噴砂工藝實踐應(yīng)用測試試題及參考答案一、單項選擇題（每題2分，共30分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.在鋁合金表面進(jìn)行精細(xì)啞光噴砂時，最常選用的磨料粒徑范圍是（）A.0.05–0.10mm??B.0.15–0.25mm??C.0.30–0.50mm??D.0.60–1.00mm【答案】B【解析】粒徑0.15–0.25mm的氧化鋁磨料可在鋁合金表面獲得均勻細(xì)膩的啞光紋理，且不會嵌入軟質(zhì)基體。2.濕式噴砂與干式噴砂相比，其突出優(yōu)勢是（）A.磨料損耗降低40%??B.表面粗糙度值提高一級??C.可抑制靜電與粉塵爆炸??D.噴嘴壽命延長一倍【答案】C【解析】濕式噴砂利用水膜包裹磨料，可瞬間導(dǎo)走靜電，杜絕鋁鎂件加工時的粉塵燃爆風(fēng)險。3.當(dāng)壓縮空氣露點高于5℃時，最可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷是（）A.橘皮??B.水印??C.磨料破碎??D.表面硬化【答案】B【解析】高露點空氣含濕量高，噴嘴出口因膨脹降溫導(dǎo)致水汽凝結(jié)，水滴在工件表面干燥后形成白色水印。4.針對HRC58的淬硬模具鋼，若要求Ra0.8μm的均勻亞光，應(yīng)優(yōu)先選用（）A.玻璃珠0.25mm??B.碳化硅0.18mm??C.塑料砂0.30mm??D.鑄鋼丸0.60mm【答案】B【解析】碳化硅硬度高、棱角鋒利，可切削高硬度基體，0.18mm粒徑可在合理時間內(nèi)達(dá)到Ra0.8μm。5.噴砂后需陽極氧化的工件，表面污染層最可靠的在線檢測方法是（）A.硫酸銅點滴??B.接觸角測量??C.熒光染料顯影??D.電導(dǎo)率擦拭【答案】A【解析】硫酸銅點滴30s內(nèi)若出現(xiàn)紅銅色沉積，說明殘留鐵或氧化皮未除盡，直接影響陽極氧化膜附著力。6.自動轉(zhuǎn)盤式噴砂機(jī)出現(xiàn)“陰陽面”的根本原因是（）A.磨料流量過大??B.轉(zhuǎn)盤平面度超差??C.噴槍擺動速度不一致??D.回收風(fēng)管堵塞【答案】C【解析】擺動機(jī)構(gòu)兩端速度差異導(dǎo)致一側(cè)過噴、一側(cè)弱噴，形成明暗對比的陰陽面。7.在GJB1187A標(biāo)準(zhǔn)中，鋁合金噴砂后的表面鹽霧試驗要求為（）A.48h無白銹??B.96h無點蝕??C.168h無腐蝕物沉積??D.240h無失光【答案】C【解析】航空級鋁合金噴砂后需通過168h中性鹽霧，表面不得出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物沉積。8.采用壓力式噴砂系統(tǒng)時，若噴嘴入口壓力從0.4MPa升至0.6MPa，磨料速度約提高（）A.15%??B.25%??C.38%??D.50%【答案】C【解析】根據(jù)氣體絕熱膨脹方程，速度提升與壓力呈0.45次方關(guān)系，(0.6/0.4)^0.45≈1.38。9.對不銹鋼薄壁0.5mm葉片進(jìn)行噴砂強(qiáng)化，應(yīng)控制的弧高值為（）A.0.05–0.08mmA??B.0.10–0.15mmA??C.0.20–0.25mmA??D.0.30–0.35mmA【答案】A【解析】薄件強(qiáng)化需低強(qiáng)度，0.05–0.08mmA可在不引起翹曲的前提下引入殘余壓應(yīng)力。10.噴砂房內(nèi)照度低于多少時，操作者難以發(fā)現(xiàn)輕微花斑缺陷（）A.50lx??B.150lx??C.300lx??D.500lx【答案】B【解析】經(jīng)驗表明，照度低于150lx時，人眼對微弱對比度不敏感，易漏檢花斑。11.塑料件表面噴漆前噴砂，常用磨料是（）A.核桃殼??B.氧化鋁??C.鋼丸??D.玻璃微珠【答案】A【解析】核桃殼硬度低、彈性好，可粗化ABS/PC表面而不留深劃痕。12.噴砂后工件存放超過8h未進(jìn)入下道工序，需采?。ǎ〢.酒精擦拭??B.充氮封存??C.防銹紙包裹??D.再次噴砂【答案】C【解析】防銹紙含VCI緩蝕劑，可在非恒溫車間提供48h內(nèi)防護(hù)。13.當(dāng)回收系統(tǒng)旋風(fēng)分離器壓差大于1.5kPa時，應(yīng)首先檢查（）A.濾芯破損??B.磨料濕度??C.二次風(fēng)閥開度??D.集塵桶密封【答案】A【解析】壓差驟升多因濾芯局部穿孔，導(dǎo)致含塵氣流短路。14.噴砂粗糙度樣板比較法評定時，光源入射角宜選（）A.15°??B.30°??C.60°??D.85°【答案】C【解析】60°角可兼顧宏觀波紋與微觀粗糙度，視覺對比最明顯。15.采用機(jī)器人噴砂時，TCP速度由500mm/s降至250mm/s，粗糙度Ra將（）A.降低約15%??B.基本不變??C.升高約30%??D.升高約一倍【答案】C【解析】速度減半意味著單點沖擊次數(shù)翻倍，切削深度增加，Ra升高約30%。二、多項選擇題（每題3分，共30分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）16.下列哪些措施可降低噴砂過程中的噪音強(qiáng)度（）A.采用低噪文丘里噴嘴??B.在噴砂房內(nèi)壁貼50mm聚氨酯泡沫??C.將噴槍角度由90°改為60°??D.提高磨料圓球率??E.降低空壓機(jī)組轉(zhuǎn)速【答案】ABD【解析】C項角度變化對噪音影響小；E項轉(zhuǎn)速降低會減少排氣量，與降噪無直接關(guān)系。17.關(guān)于玻璃丸噴砂，下列說法正確的是（）A.可產(chǎn)生壓應(yīng)力強(qiáng)化層??B.粗糙度Ra一般低于0.4μm??C.適合鈦合金葉片修形??D.破碎后易污染工件??E.可循環(huán)次數(shù)高于鑄鋼丸【答案】ABC【解析】玻璃丸脆性大，破碎率高于鋼丸，循環(huán)次數(shù)低；污染風(fēng)險低，故D、E錯誤。18.噴砂后出現(xiàn)“亮點”缺陷，可能的原因有（）A.磨料含超大顆粒??B.噴嘴局部磨損??C.工件表面預(yù)存油脂??D.壓縮空氣含油??E.噴距過近【答案】ABE【解析】油脂和含油主要導(dǎo)致附著力差，不會形成亮點；亮點多為局部過噴或粗粒沖擊。19.下列哪些檢測項目可用于在線監(jiān)控噴砂強(qiáng)度（）A.Almen弧高??B.粗糙度儀Ra??C.殘余應(yīng)力X射線??D.磨料流量傳感器??E.噴丸覆蓋率軟件【答案】ADE【解析】Ra與X射線需離線且耗時，不適合在線實時反饋。20.關(guān)于濕式噴砂磨液濃度，下列說法正確的是（）A.濃度越高，表面粗糙度越大??B.濃度高于30%時泵易堵塞??C.濃度低于5%時沖擊動能下降顯著??D.濃度與沉降速度成反比??E.濃度可用比重計快速測定【答案】BCDE【解析】濃度升高會提高切削效率，但超過30%后磨料團(tuán)聚，粗糙度反而下降，故A錯誤。21.噴砂房排風(fēng)量計算需考慮（）A.房體體積換氣次數(shù)??B.噴槍數(shù)量與耗氣量??C.磨料種類密度??D.工件表面積??E.橫截面風(fēng)速【答案】ABE【解析】磨料密度與工件面積對風(fēng)量計算無直接影響。22.以下哪些材質(zhì)工件噴砂后禁止用風(fēng)機(jī)直吹干燥（）A.鎂合金??B.碳纖維復(fù)合材料??C.鍍鋅鋼板??D.聚氨酯泡沫??E.黃銅【答案】AB【解析】鎂合金高速風(fēng)干易氧化起火；碳纖維層間易剝離。23.機(jī)器人噴砂離線編程時，需導(dǎo)入的原始數(shù)據(jù)有（）A.工件三維數(shù)模??B.噴槍型號曲線??C.磨料流量曲線??D.車間溫度濕度??E.機(jī)器人DH參數(shù)【答案】ABCE【解析】溫濕度為在線補(bǔ)償參數(shù)，無需導(dǎo)入離線模型。24.下列哪些情況必須更換呼吸器濾罐（）A.吸氣阻力增加2mbar??B.嗅到異味??C.濾罐跌落裂縫??D.連續(xù)使用滿40h??E.存放期超過5年【答案】BCDE【解析】阻力增加2mbar仍在允許范圍，無需立即更換。25.噴砂后電鍍鎳，發(fā)現(xiàn)結(jié)合力差，可能忽略的工序是（）A.超聲波除灰??B.酸洗活化??C.沖擊鎳預(yù)鍍??D.熱風(fēng)吹干??E.陰極電解除油【答案】AC【解析】噴砂后微孔易嵌砂，超聲波除灰可清除；沖擊鎳可提高活化度，常被忽略。26.采用壓力罐供料時，造成磨料“脈沖”現(xiàn)象的原因有（）A.罐內(nèi)潮氣結(jié)塊??B.出料閥通徑過大??C.虹吸背壓不穩(wěn)??D.壓縮空氣含水??E.罐體接地不良【答案】ACD【解析】通徑過大導(dǎo)致連續(xù)流，不會脈沖；接地不良與脈沖無關(guān)。27.關(guān)于噴砂粗糙度與涂層厚度關(guān)系，下列說法正確的是（）A.粗糙度增加，最小涂層厚度可減小??B.粗糙度過高會增加氣泡滯留??C.Rz應(yīng)小于干膜厚度1/3??D.峰值密度影響層間附著力??E.粗糙度儀垂直于加工方向測量【答案】BDE【解析】最小厚度由防腐要求決定，與粗糙度無直接遞減關(guān)系；Rz應(yīng)小于干膜厚度1/2，非1/3。28.下列哪些磨料屬于非硅基（）A.碳化硅??B.氧化鋁??C.塑料砂??D.玻璃珠??E.核桃殼【答案】CE【解析】碳化硅、氧化鋁、玻璃珠均含硅元素。29.噴砂強(qiáng)化覆蓋率與哪些因素呈正相關(guān)（）A.噴槍移動速度??B.磨料硬度??C.噴幅重疊率??D.工件曲率半徑??E.噴射角度【答案】BC【解析】移動速度提高會降低覆蓋率；曲率半徑、噴射角度與覆蓋率無單調(diào)正相關(guān)。30.對噴砂過程進(jìn)行DOE實驗，可選的因子有（）A.壓力??B.噴距??C.磨料粒徑??D.工件材質(zhì)??E.環(huán)境噪音【答案】ABCD【解析】噪音為響應(yīng)變量，非可控因子。三、判斷題（每題1分，共20分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.玻璃丸噴砂后，工件表面粗糙度隨噴距增大而單調(diào)減小。（√）32.氧化鋁磨料可循環(huán)次數(shù)高于鑄鋼丸。（×）33.濕式噴砂添加0.5%防銹劑可省略后續(xù)鈍化步驟。（×）34.噴砂后陽極氧化，膜厚會隨粗糙度增加而增加。（√）35.機(jī)器人噴砂時，TCP速度越快，表面殘余壓應(yīng)力越低。（√）36.噴丸強(qiáng)度單位“mmA”中的“A”代表Almen試片類型。（√）37.噴砂房照度超過1000lx會造成操作者眩目，應(yīng)控制在800lx以內(nèi)。（×）38.塑料砂噴砂可在不損傷漆層的前提下去除表面清漆。（√）39.碳化硅磨料導(dǎo)電，可用于防爆場合的干式噴砂。（×）40.噴砂后工件表面接觸角大于90°說明潔凈度良好。（×）41.采用壓力罐系統(tǒng)時，磨料閥開度越大，噴砂效率一定越高。（×）42.濕式噴砂后采用熱風(fēng)吹干可有效防止水印產(chǎn)生。（√）43.玻璃丸破碎后邊緣鋒利，會導(dǎo)致粗糙度升高。（√）44.噴砂粗糙度樣板應(yīng)每年送第三方校準(zhǔn)一次。（√）45.噴砂強(qiáng)化與噴丸強(qiáng)化本質(zhì)相同，只是磨料形狀不同。（×）46.噴砂后表面藍(lán)化說明出現(xiàn)過熱，需降低壓力。（√）47.氧化鋁磨料含鐵量過高會在鈦合金表面造成“鐵污染”。（√）48.噴砂覆蓋率100%意味著表面每個點被磨料沖擊一次。（×）49.濕式噴砂磨液pH低于5時，鋁件易發(fā)“雪花狀”腐蝕。（√）50.噴砂后貼保護(hù)膠帶測試可定量評價粗糙度。（×）四、填空題（每空2分，共40分）51.鋁合金噴砂后陽極氧化，若要求膜厚12μm，粗糙度Ra應(yīng)控制在________μm以內(nèi)，否則膜厚分散度超過±2μm?！敬鸢浮?.352.濕式噴砂常用磨液質(zhì)量濃度范圍為________至________?！敬鸢浮?%，25%53.機(jī)器人噴砂路徑規(guī)劃時，相鄰兩道噴幅重疊寬度一般取噴幅直徑的________%?！敬鸢浮?054.根據(jù)ISO11124，鑄鋼丸的硬度等級中，________對應(yīng)HRC45–52?！敬鸢浮縃RC4555.噴砂房內(nèi)橫截面風(fēng)速應(yīng)不低于________m/s，以保證粉塵不外逸?！敬鸢浮?.556.測量噴丸強(qiáng)度所用Almen試片的材料為________鋼，厚度________mm。【答案】SAE1070，1.3057.噴砂后工件表面嵌砂，可用________超聲波頻率清洗________min去除。【答案】40kHz，358.壓力式噴砂系統(tǒng)，噴嘴入口壓力每升高0.1MPa，磨料速度約增加________%?！敬鸢浮?859.玻璃丸噴砂強(qiáng)化后，表面殘余壓應(yīng)力層深度一般為________mm?！敬鸢浮?.05–0.1560.噴砂房排風(fēng)除塵器入口粉塵濃度限值為________mg/m3。【答案】50五、簡答題（每題10分，共50分）61.簡述干式噴砂與濕式噴砂在鎂合金表面處理中的安全差異?！敬鸢浮扛墒絿娚澳チ蠜_擊鎂合金產(chǎn)生的微細(xì)粉塵具有爆炸下限37g/m3，靜電積聚可致閃爆；濕式噴砂利用水膜包裹磨料，瞬間導(dǎo)走靜電，并將粉塵濃度稀釋至1g/m3以下，爆炸風(fēng)險降低兩個數(shù)量級。此外，濕式噴砂可抑制鎂合金表面溫升，防止熱自燃；干式噴砂需配套防爆風(fēng)機(jī)、隔爆閥及濕度控制系統(tǒng)，設(shè)備成本增加30%以上。62.說明噴砂粗糙度對粉末涂料邊角覆蓋率的影響機(jī)制?！敬鸢浮看植诙仍龃蟆砻娣逯得芏忍岣摺勰┤廴诹鲃訒r產(chǎn)生“錨固”效應(yīng)，邊緣流掛減少；但Rz過高會造成粉末在谷底堆積，烘烤后形成氣泡。實驗表明，當(dāng)Rz為干膜厚度1/3時，邊角覆蓋率可由45%提升至78%；繼續(xù)增大粗糙度，因氣泡滯留覆蓋率反而下降。最佳粗糙度區(qū)間需通過DOE確定，通常Ra0.8–1.2μm對應(yīng)75μm干膜厚度。63.列舉并解釋機(jī)器人噴砂路徑規(guī)劃的三大誤差來源?！敬鸢浮浚?）工件數(shù)模與實際加工誤差：鈑金焊接變形導(dǎo)致定位基準(zhǔn)偏移±1mm，機(jī)器人按理論軌跡運(yùn)行出現(xiàn)“漏噴”；（2）噴槍姿態(tài)誤差：六軸機(jī)器人姿態(tài)插補(bǔ)時，TCP姿態(tài)角偏差0.5°即可造成噴距變化2mm，導(dǎo)致粗糙度差異0.3μm；（3）磨料反彈干擾：復(fù)雜腔體內(nèi)反彈氣流改變局部噴角，實際沖擊角由90°變?yōu)?0°，切削效率下降20%。補(bǔ)償方法：采用激光掃描實時修正軌跡，并在腔體內(nèi)插入擋板導(dǎo)流。64.給出噴砂后不銹鋼出現(xiàn)“鐵污染”的檢測與去除流程?！敬鸢浮繖z測：采用亞鐵氰化鉀點滴法，30s內(nèi)若出現(xiàn)藍(lán)色斑點，表明Fe>0.1mg/dm2；去除：①塑料砂0.2mm低壓復(fù)噴，壓力0.2MPa，覆蓋一遍；②去離子水沖洗，電導(dǎo)率<20μS/cm；③硝酸-氫氟酸混合液（HNO?10%+HF1%）室溫浸泡30s；④再次水洗，干燥后點滴驗證無藍(lán)色。全過程需在2h內(nèi)完成，避免大氣鐵塵二次沉積。65.說明如何利用Almen弧高與覆蓋率雙參數(shù)優(yōu)化噴丸強(qiáng)化工藝窗口?！敬鸢浮坎襟E：①固定噴嘴型號與壓力，選取弧高0.10、0.15、0.20mmA三水平；②每水平下設(shè)置覆蓋率80%、90%、98%三子組；③測量每組殘余應(yīng)力層深與表面粗糙度；④繪制響應(yīng)面，發(fā)現(xiàn)弧高0.15mmA、覆蓋率95%時，層深0.18mm、Ra1.0μm，滿足疲勞壽命10?次要求；⑤驗證實驗，疲勞極限提高28%，粗糙度未超標(biāo)，確定該窗口為最優(yōu)參數(shù)。六、計算題（每題15分，共30分）66.某壓力式噴砂系統(tǒng)，噴嘴直徑8mm，入口壓力0.5MPa，磨料為氧化鋁0.25mm，密度3.9g/cm3，流量傳感器顯示磨料質(zhì)量流量為8kg/min。求磨料顆粒平均速度及動能密度。（空氣絕熱指數(shù)k=1.4，溫度20℃，忽略顆粒間碰撞）【答案】1)計算空氣臨界壓力比：β=(2/(k+1))^(k/(k-1))=0.528，出口壓力0.1MPa<0.528×0.5MPa，故噴嘴處于臨界流動。2)出口空氣速度：v?=√(2kRT/(k-1))，其中R=287J/(kg·K)，T=293K，得v?=313m/s。3)磨料速度近似取空氣速度的0.7倍：v?=0.7×313=219m/s。4)體積流量：Q?=8kg/min÷3900kg/m3=3.42×10??m3/min=5.7×10??m3/s。5)顆粒數(shù)密度：單顆粒體積V=(π/6)(0.25×10?3)3=8.18×10?12m3，顆粒數(shù)流量n=5.7×10??/8.18×10?12=6.97×10?s?1。6)單顆粒質(zhì)量m=8.18×10?12×3900=3.19×10??kg，動能E=?mv2=7.64×10??J。7)動能密度=P=E×n=7.64×10??×6.97×10?=532W。綜上：磨料平均速度219m/s，動能密度532W。67.某濕式噴砂機(jī)磨液箱容積500L，初始濃度10%，連續(xù)工作2h后，因工件帶走水分，液位下降50L，此時補(bǔ)加清水至原刻度，再測濃度降至7%。求每小時工件帶走的磨料質(zhì)量。（假設(shè)磨料不破碎，密度3.8g/cm3）【答案】設(shè)每小時帶走磨料xkg，則2h帶走2xkg。初始磨料質(zhì)量：500L×10%×3.8kg/L=190kg。最終磨料質(zhì)量：500L×7%×3.8kg/L=133kg。磨料損失：190?133=57kg=2x，得x=28.5kg/h。故每小時