机械制造第二章作业 (答案) (3)

3-2 什么是内联系传动链，它与外联系传动链有和不同，试举例说明。

答：
内联系传动链：内联系传动链是联系复合运动之内的各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证执行件运动的轨迹。

例如，在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所需螺纹的导程大小，主轴（工件）转一周时，车刀必须移动一个规定的准确的距离（螺纹导程）。

联系主轴——刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动链。

再如，用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，为了得到正确的渐开线齿形，滚刀转1 / K 转（K 是滚刀头数）时，工件就必须转1 / Z 转（Z 为齿轮齿数）。

联系滚刀旋转B11和工件旋转B12的传动链，必须保证两者的严格运动关系。

外联系传动链：外联系传动链是联系动力源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。

例如，车削螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。

再如，在卧式车床上车削外圆柱表面时，由于工件旋转与刀具移动之间不要求严格的传动比关系，两个执行件的运动可以互相独立调整。

3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。

答：
传动链的传动路线如下：
)(VI )(2M 5826V 50518020IV 50508020_)(2M __5063________III 582250304139II 3034VII 3450)()(1M ______43513856)()(1M I 230130m in /r 1450kw 5.7主电动机
主轴右移左移反转右正转左-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧----⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧
---⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---ΦΦ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛
主轴最高速度：16371.163750634139303434502301301450
≅==主轴n r/min 主轴最低速度：103.1058268020802058224351230130
1450≅==主轴n r/min
正转转速级数：2×3×(1+(2×2-1))=24级
反转转速级数：1×3×(1+(2×2-1))=12级
3-4 CA6140车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中，哪些传动链的两端件之间具有严格的传动比？
答：
车螺纹运动：两端件（主轴与刀架）之间具有严格的传动比。

3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点（试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析）？并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因。

答：
1）机床结构方面：磨床结构较车床简单、紧凑、传动链更优化；
2）刀具方面：砂轮加工效果较车刀精细、高效；
3）加工过程方面：磨床操作方便，易于控制，主轴旋转平稳。

由上可以看出：对于外圆磨削，操作方便、传动链短、主轴旋转平稳，刚度大、砂轮加工精度高；对于外圆车削，传动链长、主轴旋转平稳度不够，刚度不大、车刀加工精度不高。

因此，外圆磨削比外圆车削质量要高。

3-11 为什么车床用丝杆和光杆分别担任车螺纹和车削进给的传动？如果只用其中的一个既车螺纹又传动进给，会产生什么问题？
答：
车螺纹时，要求主轴与刀架之间有严格的传动比，所以，只能用丝杆；
车削进给时，不要求主轴与刀架之间有严格的传动比，用光杆更经济高效；
若用丝杆既车螺纹又传动进给，对于车螺纹没有问题（影响），对于传动进给有时不能满足快速进给要求，影响加工效率，总体上还会影响丝杆使用寿命；
若用光杆既车螺纹又传动进给，对于传动进给没有问题（影响），对于车螺纹，由于不能保证主轴与刀架之间的严格传动比，无法正确加工。

4-2 什么是逆铣？什么是顺铣？试分析其工艺特点。

在实际的平面铣削生产中，目前多采用哪种铣削方式？为什么？
答：
逆铣：铣刀主运动方向与工件进给运动方向相反时称为逆铣；
顺铣：铣刀主运动方向与工件进给运动方向相同时称为顺铣。

逆铣时，刀齿的切削厚度从零增加到最大值，切削力也由零逐渐增加到最大值，避免了刀齿因冲击而破损的可能。

但刀齿开始切削时，由于切削厚度很小, 刀齿要在加工表面上滑行一小段距离，直到切削厚度足够大时，刀齿才能切入工件，此时, 刀齿后刀面已在工件表面的冷硬层上挤压、滑行产生了严重磨损，因而刀具使用寿命大大降低，且使工件表面质量也变差；此外,铣削过程中，还存在对工件上抬的垂向切削分力Fcn，它会影响到工件夹持的稳定性,使工件产生周期性振动,影响加工表面的粗糙度。

顺铣时,刀齿切削厚度从最大开始，因而避免了挤压、滑行现象；同时，垂向铣削分力Fcn始终压向工件，不会使工件向上抬起，因而顺铣能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。

但由于顺铣时渐变的水平分力Fct与工件进给运动的方向相同，而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙。

实际的平面铣削生产中，多采用顺铣。

顺铣的最大缺点是进给丝杆与螺母间有间隙，多数铣床纵向工作台的丝杆螺母有消除间隙装置，即使没有消除间隙的装置，则当水平分力Fct较小时，工作台进给可以采用丝杆驱动。

同时，顺铣避免了逆铣过程中的挤压、滑行问题，还能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。

4-3 为什么顺铣时，如工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置，将会产生工
作台窜动？
答：
由于顺铣时渐变的水平分力Fct与工件进给运动的方向相同，而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙，若工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置，当水平
分力Fct变得足够大，间隙由最大变为零的过程中，工作台就会突然向前窜动，整过过程表现为振动。

4-4 试分析比较铣平面、刨平面、车平面、拉平面、磨平面的工艺特征和应用范围。

答：
铣平面：
1）工艺特征：平面铣削分粗铣和精铣。

精铣后的表面粗糙度可达Ra3.2～0.63μm，尺寸公差可达IT8～IT6，直线度可达0.08～0.12mm/m。

2）应用范围：可加工各种不同形状的平面、沟槽等。

刨平面：
1）工艺特征：平面刨削分粗刨和精刨，精刨后的表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm，两平面间的尺寸公差等级可达IT8～IT7，直线度可达0.04～0.12/1000mm。

在龙门刨床上采用宽刀精刨，其表面粗糙度可达Ra0.8～0.4μm，直线度不超过0.02mm/m。

2）应用范围：刨削一般适于单件小批生产及修理工作中加工平面，可加工水平面、垂直面、直槽、V形槽、T形槽和燕尾槽等。

车平面：
1）工艺特征：容易保证回转体的端面与其内圆表面、外圆表面的垂直度要求，且工艺简单，效率较高。

2）应用范围：平面车削一般用于加工回转体的端面。

拉平面：
1）工艺特征：拉削加工精度为IT9～IT6，直线度可达0.08～0.12mm/m。

2）应用范围：在大批大量生产中加工面积不大而要求较高(Ra1.6μm)的零件平面时，可采用拉削加工方式。

磨平面：
1）工艺特征：磨削后的表面粗糙度可达Ra1.25～0.16μm，尺寸公差可达IT6～IT5，平面度可达0.01～0.03mm/m。

2）应用范围：主要用于中、小型零件高精度表面及淬火钢等硬度较高的材料表面的加工。

4-7 试述下列零件上平面的加工方案：
1) 单件小批生产中，机座（铸铁）的底面：500mm×300mm，Ra3.2μm。

2) 成批生产中，铣床工作台（铸铁）台面：1250mm×300mm，Ra1.6μm。

3) 大批量生产中，发动机连杆（45调质钢， 217─255 HBS）侧面：25mm ×10mm，Ra3.2μm。

答：
1）粗铣-→精铣（平面铣削加工）；
2）粗刨-→精刨（平面刨削加工）；粗铣-→精铣（平面铣削加工）；
3）粗拉-→精拉（平面拉削加工）或粗铣-→精铣（平面铣削加工）。