一、简答题1. 表面粗糙度仪有何用途?
表面粗糙度仪可以比较准确地测量轮廓算术平均偏差值、微观不平度、十点高度、轮廓最大高度等。
2. 简述光切显微镜的工作原理。
光切显微镜的工作原理如图2-4-3所示。工件被照明显微镜投射的光带照明后,分别在波峰S
1及波谷S
2点产生反射,通过观察显微镜的物镜,各自成像为分划板上的S'
1、S'
2点。由于光带以α角投射在工件表面上,在目镜中见到的并非被测表面波峰到峰谷垂直距离h的真正数值,而是被放大为h
''的光带,如图2-4-4所示。
3. 如何利用光切显微镜测量表面粗糙度值?
9J型光切显微镜如图2-4-5所示。显微镜的主体由横臂和立柱连接在底座上,转动螺母,可使横臂上下移动进行显微镜的粗调焦,然后用螺钉紧固。显微镜的光学系统装在封闭的壳体内,下边装有可换物镜组,并用手柄借弹簧力紧固。壳体上装有测微目镜。微调手轮用于显微镜的微调焦。需对零件表面轮廓照相时,可装上专用照相机,测量表面粗糙度时,可将被测工件放在工作台上(圆柱形零件可放在V形架上),并可作360°转动。测量时,被测量表面的加工纹路应与窄缝垂直,在燕尾处装上适当倍数的物镜,经粗调及微调手轮调焦,使视场中出现清晰的窄齿状亮带。
4. 干涉显微镜有何用途?
光切显微镜宜测量表面粗糙度值比较大的工件。对于表面粗糙度值小于Ra0.8μm的工件,可用干涉显微镜测量,其测量范围为Ra0.03~0.8μm之间。
5. 2201型电动轮廓仪主要由哪几部分组成?
2201型电动轮廓仪主要由底座、传感器、驱动箱、电器箱和记录器等部分组成,如图2-4-6所示。
6. 如何利用2201型电动轮廓仪测量粗糙度值?
轮廓仪用一种特殊的触针接触被测面并以恒速沿表面移动,表面的微观不平使触针在垂直测量表面的方向上作相应的上下移动,上下移动变换成电信号,再经一系列电信号处理,在指示表上显示测量结果记录被测表面微观不平的轮廓曲线。
测量时先接通电源,安装被测件,将各开关拨至所选择的档位上,换上所选用的传感器后,将被测件退磁、擦净。圆柱形零件放在V形架上,锥形零件必须垫平后方可测量,安装被测件时,要使其加工纹理方向垂直于传感器的滑动方向,之后便可测量。
测量粗糙度值有两种方法,一种是在指示表上直接读数,另一种是用自动记录器记录。
7. 磨床精度检验有哪些项目?
磨床精度检验包括:预调精度检验、几何精度检验和工作精度检验。具体检验的内容为:
(1)砂轮架主轴
1)径向圆间隙检验。
2)旋转精度检验。
3)轴向窜动检验。
(2)工件架主轴
1)旋转精度检验。
2)轴向窜动检验。
(3)直线运动精度
1)工件架主轴轴线对工作台移动的平行度检验。
2)尾座套筒锥孔轴线对工作台移动的平行度检验。
3)头架、尾座顶尖中心孔连线对工作台移动的平行度检验。
4)砂轮架主轴轴线对工作台移动的平行度检验。
(4)部件之间等高精度
1)砂轮架主轴轴线与头架、尾座轴线的等高检验。
2)内圆磨具支架孔轴线与头架主轴轴线的等高度检验。
8. 磨床精度对加工精度有哪些影响?
在磨床上加工零件要达到一定的精度,与很多因素有关,如砂轮、夹具、切削用量、加工工艺与技能等。在正常条件下,磨床本身的精度往往是一系列因素中最重要的因素。
(1)静态精度 磨床不运动时运动速度极低,在没有切削载荷的情况下检测的磨床精度,称为静态精度。
1)几何精度。磨床的几何精度是保证工件加工精度的最基本条件。它是指砂轮主轴的回转精度,床身导轨的直线度,工作台面的平行度、头架和尾座的中心线的等高度和对工作台面移动的平行度等。
2)传动精度。它是指磨床内联系传动链两端运动之间相互关系的准确性。
3)定位精度。它是指磨床的某一部件从一个位置运动到预期的另一位置时所达到的实际位置精度。
(2)动态精度 磨床在运动、温升、外载荷等作用下的精度,称为磨床的动态精度。
(3)砂轮架精度对加工精度的影响 砂轮架精度包括主轴的旋转精度和砂轮导轨的直线度等,其精度直接影响工件的加工精度。如精度超差,工件会产生振纹、锥度和螺旋形等。
(4)头架精度对加工精度的影响 头架精度主要是头架主轴的回转精度,其运动误差将直接反映在被加工工件表面上。
(5)头架、尾座的等高度对加工精度的影响 头架、尾座的等高度(中心连线)直接影响工件的直线性。
(6)液压系统精度对加工精度的影响。
1)振动。振动主要出现在泵、电动机上,影响加工精度,会产生振纹、波浪纹。
2)泄漏。泄漏直接影响液压系统的性能,使压力、流量不足,作用力和速度下降,使砂轮修整不好。
3)爬行。在液压系统中,工作台在低速下运动时产生时断时续的运动,它破坏了液压系统的稳定性,也影响了工件的磨削精度。
(7)其他精度对加工精度的影响
1)传动进给式分度机构的误差。
2)机床安装不当。
3)运动部件和支撑部件的刚性差。
4)内、外热源的影响。
9. 如何排除传动带打滑或传动过程中产生敲打声的故障?
排除传动带打滑或传动过程中产生敲打声的故障方法如下:
1)传动带初始牵引力不足,即传动带带轮上的拉紧力不够。
2)传动带使用时间过久,带表面已磨光,使之与传动带轮之间的摩擦力不够大。
3)切割用量过大,工件过重,致使机床电动机无法带动工件进行旋转,故而产生传动带打滑现象。
4)带传动有压紧轮时,压紧轮的压紧程度不够。
5)传动带工作过久,使其过度伸长或有油污等。
要消除传动带打滑现象,必须调节拉紧力,但拉紧力也不可太紧,以防传动带发热或造成带轮轴承受力过大而产生磨损。如果传动带调整好后仍存在打滑现象,可在带轮与带之间涂松香粉,以增加其摩擦力。但是,在使用牛皮带传动时,切不可采用此方法,以防牛皮带折断。
10. 如何排除砂轮主轴产生过热现象的故障?
砂轮主轴产生过热现象原因:
1)砂轮主轴与轴承之间的间隙过小。
2)轴承与轴瓦间有脏物或灰尘侵入。
3)轴承与轴瓦间的摩擦表面不光滑。
4)润滑油不足或没有润滑油而形成干摩擦,使砂轮主轴产生发热现象。
5)润滑油黏度过大。
砂轮主轴过热会使轴承与主轴咬住(俗称“抱轴”),而损坏轴或轴承。一旦发现这种现象,应立即停止工作,进行修理,针对上述的原因加以消除。
对于由于主轴轴颈和轴瓦之间间隙过小而产生的,可以通过调整间隙的方法来排除,调整方法为只需调整最下面的一块轴瓦,其余两块保持不动,达到正常的运动间隙。
11. 磨床应进行调整的内容有哪些?
磨床应进行调整的内容有:
1)检测砂轮电动机的振动幅度,并进行适当地调整。
2)调整传动带松紧程度,重新平衡砂轮。
3)检测液压系统的压力,特别注意纵向工作台液压缸的供油压力是否稳定,并进行适当地调整。
12. 如何排除磨床横向进给机构不准确的故障?
故障原因主要是横向进给丝杠与螺母之间的间隙过大,也可能是由于刻度盘在手轮上有游动间隙,或横向机构进给机构在砂轮架上未固定牢等。排除方法为:
1)更换磨损的螺母。
2)减小间隙。
3)手轮及螺母在砂轮架上牢固可靠。
13. 液压系统工作时有噪声和振动的故障排除方法是什么?
液压系统工作时有噪声和振动的故障原因及排除方法见表2-5-1。
表2-5-1 液压系统工作时有噪声和振动的故障原因及排除方法
故障 |
故障产生的原因 |
排除方法 |
液压泵和液压 马达吸空 |
1)液压泵和液压马达或系统密封不严,吸油 管路漏气 2)吸油管浸入油面太浅,油箱中油液不足 3)液压泵吸油位置太高(超过500mm) 4)吸油管直径太小 5)滤油器被杂质、污物堵塞,吸油不畅 |
1)用灌油法检查,将漏气接头拧紧 2)油箱加油到标线,吸油管浸入油面 下200~300mm 3)使吸油高度小于500mm 4)适当放大吸油管直径 5)清洗滤油器 |
液压泵和液压 马达故障 |
1)泵和马达轴向间隙增大或轴向端面咬毛 2)液压泵有困油现象 3)泵和马达的零件加工及装配精度不高或零 件损坏,如: ①齿轮泵的齿形精度差 ②叶片泵的叶片或转子有缺陷 ③柱塞泵的柱塞移动不灵活 ④装配前未去毛刺和清洗 |
1)更换零件,调整配合间隙至符合要求 2)修整困油槽,消除困油现象 3)提高零件加工及装配精度,更换或修复损 坏零件: ①更换齿轮 ②更换或修复叶片泵的叶片或转子 ③修复柱塞泵的柱塞 ④装配前做好去毛刺与清洗工作 |
控制阀失灵 |
1)溢流阀弹簧永久变形、扭曲或端面不平 2)换向阀或节流阀开口过小 3)阀座损坏,密封不良 4)滑阀与阀体孔配合间隙过大 5)油液不清洁,阻尼孔被堵 |
1)更换调压弹簧 2)调整换向阀或节流阀开口 3)研磨阀座,更换钢球或修磨锥阀 4)研磨阀体孔,更换滑阀,重新调整配合 间隙 5)清洗换油,疏通阻尼孔 |
机械撞击和机 械振动 |
1)管路布置不当,相互撞击;液压缸活塞到 行程终端无缓冲装置;阀芯与阀座相互碰撞等 2)液压缸和电动机安装不同轴或联轴器偏斜 3)外界振动 4)液压泵组与管路系统发生共振 |
1)合理布置管路;在液压缸活塞行程终端加 缓冲装置;控制阀芯与阀座的相对位置 2)调整同轴度,更换联轴器 3)做好隔振工作 4)调整并排除共振现象 |
系统中含有 空气 |
1)停车一段时间后,空气渗入系统 2)回油管、液压泵吸油管位置过近而引起油 起泡 |
1)用放气阀排气,全程多次排气 2)回油管浸入油池,并远离液压泵吸油口 |
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14. 如何排除工作台运动时产生爬行的故障?
在液压传动中,当液压缸或液压马达在低速运行时,产生时断时续的运动(即运动部件作滑动与停止相交替的运动),这种现象叫做爬行。磨床工作台面低速运动时常产生爬行现象,它不仅会破坏液压系统的稳定性,同时也影响工件的磨削精度。工作台运动时产生爬行的故障原因及排除方法见表2-5-2。
表2-5-2 工作台运动时产生爬行的故障原因及排除方法
故障 |
故障产生的原因 |
排除方法 |
系统内存有空气 |
1)液压泵吸空造成系统进气,或因长期停 车后空气渗入系统 2)液压缸两端封油圈太松 3)各类管接头密封不严 |
1)消除方法见表2-5-1 2)调整液压缸两端的锁紧螺母 3)经常检查管道是否松脱,应及时拧紧或更 换纸垫 |
摩擦阻力太大或 摩擦阻力变化 |
1)导轨精度不好,局部产生金属表面接触, 破坏了油膜,使阻力增大 2)液压缸中心线与导轨的平行度误差大 3)导轨调整过紧或润滑不良,润滑系统供 油不足 4)活塞杆局部或全长弯曲,与活塞的同轴 度误差大 5)液压缸缸体内精度不良或拉毛刮伤 6)活塞杆两端密封圈调整过紧 7)污染物进入执行元件相对运动件之间的 间隙 |
1)修刮导轨,保证精度 2)以导轨为基准重新修刮液压缸的安装基 准,调整液压缸中心线与导轨平行 3)重新调整导轨,合理选择润滑油,适当调 整其流量和压力 4)校正活塞杆全长弯曲量在0.2mm之内,与 活塞的同轴度误差在0.04mm之内 5)内孔去毛刺或重新镗磨,或更换缸体 6)调整密封圈的松紧 7)清洗执行元件,定期更换油液,加强油液 过滤 |
各种控制阀被堵 塞或失灵 |
溢流阀、节流阀等的阻尼孔及节流口被污物堵 塞,使阀芯运动不灵活,压力和流量脉动加大 |
清洗液压阀,清除黏附的杂质,更换干净的 油液 |
压力流量不足或 脉动 |
1)液压泵或执行元件内部零件、密封元件 磨损,配合间隙过大,泄漏严重 2)由于负载的变化引起系统供油压力的 脉动 |
1)检查并调整配合零件的配合间隙,更换磨 损严重的零件,检查密封圈的密封性能,及时 更换已老化、破裂的密封元件 2)选用稳定性好的调速阀,并在液压缸和调 速阀之间尽量用不同的软管连接 |
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表2-5-1 液压系统工作时有噪声和振动的故障原因及排除方法
故障 |
故障产生的原因 |
排除方法 |
液压泵和液压 马达吸空 |
1)液压泵和液压马达或系统密封不严,吸油 管路漏气 2)吸油管浸入油面太浅,油箱中油液不足 3)液压泵吸油位置太高(超过500mm) 4)吸油管直径太小 5)滤油器被杂质、污物堵塞,吸油不畅 |
1)用灌油法检查,将漏气接头拧紧 2)油箱加油到标线,吸油管浸入油面 下200~300mm 3)使吸油高度小于500mm 4)适当放大吸油管直径 5)清洗滤油器 |
液压泵和液压 马达故障 |
1)泵和马达轴向间隙增大或轴向端面咬毛 2)液压泵有困油现象 3)泵和马达的零件加工及装配精度不高或零 件损坏,如: ①齿轮泵的齿形精度差 ②叶片泵的叶片或转子有缺陷 ③柱塞泵的柱塞移动不灵活 ④装配前未去毛刺和清洗 |
1)更换零件,调整配合间隙至符合要求 2)修整困油槽,消除困油现象 3)提高零件加工及装配精度,更换或修复损 坏零件: ①更换齿轮 ②更换或修复叶片泵的叶片或转子 ③修复柱塞泵的柱塞 ④装配前做好去毛刺与清洗工作 |
控制阀失灵 |
1)溢流阀弹簧永久变形、扭曲或端面不平 2)换向阀或节流阀开口过小 3)阀座损坏,密封不良 4)滑阀与阀体孔配合间隙过大 5)油液不清洁,阻尼孔被堵 |
1)更换调压弹簧 2)调整换向阀或节流阀开口 3)研磨阀座,更换钢球或修磨锥阀 4)研磨阀体孔,更换滑阀,重新调整配合 间隙 5)清洗换油,疏通阻尼孔 |
机械撞击和机 械振动 |
1)管路布置不当,相互撞击;液压缸活塞到 行程终端无缓冲装置;阀芯与阀座相互碰撞等 2)液压缸和电动机安装不同轴或联轴器偏斜 3)外界振动 4)液压泵组与管路系统发生共振 |
1)合理布置管路;在液压缸活塞行程终端加 缓冲装置;控制阀芯与阀座的相对位置 2)调整同轴度,更换联轴器 3)做好隔振工作 4)调整并排除共振现象 |
系统中含有 空气 |
1)停车一段时间后,空气渗入系统 2)回油管、液压泵吸油管位置过近而引起油 起泡 |
1)用放气阀排气,全程多次排气 2)回油管浸入油池,并远离液压泵吸油口 |
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15. 如何排除工作台往复运动不一致的故障?
这种现象在慢速行程中较为严重,造成这种故障的原因及其排除方法如下:
1)液压缸两端的泄漏不等,可调整两端液压缸压盖,使之压紧程度相同。
2)工作台运动时放气阀未关闭,应注意在正常工作时及时关闭放气阀。
3)液压缸活塞杆两端弯曲程度不一致及活塞和缸体同轴度误差大,可拆下活塞和活塞杆,使其达到规定的要求。
4)油中有杂质,影响了节流的稳定性。应及时清除节流口处的杂质,更换不清洁的油液。
5)在台面换向时,由于振动和压力冲击而使节流阀节流口变化,可拧紧节流阀的锁紧螺母。
16. 电动机不能正常起动的原因有哪些?
电动机不能起动的主要原因有:
1)主电路或控制电路熔体熔断。
2)热继电器动作后尚未复位。
3)控制电路中按钮和继电器触头不能正常闭合,接触器线圈内部断线或连接导线脱落。
4)主电路中接触器的主触头因衔铁卡住而不能闭合或连接导线脱落。
5)起动时工作负载太重。
6)电磁吸盘电压不足。
17. 何谓磨床静态精度?
磨床静态精度的含义是磨床的几何精度,指磨床主要零件的制造精度和部件的装配精度。静态精度只能在一定程度上反映机床的加工精度,实际工作时还受其他原因影响加工精度。
18. 磨床液压系统精度对加工精度有何影响?
磨床液压系统精度对加工精度的影响有:
1)振动。振动主要出现在泵、电动机上,影响加工精度,会产生振纹、波浪纹。
2)泄漏。泄漏直接影响液压系统的性能,使压力、流量不足,作用力和速度下降,使砂轮修整不好。
3)爬行。在液压运动中,工作台面在低速下运动时产生时断时续的运动称为爬行。它破坏了液压系统的稳定性,也影响了工件的磨削精度。
19. 头架精度对加工精度有何影响?
头架精度主要是头架主轴的回转精度,其运动误差将直接反映在被加工工件表面上。头架回转精度主要影响圆度误差、工件端面平面度误差及磨螺纹的螺距误差。
20. 电动机在起动时发出嗡嗡声的原因是什么?
电动机在起动时发出嗡嗡声是由电动机缺相运转而导致电流过大引起的,应立即切断电源,否则会烧坏电动机。造成缺相运行的可能原因有:
1)有一相熔体熔断。
2)接触器的三对主触头中,有一对不能闭合。
3)某相接头处接触不良,导致接头处有氧化物、油垢,或联接螺钉未拧紧等。
4)电源线有一相内部断线。
21. 简述超精密磨削的原理。
超精磨削时,工件表面是这样形成的:采用较细粒度的砂轮,经过精细修整后,使砂轮表面磨粒的切削刃获得较好的等高性和微刃性。采用较小的磨削用量,磨削时在工件表面上只切下微薄的切屑,同时在适当的磨削压力下,借助半钝态微刃与工件表面间产生适当的摩擦抛光作用,形成超精磨削过程,表面粗糙度值可达Ra0.012~0.025μm。由此可见,达到较小的表面粗糙度值必须具备两个基本条件:良好的、极细微的微刃和较低的磨削应力。超精密磨削时,砂轮和工件问保持一定的磨削压力,使微刃达到极细微刻划和强烈的抛光作用。
22. 如何选择超精密磨削砂轮圆周速度?
在普通磨削时,砂轮圆周速度的提高对细化工件表面粗糙度是有利的。但是,当砂轮圆周速度提高到一定范围时,它对工件表面质量的提高已无显著作用。在超精磨削时,砂轮圆周速度偏高反而容易造成工艺系统振动,使工件表面产生多角形、螺旋形和烧伤等缺陷。因此,宜采用较低的砂轮圆周速度进行磨削,一般选19m/s左右。
23. 超精密磨削工件圆周速度如何选择?
工件圆周速度在一定范围内对表面粗糙度无显著影响,通常选15m/min为宜。工件转速过低时,工件表面散热慢,易烧伤和产生螺旋形刀痕;工件圆周速度过高时易产生振动,并加深工件表面波纹的深度。每种工件均有其固有的振动频率,因此也具有振动的敏感速度,磨削时要注意避开工件的敏感速度,以防产生波纹。
24. 超精密磨削工件纵向进给量如何选择?
工件纵向进给量直接影响工件表面粗糙度。当增大纵向进给量时,磨削力和磨削热随之增大,工件表面易产生螺旋形刀痕。纵向进给量通常取80~200mm/min为宜。为进一步降低工件表面粗糙度值,可酌情增加磨削次数。
25. 超精密磨削磨削深度如何选择?
磨削深度对工件表面粗糙度影响较大,一般取αp≤2μm。以外圆精磨削为例,其磨削余量通常为5~10μm,若再将其划分成精、超精磨削两个工步,则实际余量仅为2.5~5μm。因此超精磨削的横向进给次数为1~3次。