2025年高性能制造《精密制造》模擬試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個(gè)是符合題意的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)。）1.精密制造的根本目標(biāo)是（）。A.提高生產(chǎn)效率B.降低制造成本C.獲得極高尺寸和形狀精度及優(yōu)良表面質(zhì)量D.擴(kuò)大產(chǎn)品種類2.在精密加工中，通常認(rèn)為切削速度超過一定數(shù)值后，刀具磨損主要類型轉(zhuǎn)變?yōu)椋ǎ.磨損B.咬傷C.蠕變磨損D.粘結(jié)磨損3.下列哪種測(cè)量方法通常用于測(cè)量工件的微小形狀誤差？（）A.光學(xué)分比較儀測(cè)量直線度B.千分尺測(cè)量尺寸C.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量復(fù)雜輪廓D.水準(zhǔn)儀測(cè)量平面度4.精密磨削時(shí)，通常采用較小的進(jìn)給量和較高的切削速度，其主要目的是（）。A.提高加工效率B.增大切削力C.減少磨削燒傷和表面粗糙度D.延長刀具（砂輪）壽命5.下列材料中，最適合用于精密軸承滾珠或滾子的是（）。A.45鋼B.40CrC.GCr15D.304不銹鋼6.在精密加工過程中，采用回火處理的主要目的是（）。A.提高材料的強(qiáng)度和硬度B.消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸C.提高材料的塑性和韌性D.改善材料的切削加工性7.光學(xué)輪廓儀主要用于測(cè)量（）。A.工件的尺寸偏差B.工件表面的微觀幾何形狀C.工件的熱膨脹系數(shù)D.工件的材料硬度8.精密齒輪加工中，剃齒工藝通常作為（）工序。A.粗切B.精切C.磨齒D.蝸桿磨齒9.影響精密測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素不包括（）。A.測(cè)量?jī)x器精度B.測(cè)量環(huán)境穩(wěn)定性（溫度、濕度）C.測(cè)量人員操作熟練度D.被測(cè)工件的熱處理方式10.離子束加工利用（）對(duì)材料進(jìn)行去除或改性。A.高速刀具B.振動(dòng)磨粒C.高能離子轟擊D.電解液二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。下列每小題備選答案中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上是符合題意的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)。多選、少選、錯(cuò)選均不得分。）1.精密加工中，提高加工精度的途徑包括（）。A.提高機(jī)床的剛度和精度B.減小切削力C.嚴(yán)格控制加工環(huán)境D.使用高精度測(cè)量工具E.降低切削速度2.下列哪些屬于精密測(cè)量?jī)x器的特點(diǎn)？（）A.高靈敏度B.高精度C.小量程D.操作簡(jiǎn)單方便E.對(duì)環(huán)境要求高3.精密加工中常見的表面缺陷包括（）。A.劃痕B.磨損C.燒傷D.表面硬化E.拉傷4.磨料磨具的選擇需要考慮的因素有（）。A.被加工材料的性質(zhì)B.所需的加工精度和表面質(zhì)量C.磨削效率要求D.磨削成本E.機(jī)床功率5.高性能制造對(duì)精密制造提出的要求包括（）。A.更高的加工精度和穩(wěn)定性B.更短的生產(chǎn)周期C.更低的制造成本D.更強(qiáng)的智能化和自動(dòng)化水平E.更廣泛的材料加工能力三、判斷題（每題1.5分，共15分。請(qǐng)將判斷結(jié)果（正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）填在題干后的括號(hào)內(nèi)。）1.精密加工只能在精密機(jī)床上進(jìn)行，與操作工人的技術(shù)水平無關(guān)。（）2.離子注入是一種典型的增材制造技術(shù)。（）3.任何精密測(cè)量都必須在恒溫、恒濕的潔凈室中進(jìn)行。（）4.精密配合通常指間隙配合公差等級(jí)較高的配合。（）5.磨削燒傷是由于磨削溫度過高導(dǎo)致工件表面材料性能劣化。（）6.千分尺屬于精密量具，可以直接用于測(cè)量工件的形位誤差。（）7.精密加工中，提高切削速度通常有利于提高加工表面質(zhì)量。（）8.CBN（立方氮化硼）磨料比SiC（碳化硅）磨料更適合磨削有色金屬。（）9.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）可以測(cè)量工件的尺寸、形狀和位置誤差。（）10.精密制造只關(guān)注零件的最終精度，不關(guān)心制造過程。（）四、填空題（每題2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。）1.精密加工通常指加工精度達(dá)到________誤差以下，表面質(zhì)量要求較高的加工。2.在精密測(cè)量中，為了減少環(huán)境因素的影響，常采用________測(cè)量法。3.磨削過程中，切削熱主要來源于________和________。4.評(píng)定表面粗糙度常用的參數(shù)有輪廓算術(shù)平均偏差Ra和________。5.精密齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量指標(biāo)主要包括齒距累積誤差、齒形誤差和________。6.電化學(xué)加工是利用________從工件表面去除材料的加工方法。7.精密加工中，提高機(jī)床部件的________是提高加工精度的根本途徑之一。8.選擇精密加工工藝時(shí)，必須綜合考慮工件的________、________和________等因素。9.為了保證精密測(cè)量的準(zhǔn)確性，測(cè)量?jī)x器必須經(jīng)過嚴(yán)格的________和________。10.高性能制造背景下的精密制造更加注重________和________。五、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分。）1.簡(jiǎn)述精密加工與普通加工在加工環(huán)境方面的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)述減少精密加工中熱變形誤差的主要措施。六、論述題（10分）試述精密測(cè)量在精密制造過程中的作用和意義。試卷答案---一、單項(xiàng)選擇題1.C解析：精密制造的核心目標(biāo)是追求極高的尺寸、形狀精度和優(yōu)良的表面質(zhì)量，以滿足高端產(chǎn)品的性能要求。2.C解析：在精密加工條件下，當(dāng)切削速度過高時(shí)，材料在切削區(qū)會(huì)發(fā)生軟化甚至相變，導(dǎo)致蠕變磨損加劇。3.C解析：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠從多個(gè)方向測(cè)量工件點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過軟件擬合和分析，可以有效測(cè)量復(fù)雜的輪廓形狀和微小的形狀誤差。4.C解析：提高切削速度可以減少切削區(qū)的接觸時(shí)間，從而降低磨削溫度，減少磨削燒傷，并獲得更小的表面粗糙度。5.C解析：GCr15鋼具有良好的淬透性、高硬度和耐磨性，經(jīng)過適當(dāng)熱處理后，是制造精密軸承滾動(dòng)體的理想材料。6.B解析：精密加工后的工件往往存在較大的內(nèi)應(yīng)力，回火處理的主要目的就是消除或降低這些內(nèi)應(yīng)力，使工件尺寸穩(wěn)定。7.B解析：光學(xué)輪廓儀利用光學(xué)原理非接觸式地掃描工件表面，可以獲取工件表面的微觀幾何形狀信息。8.B解析：剃齒是在齒輪粗切或半精切后進(jìn)行的精加工工序，利用剃齒刀對(duì)齒輪齒面進(jìn)行剃削，進(jìn)一步提高齒形精度和齒向精度。9.D解析：測(cè)量?jī)x器精度、環(huán)境穩(wěn)定性和測(cè)量人員操作熟練度都是直接影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素。被測(cè)工件的熱處理方式主要影響工件的最終性能和尺寸，對(duì)測(cè)量過程的準(zhǔn)確性影響相對(duì)間接。10.C解析：離子束加工是利用高能離子束流轟擊工件表面，通過物理濺射或化學(xué)反應(yīng)去除材料或改變材料表面性質(zhì)的一種微觀加工技術(shù)。二、多項(xiàng)選擇題1.A,B,C,D解析：提高加工精度需要從機(jī)床、刀具、工藝、環(huán)境、測(cè)量等多方面入手。提高機(jī)床剛度和精度、減小切削力有助于提高幾何精度；嚴(yán)格控制加工環(huán)境（溫度、濕度、振動(dòng)等）可以減少熱變形和振動(dòng)誤差；使用高精度測(cè)量工具是保證加工精度的前提。降低切削速度通常會(huì)降低表面質(zhì)量，不是提高精度的途徑。2.A,B,E解析：精密測(cè)量?jī)x器通常具有高靈敏度（能感知微小的測(cè)量信號(hào)）、高精度（測(cè)量結(jié)果與真值接近），并且對(duì)測(cè)量環(huán)境有嚴(yán)格要求（如溫度、濕度、潔凈度等），因此使用和維護(hù)成本較高，操作相對(duì)復(fù)雜。3.A,C,E解析：劃痕、燒傷、拉傷是精密加工中常見的表面微觀缺陷。磨損是材料去除過程，不是缺陷本身；表面硬化是某些加工（如冷加工）可能產(chǎn)生的有益效果，不屬于缺陷。4.A,B,C,D解析：選擇磨料磨具需考慮被加工材料的硬度、導(dǎo)熱性、化學(xué)性質(zhì)；所需精度（影響砂輪粒度選擇）和表面質(zhì)量（影響砂輪種類和修整）；磨削效率要求（影響砂輪濃度和硬度）；以及經(jīng)濟(jì)性（考慮成本）。機(jī)床功率會(huì)影響砂輪的選擇，但不是首要考慮因素。5.A,B,C,D,E解析：高性能制造追求更快、更好、更省、更智能。精密制造作為其基礎(chǔ)，需提供更高精度和穩(wěn)定性；適應(yīng)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，縮短周期；降低綜合制造成本；融入智能化、自動(dòng)化技術(shù)，提升效率和柔性；并擴(kuò)展到更多難加工材料的精密加工。三、判斷題1.×解析：精密加工不僅需要高精度的機(jī)床，同樣需要對(duì)操作工人的技術(shù)水平有很高要求，包括對(duì)工藝參數(shù)的設(shè)置、加工過程的控制、測(cè)量數(shù)據(jù)的判讀等。2.×解析：離子注入是一種表面改性或摻雜技術(shù)，屬于微電子制造領(lǐng)域，不是增材制造（如3D打?。┘夹g(shù)。3.×解析：精密測(cè)量雖然對(duì)環(huán)境有很高要求，但并非所有精密測(cè)量都必須在潔凈室中進(jìn)行。例如，一些在線測(cè)量或環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的測(cè)量可以在普通車間進(jìn)行，關(guān)鍵在于控制環(huán)境變化對(duì)測(cè)量的影響。4.√解析：精密配合通常指公差等級(jí)較高（如IT5、IT6級(jí)以上）的配合，尤其是那些間隙較小或過盈量較精密的配合，用于保證零件間精密的定位和功能。5.√解析：磨削燒傷是磨削過程中因磨削區(qū)溫度過高（超過材料的回火溫度），導(dǎo)致工件表面材料發(fā)生退火、軟化和相變等性能劣化現(xiàn)象。6.×解析：千分尺是精密量具，用于測(cè)量工件的尺寸，但不能直接測(cè)量形位誤差（如直線度、平面度、圓度等），需要使用專用形位測(cè)量?jī)x器。7.×解析：提高切削速度可能加劇切削區(qū)的變形和摩擦，導(dǎo)致溫度升高，反而可能使表面粗糙度變差或產(chǎn)生燒傷。通常需要優(yōu)化切削參數(shù)來獲得最佳表面質(zhì)量。8.√解析：CBN（立方氮化硼）的硬度接近金剛石，導(dǎo)熱性遠(yuǎn)好于SiC（碳化硅），因此更適合磨削硬度高、導(dǎo)熱性差的材料，如高碳鋼、工具鋼、硬質(zhì)合金和有色金屬。9.√解析：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過接觸或非接觸方式測(cè)量工件表面的大量點(diǎn)坐標(biāo)，利用軟件可以計(jì)算出工件的尺寸、形狀（點(diǎn)云擬合）、位置（與理論模型比較）等多種誤差信息。10.×解析：精密制造不僅關(guān)注零件的最終精度，更關(guān)注如何通過精確的控制和優(yōu)化的工藝，在制造過程中保證精度和質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)。四、填空題1.0.02mm或0.005mm解析：精密加工通常要求尺寸誤差控制在0.02mm甚至0.005mm以下（具體數(shù)值依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)定義）。2.等溫或恒溫解析：為了減少溫度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，常采用將工件和儀器置于恒溫環(huán)境或進(jìn)行等溫處理后再進(jìn)行測(cè)量的方法。3.切削變形，摩擦解析：磨削熱主要來源于磨粒切削工件產(chǎn)生的變形功和磨粒與工件、磨粒與砂輪之間的摩擦生熱。4.輪廓最大高度Rz解析：Ra和Rz都是常用的表面粗糙度參數(shù)，Rz反映輪廓上峰谷的最大高度，對(duì)實(shí)際接觸性能更敏感。5.齒向誤差解析：精密齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量指標(biāo)主要包括齒距累積誤差、齒形誤差和齒向誤差，這些誤差直接影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性、噪音和承載能力。6.電化學(xué)腐蝕解析：電化學(xué)加工利用工件作為陽極，在電解液中通過外加電流，使工件表面特定區(qū)域發(fā)生電化學(xué)腐蝕來去除材料。7.精度或穩(wěn)定性解析：提高機(jī)床關(guān)鍵部件的制造精度和運(yùn)行穩(wěn)定性，是保證加工重復(fù)性和最終精度的根本基礎(chǔ)。8.材料，結(jié)構(gòu)，工藝解析：選擇精密加工工藝時(shí)，必須全面考慮工件的材料特性（硬度、韌性、導(dǎo)熱性等）、幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度以及最終的精度、表面質(zhì)量要求。9.校準(zhǔn)，檢定解析：為了保證精密測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性，測(cè)量?jī)x器必須定期經(jīng)過專業(yè)的校準(zhǔn)（確定示值誤差）和檢定（驗(yàn)證是否滿足精度要求）。10.智能化，自動(dòng)化解析：高性能制造強(qiáng)調(diào)智能化和自動(dòng)化，精密制造作為其支撐，也需要融入更多智能控制、機(jī)器人操作和自動(dòng)化檢測(cè)等技術(shù)。五、簡(jiǎn)答題1.答：精密加工對(duì)環(huán)境的要求遠(yuǎn)高于普通加工。主要體現(xiàn)在：*溫度控制：精密加工要求在恒溫（通常是穩(wěn)定在一定溫度范圍，如20±1℃）環(huán)境中進(jìn)行，以消除或減小熱變形對(duì)工件尺寸和機(jī)床精度的影響。*振動(dòng)隔離：需要采取隔振措施，防止來自地基、機(jī)床本身或其他設(shè)備的振動(dòng)干擾加工精度和表面質(zhì)量。*潔凈度：對(duì)于某些精密加工（如光學(xué)加工、微電子機(jī)械加工），要求在潔凈室中進(jìn)行，以防止灰塵等雜質(zhì)污染工件、刀具或影響測(cè)量。*濕度控制：穩(wěn)定的相對(duì)濕度也有助于減少材料變形和測(cè)量誤差。*空氣潔凈度：防止空氣中灰塵、油霧等影響加工和測(cè)量。2.答：減少精密加工中熱變形誤差的主要措施包括：*選擇低熱膨脹材料：在設(shè)計(jì)和選材時(shí)，優(yōu)先選用熱膨脹系數(shù)小的材料。*優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：增加結(jié)構(gòu)的剛度，合理安排零件的布局，減少熱變形的累積效應(yīng)。*控制切削熱：選用合適的切削參數(shù)（如較小的切深、進(jìn)給量），使用高效冷卻潤滑方式（如高壓冷卻、充分潤滑），減少切削區(qū)的溫度。*改善散熱條件：設(shè)計(jì)良好的散熱路徑，幫助熱量快速散發(fā)。*預(yù)熱工件或機(jī)床：在加工前將工件和機(jī)床均勻預(yù)熱到接近加工時(shí)的環(huán)境溫度。*采用熱補(bǔ)償技術(shù)：通過傳感器監(jiān)測(cè)溫度變化，并反饋控制冷卻系統(tǒng)或機(jī)床部件，進(jìn)行主動(dòng)補(bǔ)償。*選擇合適的加工順序：對(duì)于易變形零件，合理安排加工順序，先加工剛性好的部分，后加工易變形部分，或采用對(duì)稱加工等方式。*在恒溫環(huán)境下加工：將整個(gè)加工過程在恒溫室內(nèi)進(jìn)行。六、論述題答：精密測(cè)量在精密制造過程中起著至關(guān)重要的作用和意義，主要體現(xiàn)在以