴的最高最低转速。
为齿轮式离合器）
（注：图1-13a中M
1
答：(1)图(a) 传动路线表达式：
电动机─150
90 ΦΦ─Ⅰ─ ?????
?
?
??
?????????3226
42172236─Ⅱ─??????????????????303826424522─Ⅲ─200178ΦΦ─Ⅳ─6327 ─Ⅴ─?
?
??????58171M ─Ⅵ(主轴)
主轴的转速级数：3×3×2=18级
主轴的最高转速：n max =1430×15090 ×3226 ×3038 ×200178×6327
=336.81r/min
主轴的最低转速：n min =1430×15090 ×4217×2642×200178×6327×5817
=62.72r/min (2)图(b)
传动路线表达式:
电动机─325100
ΦΦ─Ⅰ─ ??????????????????653258407226─Ⅱ─??
????????????????
???
8117811761376137233
－（右）
－（左）－ －M M M ─Ⅲ(主轴) 主轴的转速级数??
?级反：
级正：
33 主轴的最低转速： n min =1440×325100 ×7226×6137×6137×8117
=12.32r/min
6.按图1-14a 所示传动系统，试计算： ⑴轴A 的转速（r/min ）；
⑵轴A 转1转时，轴B 转过的转数； ⑶轴B 转1转时，螺母C 移动的距离。
答：(1)轴A 的转速：
n A =1440×225 ×2323×2020×8020
=81.8r/min (2)轴A 转一转时,轴B 转过的转数：
n B =1440×225 ×3035×5030×4025×841
=1.7r/min
则轴B 在轴A 转过一转时转过的转数为： N=7.18
.81=48 r (3)轴B 转过一转时，螺母C 移动的距离为：
L C =1440×225 ×3035×5030×202×10×841
=4.77mm
7. 传动系统如图1-14b 所示，如要求工作台移动工L （单位为mm ）时，主轴转1转、试导出换置机构（b a d c
）的换置公式。
答:运动平衡式：1×401 ×3035×c d ×a b
×b=L 工
∴主轴转一转时换置机构（b a d c ）的换置公式是：b a ·d c
=工L 407
8.试说明何谓外联系传动链？何谓内联系传动链？其本质区别是什么？对这两种传动链有何不同要求？
答: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。两者的本质区别在于，其运动是由单个或多个运动组成外联系传动链，该联系是整个复合运动与外部运动源，它只决定成形运动的速度和方向对加工表面的形状没有直接影响，而由于内联系传动链联系的是复合运动，内部必须保证严格的运动联系的两个单元运动，它决定着复合运动的轨迹，其传动比是否准确以及其确定的两个单元的相对运动是否正确会直接影响被加工表面的形状精度甚至无法成形为所需表面形状。
第二章 车床
1. 在CA6140型车床上车削下列螺纹： ⑴公制螺纹 P=3mm ；P=8mm ；k=2
⑵英制螺纹 ａ=421
牙/in ⑶公制螺纹 L=48mm
⑷模数螺纹 m =48mm ，k=2
试写出传动路线表达式，并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围。 答: (1) ①: P=3mm k=2时 L=k ·p=6mm 传动表达式:
主轴Ⅳ－5858－Ⅸ－??
????
?
??????（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－2510010063?－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u －
ⅩⅣ－
25363625?－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－(丝杠) －刀架 平衡式: L=7基u 倍u 查表得： L=3mm 时 基u =2136 倍u =
21
28254518=? 主轴转速范围为450r/min
②: p=8mm k= 2时 L=k ·p=16mm 扩大导程4倍或16倍的传动表达式:
主轴－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－??
?
????
?????20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－??
????
??????（左旋）右旋33252533)(3333x －Ⅺ－2510010063?－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u －ⅩⅣ－25363625?－Ⅹ
Ⅴ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架
因为需扩大导程4倍和16倍两种，所以在Ⅵ和Ⅸ轴之间的扩u 为：
16582644442080208026584
58
26444450502080265821=????=
=????=扩扩u u 查表2－3得：
L=4mm 时 基u =2832 倍u =
41
48153528=? L=1mm 时 基u =2832 倍u =
81
48154518=? 在导程扩大4倍时，主轴转速为40～125r/min 在导程扩大16倍时，主轴转速为10～32r/min
（2）传动表达式：（英制）ａ=421
牙/in 主轴－5858－Ⅸ－??
????
???????（左旋）右旋33252533)(3333－2510010063?－Ⅻ－3M －ⅩⅣ－基u －ⅩⅢ－
2536
－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－(丝杠) －刀架
查表得：基u =2836 倍u =
21
28354518=? 主轴转速为：450～1400r/min
（3）车制L=48mm ，有两种：扩大4倍和16倍导程的方法 传动表达式：
主轴－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－???????
?????20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－??
??
??
???????（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－75100
10063?－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u －ⅩⅣ－25363625?－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架
查表2-3得：
L=3mm 时 基u =22136 倍u =41
48153528=?
L=12mm 时 基u =2136 倍u =12835
3528=?
则在导程扩大4倍时，主轴转速为40~125r/min 在导程扩大16倍时，主轴转速为10~32r/min
（4）k=2时 基u =2832 倍u =12835
3528=?
传动表达式：
主轴－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－???????
?????20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－??
??
??
???????（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－97100
10064?－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u －25363625?－Ⅵ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架
2.欲在CA6140型车床上车削L =10mm 的公制螺纹，试指出能够加工这一螺纹的传动路线有哪几条？ 答：传动路线有两条： ①：L=10mm 时 传动表达式：
主轴Ⅵ－5858－Ⅸ－??
????
?
??????（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063?－Ⅻ－3625－Ⅶ－基u －ⅩⅣ－25363625?
－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架
基u =1420
倍u =128353528=?
②：L=2.5mm 时，需要导程扩大4倍 传动表达式：
主轴Ⅵ－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－???????
????
?20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－??
??
??
???????（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063?－Ⅻ－3625
－ⅩⅢ－基u －ⅩⅣ－
25363625?－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架
基u =1420
倍u =4148153528=?
3.当CA6140型车床的主轴转速为450~1400r/min(除500 r/min)时，为什么能获得细进给量？在进给箱中变速机构调整情况不变的条件下，细进给量与常用进给量的比值是多少？
答：转速为450~1400r/min(除500 r/min)时，其运动路线直接由扩大螺距机构和公制螺纹传动路线控制，故可获得8种细进给量，范围是0.028~0.054mm/r 。
细进给量与常用进给量的比值是：08.0028.0~22.1058.0=207~61027
=0.35~0.044 mm/r 。
4.分析C620-1型卧式车床的传动系统（见图2-41）： ⑴写出车公制螺纹和英制螺纹时的传动路线表达式； ⑵是否具有扩大螺距机构，螺距扩大倍数是多少？
⑶纵、横向机动进给运动的开停如何实现？进给运动的方向如何变换？
答：（1）公制：
主轴Ⅵ－5050－Ⅶ－???
???
?
??????（左旋）右旋38383838)(3838－Ⅷ－9710010032?－Ⅸ－3625－Ⅹ－基u －Ⅻ－
28565628?
－ⅩⅢ－倍u －ⅩⅣ－5M －ⅩⅤ－刀架
英制：
主轴Ⅵ－5050
－Ⅶ－??
????
?
??????（左旋）右旋38383838)(3838－9710010032?－Ⅸ－3M －Ⅺ－基u －Ⅹ－2536－Ⅻ－倍u －ⅩⅣ－5M －ⅩⅤ－刀架
（2）具有扩大螺距机构表达式：
主轴Ⅵ－3264－Ⅴ－???????
?????20805050－Ⅳ－????????????20805050－Ⅲ－5050－Ⅶ 扩大倍数：250505050505032641=???=
扩u 32
50502080208032642=???=扩u
（3）开停可用机械式摩擦离合器来控制，进给方向的变换通过同一离合器和圆柱齿轮来实现。
5.为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（Ⅰ轴）常采用卸荷式带轮结构？对照图2-8说明扭距是如何传递到轴Ⅰ的？试画出轴Ⅰ采用卸荷式带轮结构与采用非卸荷式带轮结构的受力简图。
答：采用卸荷式带轮是因为皮带轮与花键套间用螺钉联接，与固定在主轴箱上的法兰盘中的两个向心球轴承相支承，故皮带轮可在花键套的带动下使轴Ⅰ转动。 即卸荷式带轮结构的受力： 1F 2F
1F
非卸荷式带轮结构的受力：1F 2F
6. CA6140型车床主传动链中，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摩擦离合器，实现主轴的开停及换向？在进给传动链中，能否用单向摩擦离合器或电磁离合器代替齿轮式离合器543M M M 、、？为什么？ 答：不能代替双向多片式摩擦离合器，因起到过载保护作用。不能代替齿轮式离合器，因其可以保证准确的传动比。
7. CA6140型车床进给传动系统中，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？能否用主轴箱中的换向机构来变换纵、横向机动进给的方向？为什么？C620-1的情况是否与CA6140型车床相同？为什么？
答：CA6140车床进给传动系统中，主轴箱的作用是保证主轴正反转和停止。溜板箱的作用是将光杠或丝杠所传动的扭距转换为直线进给运动并带动刀架进给，控制刀架运动。纵横向机动进给的方向不能用主轴箱中的换向机构来变换。C620-１与CA6140车床不同，CA6140进给箱中的基本螺距机构采用的是双联滑移齿轮机构、摆移齿轮机构和三联滑移公用齿轮机构。这种机构的使用性能、结构刚性和制造工艺性都较好，故采用的很普遍。而在C620-１中，基本螺距机构采用的是摆移齿轮机构，这种机构工艺性复杂，刚性差。
８.卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？可否单独设置丝杠或光杠？为什么？
答：光杠是实现纵横向直线进给，而丝杠则在加工螺纹是实现刀架的进给，不能单独设置丝杠或光杠。设置光杠可以保证丝杠的传动精度不被磨损。
9. CA6140型车床主轴前后轴承的间隙怎样调整（见图2-8）？作用在主轴上的轴向力是怎样传递到箱体上的？
答：主轴前端轴承间隙是通过螺母23和26调整，调整时先拧松螺母23然后拧紧带锁紧螺钉螺母26，使轴承22的内圈相对主轴的锥形轴颈向右移动，由于锥面作用薄壁的轴承内圈产生径向弹性变形将滚子与内外圈滚道之间的间隙消除，调整后再将螺母23拧紧。后轴承32的间隙要用螺母23，轴承22的内圈轴承18传动到箱体，向右的轴向力由主轴径向螺母26，轴承18，隔套25，轴承22的外圈和轴承24传至箱体。
10.为什么卧式车床溜板箱中要设置互锁机构？丝杠传动与纵向、横向机动进给能否同时接通？纵向和横向机动进给之间是否需要互锁？为什么？
答：若操作错误同时将丝杠传动和纵横向机动给接通，则将损坏机床。为了防止发生，溜板箱中设置互锁机构，以保证开合螺母合上时机动进给不能接通，反之机动进给接通时开合螺母不能合上，故丝杠传动与纵横向机动进给不能接通，纵横向机动进给不需互锁是由手柄控制纵向机动进给时横向机动进给的离合器是脱开、不能传递动力，也就不能横向进给，当横向机动进给时控制纵向传动离合器是脱开，不能纵向机动进给。
11.分析CA6140型车床出现下列现象的原因，并指出解决办法： ⑴车削过程中产生闷车现象；
⑵扳动主轴开、停和换向操纵手把（见图2-13中零件7）十分费力，甚至不能