2025年機(jī)械制造基礎(chǔ)形考任務(wù)一試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列金屬材料中，屬于黑色金屬的是（）A.純銅B.鋁合金C.灰鑄鐵D.鈦合金答案：C2.衡量材料抵抗局部塑性變形能力的力學(xué)性能指標(biāo)是（）A.強(qiáng)度B.硬度C.韌性D.塑性答案：B3.為消除鑄件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，最常用的熱處理工藝是（）A.正火B(yǎng).完全退火C.去應(yīng)力退火D.淬火+回火答案：C4.鑄造生產(chǎn)中，縮孔最容易出現(xiàn)在（）A.鑄件厚大部位的中心B.鑄件薄壁處C.澆口附近D.型芯周圍答案：A5.鍛造過程中，若坯料加熱溫度過高導(dǎo)致晶粒粗大，可能產(chǎn)生的缺陷是（）A.折疊B.過燒C.氧化D.脫碳答案：B6.焊接低碳鋼時(shí)，若焊接電流過大，最可能出現(xiàn)的缺陷是（）A.未焊透B.夾渣C.燒穿D.氣孔答案：C7.車削加工中，主運(yùn)動(dòng)是（）A.工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B.刀具的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)C.刀具的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)D.刀具的快速移動(dòng)答案：A8.下列刀具材料中，紅硬性最好的是（）A.高速鋼B.硬質(zhì)合金C.陶瓷D.立方氮化硼答案：D9.評定表面粗糙度的參數(shù)中，最常用的是（）A.輪廓的最大高度RzB.輪廓算術(shù)平均偏差RaC.輪廓單元的平均寬度RSmD.輪廓支承長度率Rmr(c)答案：B10.加工齒輪齒形時(shí)，若采用展成法，常用的加工方法是（）A.銑齒B.拉齒C.插齒D.磨齒答案：C二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.所有金屬材料在常溫下都具有良好的塑性。（）答案：×（例如灰鑄鐵塑性極差）2.正火的冷卻速度比退火快，因此正火后的組織更細(xì)，強(qiáng)度和硬度更高。（）答案：√3.鑄造時(shí)，分型面應(yīng)盡量選擇在鑄件的最大截面處，以簡化模具設(shè)計(jì)。（）答案：√4.自由鍛造的生產(chǎn)率高于模鍛，但鍛件精度較低。（）答案：×（自由鍛生產(chǎn)率低于模鍛）5.焊接熱影響區(qū)中，熔合區(qū)的組織最不均勻，力學(xué)性能最差。（）答案：√6.車削外圓時(shí)，背吃刀量是指工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離。（）答案：√7.硬質(zhì)合金刀具適合加工塑性材料，而高速鋼刀具適合加工脆性材料。（）答案：×（硬質(zhì)合金適合高速切削，高速鋼適合低速復(fù)雜刀具）8.表面粗糙度值越小，零件的耐磨性和耐腐蝕性越好，但加工成本越高。（）答案：√9.鉆孔屬于粗加工，其加工精度一般為IT10~IT13，表面粗糙度Ra為12.5~50μm。（）答案：√10.加工中心與普通數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別在于具有自動(dòng)換刀裝置。（）答案：√三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述灰鑄鐵的性能特點(diǎn)及主要應(yīng)用場合。答案：灰鑄鐵的性能特點(diǎn)：①力學(xué)性能：抗壓強(qiáng)度高（接近鋼），抗拉強(qiáng)度低（約為鋼的1/3~1/4），塑性和韌性極差；②工藝性能：鑄造性能優(yōu)良（流動(dòng)性好、收縮?。?，切削加工性好（石墨起潤滑作用）；③特殊性能：減震性好（石墨可吸收振動(dòng)能量）、耐磨性好（石墨脫落形成儲(chǔ)油坑）、缺口敏感性低。主要應(yīng)用場合：用于承受壓力、要求減震、耐磨或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，如機(jī)床床身、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱殼體、導(dǎo)軌等。2.分析鍛造前坯料加熱的目的及常見加熱缺陷。答案：加熱目的：①提高金屬塑性（降低變形抗力），便于塑性變形；②使內(nèi)部組織均勻化，改善加工性能。常見加熱缺陷：①氧化：金屬與爐氣中的O?反應(yīng)提供氧化皮，造成材料損失，降低表面質(zhì)量；②脫碳：表層碳元素與爐氣反應(yīng)逸出，導(dǎo)致表層硬度和耐磨性下降；③過熱：加熱溫度過高或保溫時(shí)間過長，晶粒粗大，塑性和韌性降低；④過燒：加熱溫度接近熔點(diǎn)，晶界氧化或熔化，導(dǎo)致坯料報(bào)廢；⑤溫度不均：坯料內(nèi)外或局部溫差過大，鍛造時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力甚至開裂。3.比較電弧焊中焊條電弧焊與二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：焊條電弧焊優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)（可焊接各種位置、多種金屬）；缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低（需頻繁換焊條）、焊縫質(zhì)量受人為因素影響大、勞動(dòng)條件差（煙塵多）。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高（電流密度大、熔敷率高）、焊縫含氫量低（抗裂性好）、成本低（CO?氣體價(jià)格低廉）；缺點(diǎn)：飛濺較大（需采用短路過渡或脈沖電源改善）、設(shè)備較復(fù)雜（需送絲系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)）、抗風(fēng)能力差（需防風(fēng)措施）。4.簡述車削加工中積屑瘤的形成條件及其對加工的影響。答案：形成條件：①切削速度中等（15~30m/min），此時(shí)切削溫度（約300~500℃）適合切屑底層材料與刀具前刀面發(fā)生粘結(jié)；②工件材料為塑性金屬（如低碳鋼、鋁合金），切屑與刀具間摩擦系數(shù)大；③刀具前刀面粗糙或磨損，增加粘結(jié)可能性。對加工的影響：有利方面：積屑瘤可代替刀具切削，保護(hù)前刀面，減少刀具磨損；不利方面：積屑瘤尺寸不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致切削厚度變化，影響加工精度；積屑瘤突出于刀刃外，使實(shí)際切削刃變鈍，加工表面粗糙度增大。5.列舉三種常用的表面熱處理工藝，并說明其適用場合。答案：①表面淬火：通過快速加熱表層至奧氏體化，隨后快速冷卻實(shí)現(xiàn)表層淬火，心部保持原始組織。適用于中碳鋼（如45鋼）、中碳低合金鋼（如40Cr）制造的零件，要求表面高硬度、耐磨性，心部良好韌性（如齒輪、軸類）。②滲碳：將低碳鋼或低碳合金鋼（如20鋼、20Cr）置于滲碳介質(zhì)中加熱，使表層增碳，隨后淬火+低溫回火。適用于承受沖擊載荷、表面需高硬度耐磨的零件（如汽車變速箱齒輪）。③氮化：在一定溫度下（500~600℃）使氮原子滲入鋼表層，形成氮化物。適用于要求表面高硬度（HV900~1200）、耐磨性、耐蝕性及變形小的零件（如精密機(jī)床絲桿、模具）。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某車床加工直徑為φ60mm的軸類零件，主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min，進(jìn)給量f=0.25mm/r，背吃刀量ap=3mm。試計(jì)算：（1）切削速度v；（2）進(jìn)給速度vf；（3）金屬切除率Q。答案：（1）切削速度v=πdn/1000=π×60×400/1000≈75.4m/min（2）進(jìn)給速度vf=f×n=0.25×400=100mm/min（3）金屬切除率Q=1000×ap×f×v=1000×3×0.25×75.4≈56550mm3/min（或Q=ap×f×vf=3×0.25×100=75mm3/s=4500mm3/min，此處需注意單位統(tǒng)一，正確公式應(yīng)為Q=ap×f×n×d/2×π，更準(zhǔn)確的計(jì)算：Q=πd/2×ap×f×n=π×60/2×3×0.25×400=π×30×3×0.25×400=π×9000≈28274.33mm3/min，需確認(rèn)公式。實(shí)際金屬切除率公式為Q=1000×ap×f×v/1000=ap×f×v（單位mm3/s），v單位m/min轉(zhuǎn)換為mm/s為v×1000/60，故Q=ap×f×(v×1000/60)=3×0.25×(75.4×1000/60)=3×0.25×1256.67≈942.5mm3/s=56550mm3/min，兩種方法一致，最終答案以56550mm3/min為準(zhǔn)）2.某零件需在數(shù)控銑床上加工平面，要求表面粗糙度Ra≤1.6μm。已知刀具為硬質(zhì)合金立銑刀（直徑D=20mm），齒數(shù)z=4，推薦切削速度v=120m/min，每齒進(jìn)給量fz=0.05mm/z。試計(jì)算：（1）主軸轉(zhuǎn)速n；（2）進(jìn)給速度vf；（3）判斷該參數(shù)是否能滿足表面粗糙度要求（提示：立銑加工平面的理論粗糙度Ra≈f2/(8r)，r為刀具圓角半徑，此處r=D/2=10mm）。答案：（1）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/(πD)=1000×120/(π×20)≈1909.9r/min（取1910r/min）（2）進(jìn)給速度vf=fz×z×n=0.05×4×1910=382mm/min（3）理論粗糙度Ra≈f2/(8r)，其中f為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，f=fz×z=0.05×4=0.2mm/r。代入得Ra≈0.22/(8×10)=0.04/80=0.0005mm=0.5μm≤1.6μm，因此能滿足要求。五、分析題（每題10分，共20分）1.某企業(yè)采用鑄造工藝生產(chǎn)一臺(tái)柴油機(jī)缸體（材料為HT250），但鑄件經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在大量分散的小氣孔。試分析可能的產(chǎn)生原因及解決措施。答案：可能原因：①鑄型透氣性差：型砂緊實(shí)度過高、砂型或型芯排氣道堵塞，氣體無法排出；②熔煉質(zhì)量差：鐵水含氣量高（如爐料潮濕、熔煉時(shí)吸氫），或鐵水氧化嚴(yán)重（提供CO氣體）；③澆注工藝不當(dāng)：澆注速度過快，卷氣；澆注溫度過低，鐵水粘度大，氣體難以逸出；④砂型或型芯烘干不足：型砂或型芯中水分未完全蒸發(fā)，澆注時(shí)受熱汽化形成氣孔。解決措施：①改善鑄型透氣性：降低型砂緊實(shí)度，增加排氣道數(shù)量，型芯內(nèi)部設(shè)置通氣孔；②提高熔煉質(zhì)量：使用干燥爐料，采用脫氧劑（如硅鐵）減少鐵水含氧量，控制熔煉溫度（避免過高吸氫）；③優(yōu)化澆注工藝：適當(dāng)降低澆注速度，避免卷氣；提高澆注溫度（HT250澆注溫度約1350~1450℃），改善鐵水流動(dòng)性；④加強(qiáng)砂型烘干：確保型砂和型芯烘干徹底（水分≤0.5%），必要時(shí)在型芯中加入發(fā)氣少的粘結(jié)劑（如樹脂砂）。2.某齒輪軸（材料40Cr）要求表面硬度58~62HRC，心部硬度28~32HRC，尺寸精度IT6，表面粗糙度Ra≤0.8μm。試設(shè)計(jì)其加工工藝路線，并說明各熱處理工序的作用。答案：加工工藝路線：下料→鍛造→正火→粗車→調(diào)質(zhì)→半精車→表面淬火→低