2025年《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》期末試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.車削加工中，誤差敏感方向是指（）A.主運動方向B.進給運動方向C.刀具徑向位移方向D.工件旋轉(zhuǎn)軸線方向答案：C2.下列刀具材料中，適合高速切削的是（）A.高速鋼B.硬質(zhì)合金C.工具鋼D.陶瓷刀具答案：D（注：陶瓷刀具耐熱性優(yōu)于硬質(zhì)合金，更適合高速切削）3.加工箱體類零件時，常以一面兩孔作為定位基準，其遵循的定位原則是（）A.基準重合B.基準統(tǒng)一C.自為基準D.互為基準答案：B4.精車外圓時，為減小表面粗糙度，應(yīng)優(yōu)先采用（）A.增大切削速度B.增大進給量C.增大背吃刀量D.減小主偏角答案：A（高速切削可降低積屑瘤影響，減小表面粗糙度）5.下列加工方法中，屬于展成法加工齒輪的是（）A.銑齒B.拉齒C.插齒D.磨齒（成形砂輪）答案：C6.機械加工工藝過程中，劃分加工階段的主要目的是（）A.提高生產(chǎn)效率B.便于安排熱處理工序C.保證加工質(zhì)量D.降低生產(chǎn)成本答案：C（粗加工與精加工分開可減少內(nèi)應(yīng)力和熱變形影響）7.車削細長軸時，工件易產(chǎn)生（）A.圓度誤差B.圓柱度誤差C.同軸度誤差D.直線度誤差答案：D（細長軸剛性差，受切削力易彎曲）8.加工中心與普通數(shù)控機床的主要區(qū)別是（）A.具有刀庫和自動換刀裝置B.加工精度更高C.可加工復(fù)雜曲面D.控制系統(tǒng)更先進答案：A9.評定表面粗糙度的參數(shù)中，常用的高度特性參數(shù)是（）A.輪廓單元的平均寬度RsmB.輪廓最大高度RzC.輪廓支承長度率RmrD.輪廓算術(shù)平均偏差Ra答案：D10.某軸類零件加工時，設(shè)計基準為軸的左端面，而定位基準為右端面，這種情況會產(chǎn)生（）A.基準不重合誤差B.基準位移誤差C.定位誤差D.夾緊誤差答案：A二、填空題（每空1分，共15分）1.切削運動包括主運動和（進給運動），其中（主運動）是切削過程中速度最高、消耗功率最大的運動。2.刀具前角增大時，切削力（減小），但刀具強度（降低）。3.定位基準分為粗基準和精基準，粗基準一般只能使用（一）次。4.影響加工精度的原始誤差包括工藝系統(tǒng)（幾何誤差）、（受力變形誤差）、熱變形誤差和內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差。5.加工余量分為工序余量和（總加工余量），其中工序余量是相鄰兩工序（工序尺寸）之差。6.表面質(zhì)量包括表面（幾何形狀特征）和表面層（物理力學(xué)性能）的變化。7.數(shù)控加工中，G01指令表示（直線插補），G00指令表示（快速定位）。8.齒輪加工中，滾齒屬于（展成）法加工，其刀具與工件的運動關(guān)系為（齒輪副嚙合運動）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述六點定位原理及其應(yīng)用時的注意事項。答案：六點定位原理是指用六個定位支承點限制工件的六個自由度（三個平動自由度X、Y、Z，三個轉(zhuǎn)動自由度X、Y、Z），從而確定工件在夾具中的位置。應(yīng)用時需注意：①避免過定位（重復(fù)限制同一自由度），可能導(dǎo)致工件或夾具變形；②粗基準定位時，支承點應(yīng)選擇精度較高的表面；③定位元件的布置需符合加工要求，確保主要自由度被限制。2.分析切削用量三要素（vc、f、ap）對切削溫度的影響規(guī)律。答案：切削速度vc對切削溫度影響最大，vc升高，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增加，且切屑帶走的熱量比例降低，溫度顯著上升；進給量f增大時，切削厚度增加，切削力和熱量增加，但切屑與前刀面接觸長度增加，散熱條件改善，溫度上升幅度小于vc；背吃刀量ap增大時，切削刃工作長度增加，散熱面積增大，單位切削力變化小，溫度上升幅度最小。3.簡述機械加工工藝規(guī)程的作用及制定步驟。答案：作用：①指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件；②組織生產(chǎn)和計劃管理的依據(jù)；③新建或擴建工廠的基礎(chǔ)資料；④交流和推廣先進經(jīng)驗的載體。制定步驟：①分析零件圖和技術(shù)要求；②確定毛坯類型；③選擇定位基準；④擬定工藝路線（劃分加工階段、選擇加工方法、安排工序順序）；⑤確定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；⑥選擇設(shè)備和工藝裝備；⑦確定切削用量和時間定額；⑧編制工藝文件。4.舉例說明什么是自為基準原則，并說明其適用場景。答案：自為基準原則是指以加工表面本身作為定位基準進行加工，目的是保證加工表面的尺寸和形狀精度。例如：①磨削床身導(dǎo)軌面時，以導(dǎo)軌面自身找正定位，確保導(dǎo)軌面的直線度；②浮動鏜孔時，以孔的待加工表面定位，保證孔的尺寸精度。適用場景：當(dāng)加工表面的精度要求高，且該表面的位置精度由前道工序保證時，采用自為基準可減少定位誤差對加工精度的影響。5.簡述提高加工表面質(zhì)量的工藝措施。答案：①合理選擇切削用量：高速切削（避開積屑瘤產(chǎn)生區(qū)）、減小進給量；②優(yōu)化刀具幾何參數(shù)：增大前角、減小主偏角和副偏角、刃磨鋒利的刃口；③改善工件材料性能：通過熱處理細化晶粒、降低硬度；④采用精密加工和光整加工方法：如精車、精銑、研磨、珩磨；⑤控制工藝系統(tǒng)振動：調(diào)整切削參數(shù)、增加系統(tǒng)剛度；⑥使用切削液：冷卻潤滑，減少摩擦和粘結(jié)。四、分析計算題（共25分）1.（10分）某階梯軸零件如圖所示（注：假設(shè)圖示為Φ50h7（0/-0.025）外圓，長度100mm，右端有一Φ30H7（+0.021/0）孔，孔深50mm，孔軸線與外圓軸線同軸度要求Φ0.03mm），試分析：（1）加工外圓Φ50h7時，若采用雙頂尖定位，定位基準是什么？限制了哪些自由度？（2）加工Φ30H7孔時，若以Φ50h7外圓和左端面定位，需限制哪些自由度？如何避免過定位？答案：（1）雙頂尖定位時，定位基準是工件的兩中心孔（或頂尖孔）。限制的自由度：X、Y、Z三個平動自由度（沿軸線移動、垂直軸線的兩個方向移動）和X、Y、Z三個轉(zhuǎn)動自由度（繞軸線旋轉(zhuǎn)、繞垂直軸線的兩個方向旋轉(zhuǎn)），即完全定位。（2）加工Φ30H7孔時，需保證孔的尺寸精度、深度（50mm）和與外圓的同軸度（Φ0.03mm）。以Φ50h7外圓（長圓柱面）定位限制Y、Z平動和Y、Z轉(zhuǎn)動自由度（共4個自由度），以左端面（平面）定位限制X平動自由度（1個自由度），需限制的自由度為X、Y、Z平動和Y、Z轉(zhuǎn)動（共5個自由度，繞X軸的轉(zhuǎn)動自由度（繞外圓軸線旋轉(zhuǎn)）不影響孔加工）。若外圓定位采用長圓柱面（限制4個自由度），左端面采用大平面（限制1個自由度），則X平動自由度被左端面限制，而外圓長圓柱面可能同時限制X平動自由度（若圓柱面長度過長），導(dǎo)致過定位。避免方法：將外圓定位改為短圓柱面（僅限制Y、Z平動自由度），左端面仍限制X平動自由度，此時總限制自由度為Y、Z平動（短圓柱面）+X平動（端面）+Y、Z轉(zhuǎn)動（需增加V形塊或其他定位元件限制轉(zhuǎn)動自由度），或調(diào)整定位元件接觸長度，避免重復(fù)限制X平動自由度。2.（15分）某軸類零件加工工序中，設(shè)計尺寸為A=50±0.1mm（外圓），前道工序加工后尺寸為B=52±0.2mm，本工序采用車削加工，試計算：（1）本工序的基本加工余量、最大加工余量和最小加工余量；（2）若本工序尺寸公差為T=0.15mm，試確定本工序的工序尺寸及上下偏差（假設(shè)加工余量為對稱分布）；（3）若實際加工中測得本工序尺寸為49.95mm，判斷是否合格，并分析可能的誤差來源。答案：（1）基本加工余量Z=B基本尺寸-A基本尺寸=52-50=2mm；最大加工余量Zmax=Bmax-Amin=（52+0.2）-（50-0.1）=52.2-49.9=2.3mm；最小加工余量Zmin=Bmin-Amax=（52-0.2）-（50+0.1）=51.8-50.1=1.7mm。（2）工序尺寸需保證最終尺寸A=50±0.1mm，設(shè)工序尺寸為C，公差T=0.15mm，加工余量Z的基本值為2mm，因此C=A+Z=50+2=52mm（假設(shè)余量對稱分布，即工序尺寸公差帶相對于A的公差帶偏移一個余量公差）。但實際應(yīng)考慮余量公差為Zmax-Zmin=2.3-1.7=0.6mm，而工序尺寸公差T=0.15mm，前道工序公差T前=0.4mm（52±0.2），根據(jù)余量公差=前道工序公差+本工序公差，即0.6=0.4+0.15+Δ（Δ為其他誤差），此處假設(shè)余量對稱分布，則工序尺寸的上偏差=Amax+Zmin=50.1+1.7=51.8mm，下偏差=Amin+Zmax=49.9+2.3=52.2mm？顯然矛盾，正確方法應(yīng)為：工序尺寸C的基本值=A基本值+基本余量=50+2=52mm；工序尺寸的上偏差=Amax+Zmin=50.1+1.7=51.8mm（錯誤，應(yīng)為Cmax=Bmin=51.8mm，因為Zmin=Bmin-Cmax→Cmax=Bmin-Zmin=51.8-1.7=50.1？此處需重新推導(dǎo)：正確公式：Zmin=Bmin-Cmax→Cmax=Bmin-Zmin=（52-0.2）-1.7=51.8-1.7=50.1mm；Zmax=Bmax-Cmin→Cmin=Bmax-Zmax=（52+0.2）-2.3=52.2-2.3=49.9mm；因此工序尺寸C=50.0±0.1mm，但題目假設(shè)工序尺寸公差為0.15mm，可能我的推導(dǎo)有誤。正確思路應(yīng)為：工序尺寸的公差帶應(yīng)覆蓋最終尺寸的公差帶加上余量的變化。更簡單的方法是：本工序需將前道工序的尺寸B（52±0.2）加工到A（50±0.1），因此工序尺寸C的基本值為50mm（最終尺寸），加工余量Z=B-C，所以C=B-Z。為保證A=50±0.1，C的公差應(yīng)滿足C=50±0.1（最終尺寸），但前道工序B=52±0.2，因此Z=52±0.2-(50±0.1)=2±0.3，即Zmin=1.7，Zmax=2.3，與（1）一致。若本工序尺寸公差為0.15mm，假設(shè)工序尺寸為C=50±0.075mm（對稱公差），則Zmin=Bmin-Cmax=51.8-50.075=1.725mm，Zmax=Bmax-Cmin=52.2-49.925=2.275mm，符合要求。（3）實際加工尺寸為49.95mm，在A=50±0.1的公差范圍內(nèi)（49.9~50.1），因此合格?？赡艿恼`差來源：①機床主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)致徑向跳動；②刀具磨損引起尺寸減小；③工藝系統(tǒng)熱變形（工件受熱膨脹，冷卻后收縮）；④測量誤差（量具精度或操作不當(dāng)）。五、綜合應(yīng)用題（10分）某公司需加工一批小批量生產(chǎn)的鑄鐵齒輪箱（材料HT200），其主要技術(shù)要求為：①箱體底面平面度0.03mm；②軸承孔Φ80H7（+0.030/0），兩孔中心距150±0.05mm，孔軸線與底面平行度0.04mm；③表面粗糙度Ra≤3.2μm（底面）、Ra≤1.6μm（軸承孔）。試制定其加工工藝路線（包括主要工序、定位基準選擇及加工方法）。答案：工藝路線：1.鑄造毛坯→時效處理（消除內(nèi)應(yīng)力）→清砂、去毛刺。2.粗加工底面：以毛坯大平面（粗基準）定位，采用刨床或銑床粗刨/粗銑底面，留余量1.5~2mm，保證底面基本平整。3.粗加工軸承孔：以粗加工后的底面（精基準）和一個側(cè)面定位，采用搖臂鉆床粗鏜兩軸承孔，直徑Φ76mm，留余量4mm（單邊），保證孔位初步精度。4.半精加工底面：以粗加工的軸承孔（互為基準）和側(cè)面定位，采用銑床半精銑底面，余量0.5~0.8mm，平面度控制在0.08mm以內(nèi)。5.半精加工軸承孔：以半精加工的底面（基準統(tǒng)一）和側(cè)面定位，采用臥式鏜床半精鏜孔至Φ79.5mm，留余量0.5mm，控制中心距150±0.1mm，平行度0.06mm。6.精加工底面：以半精加工的軸承孔（自為基準找正）定位，采用磨床精磨底面，平面度0.03mm，Ra≤3.2μm。7.精加工軸承孔：以精加工的底面（基準重合）和側(cè)面定位，采