機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)西交大考試題庫及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.在金屬切削過程中，切削層參數(shù)不包括以下哪一項(xiàng)？A.切削厚度B.切削寬度C.切削層面積D.切削速度答案：D（切削速度屬于切削用量三要素，切削層參數(shù)包括切削厚度、寬度和面積）2.以下哪種刀具材料適合高速精加工？A.高速鋼B.硬質(zhì)合金C.陶瓷D.立方氮化硼（CBN）答案：D（CBN硬度僅次于金剛石，熱穩(wěn)定性高，適合高硬度材料的高速精加工）3.車削外圓時(shí)，若工件轉(zhuǎn)速n=600r/min，工件直徑d=50mm，則切削速度vc為（π取3.14）：A.94.2m/minB.47.1m/minC.188.4m/minD.314m/min答案：A（vc=πdn/1000=3.14×50×600/1000=94.2m/min）4.以下哪種加工誤差屬于隨機(jī)誤差？A.機(jī)床導(dǎo)軌磨損引起的直線度誤差B.刀具熱伸長引起的尺寸誤差C.工件材料硬度不均勻引起的加工誤差D.夾具定位元件制造誤差引起的定位誤差答案：C（隨機(jī)誤差由偶然因素引起，材料硬度不均屬于不可控隨機(jī)因素）5.精基準(zhǔn)選擇時(shí)，“基準(zhǔn)重合”原則指的是：A.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合B.測量基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合C.工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合D.裝配基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合答案：A（精基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，減少基準(zhǔn)不重合誤差）6.車削加工中，若進(jìn)給量f增大，其他條件不變，則切削力會(huì)：A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小答案：A（進(jìn)給量f增大，切削層面積增大，切削力隨之增大）7.以下哪種表面強(qiáng)化工藝可顯著提高零件表面硬度和耐磨性？A.磨削B.拋光C.噴丸D.車削答案：C（噴丸通過高速彈丸撞擊表面產(chǎn)生塑性變形，形成壓應(yīng)力層，提高硬度和耐磨性）8.機(jī)械加工工藝規(guī)程中，“工序”的定義是：A.一個(gè)（或一組）工人在一臺(tái)機(jī)床（或一個(gè)工作地點(diǎn)）對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程B.工件在一次裝夾中完成的加工內(nèi)容C.刀具在加工表面上連續(xù)完成的加工內(nèi)容D.加工過程中每一次換刀操作對(duì)應(yīng)的加工內(nèi)容答案：A（工序是工藝過程的基本單元，強(qiáng)調(diào)工人、機(jī)床、工件和連續(xù)加工的一致性）9.夾具中，“定位”與“夾緊”的關(guān)系是：A.定位后必須夾緊，夾緊可同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位B.定位與夾緊是獨(dú)立的兩個(gè)過程，夾緊不影響定位C.夾緊是定位的前提，必須先夾緊再定位D.定位保證位置精度，夾緊保證加工時(shí)不移動(dòng)答案：D（定位確定工件相對(duì)于機(jī)床/刀具的位置，夾緊防止加工中位移，二者功能獨(dú)立但需配合）10.以下哪種加工方法可獲得最高的尺寸精度？A.鉆孔B.擴(kuò)孔C.鉸孔D.鏜孔答案：C（鉸孔是精加工方法，尺寸精度可達(dá)IT7-IT6，表面粗糙度Ra0.8-0.4μm）---二、判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯(cuò)誤打×）1.積屑瘤的存在會(huì)增大刀具實(shí)際前角，因此對(duì)粗加工有利。（）答案：√（積屑瘤可增大前角，減小切削力，粗加工允許一定表面粗糙度時(shí)有利）2.硬質(zhì)合金刀具的耐熱性優(yōu)于高速鋼，因此適合大切削用量加工。（）答案：√（硬質(zhì)合金耐熱性可達(dá)800-1000℃，高速鋼僅600℃，適合高速、大進(jìn)給加工）3.加工表面殘余拉應(yīng)力會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度。（）答案：√（拉應(yīng)力易引發(fā)裂紋擴(kuò)展，壓應(yīng)力可提高疲勞強(qiáng)度）4.工序集中是指每道工序加工內(nèi)容多，使用高效機(jī)床或復(fù)合刀具。（）答案：√（工序集中減少工序數(shù)，提高效率，適合批量生產(chǎn)）5.不完全定位在機(jī)械加工中是不允許的。（）答案：×（只要滿足加工要求，不完全定位是允許的，如加工平面只需限制3個(gè)自由度）6.砂輪的硬度是指磨粒本身的硬度，硬度越高越耐磨。（）答案：×（砂輪硬度指磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度，與磨粒本身硬度無關(guān)）7.加工細(xì)長軸時(shí)，為減少彎曲變形，應(yīng)增大主偏角。（）答案：√（增大主偏角可減小徑向切削力，降低工件彎曲變形）8.工藝系統(tǒng)剛度K的計(jì)算公式為K=Fx/y，其中Fx是切削力，y是工藝系統(tǒng)變形量。（）答案：√（工藝系統(tǒng)剛度定義為作用在加工表面法向的切削分力與該方向變形量的比值）9.珩磨是一種光整加工方法，主要用于孔的精密加工，可提高尺寸精度和表面質(zhì)量。（）答案：√（珩磨通過多油石交叉軌跡切削，可獲得Ra0.2-0.025μm的表面）10.車削螺紋時(shí)，必須保證工件旋轉(zhuǎn)與刀具進(jìn)給的嚴(yán)格同步，即主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程。（）答案：√（螺紋導(dǎo)程由進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速的比值決定，需通過絲杠或數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步）---三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述刀具磨損的三個(gè)階段及各階段特點(diǎn)。答案：刀具磨損分為初期磨損、正常磨損和急劇磨損三個(gè)階段。（1）初期磨損階段：刀具刃磨后表面微觀不平，與工件接觸面積小，壓強(qiáng)大，磨損較快，一般持續(xù)時(shí)間短，磨損量較?。s0.05-0.1mm）。（2）正常磨損階段：刀具表面微觀不平被磨平，接觸面積增大，壓強(qiáng)降低，磨損速率穩(wěn)定，是刀具的有效工作階段，磨損量與切削時(shí)間成線性關(guān)系。（3）急劇磨損階段：刀具磨損量超過一定值（磨鈍標(biāo)準(zhǔn)）后，切削力、切削溫度急劇上升，磨損速率加快，刀具失去切削能力，需及時(shí)換刀。2.什么是機(jī)械加工工藝規(guī)程？其主要作用有哪些？答案：機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的工藝文件，通常以表格或卡片形式記錄。主要作用：（1）指導(dǎo)生產(chǎn)：是車間安排生產(chǎn)計(jì)劃、組織加工、工人操作的依據(jù)。（2）保證質(zhì)量：規(guī)定了加工順序、工藝參數(shù)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，確保零件符合設(shè)計(jì)要求。（3）技術(shù)積累：是企業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，便于技術(shù)交流和工藝改進(jìn)。（4）成本控制：通過優(yōu)化工藝路線，減少不必要的工序和資源浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。3.影響加工表面粗糙度的主要因素有哪些？如何減小表面粗糙度？答案：主要影響因素：（1）切削用量：進(jìn)給量f增大，殘留面積高度增大，粗糙度增大；切削速度vc在低速（易產(chǎn)生積屑瘤）或高速（塑性變形小）時(shí)，粗糙度較小。（2）刀具幾何參數(shù)：減小主偏角κr、副偏角κr’，增大刀尖圓弧半徑re，可減小殘留面積高度；增大前角γo，減小切削變形和摩擦，降低粗糙度。（3）工件材料：塑性材料（如低碳鋼）易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，粗糙度較大；脆性材料（如鑄鐵）切屑易崩碎，粗糙度較小。（4）切削液：使用潤滑性能好的切削液可減少摩擦和粘結(jié)，降低粗糙度。減小措施：選擇合理的切削用量（如小進(jìn)給量、避開積屑瘤產(chǎn)生的速度范圍）、優(yōu)化刀具幾何參數(shù)（小主/副偏角、大圓弧半徑）、改善工件材料性能（如正火處理提高硬度）、使用合適的切削液。4.簡述機(jī)床夾具的組成及各部分作用。答案：機(jī)床夾具由以下部分組成：（1）定位元件：如定位銷、V形塊，用于確定工件相對(duì)于夾具的位置，保證加工表面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置精度。（2）夾緊裝置：如螺栓、壓板，用于夾緊工件，防止加工中因切削力、慣性力等產(chǎn)生位移或振動(dòng)。（3）對(duì)刀/導(dǎo)向元件：如對(duì)刀塊、鉆套，用于確定刀具相對(duì)于工件的位置，保證加工尺寸精度（如鉆套引導(dǎo)鉆頭）。（4）連接元件：如定位鍵、夾具體底面，用于將夾具固定在機(jī)床上（如銑床夾具通過定位鍵與機(jī)床工作臺(tái)T形槽配合）。（5）夾具體：是夾具的基礎(chǔ)件，用于連接上述各元件，保證其相對(duì)位置精度。5.什么是加工誤差？系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的區(qū)別是什么？答案：加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想幾何參數(shù)的偏離程度。系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的區(qū)別：（1）產(chǎn)生原因：系統(tǒng)誤差由確定性因素引起（如機(jī)床導(dǎo)軌磨損、刀具熱伸長），具有規(guī)律性；隨機(jī)誤差由偶然因素引起（如材料硬度不均、夾緊力波動(dòng)），無明確規(guī)律。（2）表現(xiàn)形式：系統(tǒng)誤差在多次加工中大小和方向不變（常值系統(tǒng)誤差）或按一定規(guī)律變化（變值系統(tǒng)誤差，如刀具磨損隨時(shí)間線性增加）；隨機(jī)誤差大小和方向隨機(jī)變化，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律（如正態(tài)分布）。（3）控制方法：系統(tǒng)誤差可通過預(yù)調(diào)機(jī)床、補(bǔ)償誤差等方法消除或減小；隨機(jī)誤差需通過提高工藝系統(tǒng)精度、減小偶然因素影響來降低。---四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某軸類零件需加工外圓，設(shè)計(jì)尺寸為φ50±0.05mm（IT8級(jí)），毛坯尺寸為φ55mm，加工工藝路線為：粗車→半精車→精車。各工序加工余量及經(jīng)濟(jì)精度如下表所示，試計(jì)算各工序的工序尺寸及公差。|工序名稱|單邊余量（mm）|經(jīng)濟(jì)精度（IT）||----------|----------------|----------------||精車|0.5|IT7||半精車|1.5|IT9||粗車|3.0|IT12|答案：（1）精車工序尺寸：設(shè)計(jì)尺寸為φ50±0.05mm（即500/-0.10mm），精車經(jīng)濟(jì)精度IT7對(duì)應(yīng)公差值為0.025mm（查標(biāo)準(zhǔn)公差表：IT7級(jí)，基本尺寸50mm時(shí)，公差為0.025mm）。精車工序尺寸的上偏差為設(shè)計(jì)尺寸上偏差+精車余量對(duì)尺寸的影響（余量為單邊，尺寸方向一致），但此處需反向計(jì)算：精車后需達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸，因此精車工序尺寸應(yīng)為設(shè)計(jì)尺寸加上精車余量（因余量是單邊去除量，精車需從半精車后的尺寸去除0.5mm）。正確計(jì)算步驟：①精車工序尺寸：最終尺寸為50mm，精車單邊余量0.5mm，因此半精車后尺寸應(yīng)為50+0.5=50.5mm。精車公差為IT7=0.025mm，按“入體原則”（外圓上偏差為0，下偏差為-公差），精車工序尺寸為φ50.50/-0.025mm（注：此處需注意余量是單邊，精車是從半精車后的尺寸加工到50mm，因此半精車后的尺寸應(yīng)為50+0.5=50.5mm，精車工序的尺寸是50.5mm，公差為IT7=0.025mm，即50.5±0.0125？不，外圓的公差通常上偏差為0，下偏差為負(fù)，例如設(shè)計(jì)尺寸50±0.05mm的上偏差是+0.05，下偏差是-0.05，而IT7級(jí)外圓的公差帶通常是上偏差0，下偏差-0.025，因此精車工序尺寸應(yīng)為50.50/-0.025mm，這樣加工后尺寸范圍是50.5-0.025=50.475mm到50.5mm，去除0.5mm后得到最終尺寸范圍50.475-0.5=49.975mm到50.5-0.5=50mm，符合設(shè)計(jì)要求50±0.05mm（49.95-50.05mm）。②半精車工序尺寸：半精車單邊余量1.5mm，因此粗車后尺寸應(yīng)為50.5+1.5=52.0mm。半精車經(jīng)濟(jì)精度IT9，查標(biāo)準(zhǔn)公差表IT9級(jí)，50mm時(shí)公差為0.074mm，外圓公差帶為0/-0.074mm，因此半精車工序尺寸為φ52.00/-0.074mm。③粗車工序尺寸：粗車單邊余量3.0mm，毛坯尺寸為55mm（55=52.0+3.0），粗車經(jīng)濟(jì)精度IT12，查標(biāo)準(zhǔn)公差表IT12級(jí)，50mm時(shí)公差為0.30mm，外圓公差帶為0/-0.30mm，因此粗車工序尺寸為φ55.00/-0.30mm（與毛坯尺寸一致，符合余量要求）。最終各工序尺寸及公差：精車：φ50.50/-0.025mm半精車：φ52.00/-0.074mm粗車：φ55.00/-0.30mm2.用YT15硬質(zhì)合金車刀車削45鋼（σb=0.65GPa）外圓，已知：工件直徑d=80mm，主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min，進(jìn)給量f=0.3mm/r，背吃刀量ap=2mm，刀具幾何參數(shù)：前角γo=15°，主偏角κr=75°，副偏角κr’=10°，刀尖圓弧半徑re=0.8mm。試計(jì)算切削速度vc、進(jìn)給速度vf和切削層參數(shù)（切削厚度hD、切削寬度bD、切削層面積AD）。答案：（1）切削速度vc=πdn/1000=3.14×80×300/1000=75.36m/min（2）進(jìn)給速度vf=fn=0.3×300=90mm/min（3）切削厚度hD=f×sinκr=0.3×sin75°≈0.3×0.9659≈0.2898mm（當(dāng)κr+κr’<90°時(shí)，hD=f×sinκr；本題κr=75°，κr’=10°，和為85°<90°，故用此公式）（4）切削寬度bD=ap/sinκr=2/sin75°≈2/0.9659≈2.071mm（5）切削層面積AD=hD×bD≈0.2898×2.071≈0.600mm2（或AD=ap×f=2×0.3=0.6mm2，兩種方法結(jié)果一致，因AD=ap×f是簡化公式，適用于κr=90°時(shí)，本題κr≠90°，但兩種方法計(jì)算結(jié)果近似，以ap×f=0.6mm2更準(zhǔn)確）---五、綜合分析題（20分）某工廠需加工一批階梯軸（材料45鋼，調(diào)制處理，硬度220-250HBS），零件圖如下（略，假設(shè)主要尺寸為：φ60h7（0/-0.03mm）×150mm，φ40h6（0/-0.016mm）×100mm，兩端面距總長260±0.1mm，φ60外圓表面粗糙度Ra0.8μm，φ40外圓Ra0.4μm，鍵槽寬10H9（0/+0.036mm）×深度4mm）。試分析其加工工藝路線，并說明各工序的定位基準(zhǔn)、加工設(shè)備及關(guān)鍵質(zhì)量控制措施。答案：工藝路線設(shè)計(jì)（批量生產(chǎn)）：1.下料：棒料φ65mm×270mm（考慮加工余量），設(shè)備：鋸床。2.粗車：兩端面、打中心孔（A/B型），車φ62mm×155mm、φ42mm×105mm外圓（單邊余量2mm），設(shè)備：普通車床（CA6140），定位基準(zhǔn)：毛坯外圓（三爪卡盤夾持一端，頂尖頂另一端）。3.熱處理：調(diào)制處理（840℃水淬+550℃回火），保證硬度220-250HBS。4.半精車：修研中心孔，車φ60.5mm×152mm（IT10，Ra3.2μm）、φ40.3mm×102mm（IT10，Ra3.2μm），車臺(tái)階面保證總長262mm（余量2mm），設(shè)備：數(shù)控車床（CK6140），定位基準(zhǔn)：中心孔（兩頂尖裝夾，保證同軸度）。5.精車：車φ