2025年特種彈簧制作工專項考核試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.制造高溫環(huán)境（500℃以上）下使用的特種彈簧，優(yōu)先選用的材料是：A.60Si2MnAB.1Cr18Ni9TiC.Co40NiCrMoWD.Q235答案：C2.某特種彈簧設(shè)計要求旋繞比C=6，鋼絲直徑d=2mm，則彈簧中徑D應(yīng)為：A.10mmB.12mmC.14mmD.16mm答案：B（計算：D=C×d=6×2=12mm）3.冷卷彈簧的最終熱處理工藝通常為：A.完全退火B(yǎng).淬火+中溫回火C.去應(yīng)力退火D.表面滲碳答案：C4.檢測彈簧自由高度時，使用的主要工具是：A.三坐標測量機B.游標卡尺C.高度規(guī)D.百分表答案：C5.以下哪種缺陷會導(dǎo)致彈簧在交變載荷下發(fā)生疲勞斷裂？A.表面輕微劃痕B.端面磨平不徹底C.彈簧節(jié)距不均勻D.材料脫碳層厚度0.05mm答案：A6.航空用鈦合金彈簧的加工難點主要在于：A.材料硬度低易變形B.彈性模量小導(dǎo)致剛度不足C.高溫下氧化嚴重D.材料粘性大易粘刀答案：D7.某彈簧設(shè)計工作負荷F=500N，變形量f=20mm，其剛度k為：A.20N/mmB.25N/mmC.30N/mmD.35N/mm答案：B（計算：k=F/f=500/20=25N/mm）8.熱卷彈簧的加熱溫度應(yīng)控制在材料的：A.再結(jié)晶溫度以下B.奧氏體化溫度區(qū)間C.固溶處理溫度D.相變點AC1以下答案：B9.用于腐蝕性介質(zhì)的彈簧，表面處理優(yōu)先選擇：A.發(fā)黑處理B.鍍鋅鈍化C.磷化處理D.噴涂聚四氟乙烯答案：D10.彈簧有效圈數(shù)n的計算依據(jù)是：A.總?cè)?shù)減去支撐圈數(shù)B.總?cè)?shù)減去1圈C.總?cè)?shù)乘以0.8D.總?cè)?shù)直接作為有效圈數(shù)答案：A11.以下哪種彈簧需進行強壓處理？A.靜態(tài)支撐用圓柱螺旋彈簧B.高頻振動下的氣門彈簧C.精密儀器用恒力彈簧D.低溫環(huán)境下的拉伸彈簧答案：B12.測量彈簧垂直度時，應(yīng)將彈簧放置在：A.平板上，用直角尺檢測兩端面與軸線夾角B.三爪卡盤上，用百分表測量外圓跳動C.V型塊上，用高度規(guī)測量兩端面高度差D.水平臺上，用激光測距儀測量兩端面平行度答案：A13.特種彈簧材料17-7PH屬于：A.馬氏體不銹鋼B.沉淀硬化不銹鋼C.奧氏體不銹鋼D.鐵素體不銹鋼答案：B14.彈簧卷制時，芯軸直徑應(yīng)比彈簧內(nèi)徑：A.大0.1-0.3mmB.小0.1-0.3mmC.相等D.大0.5-1.0mm答案：B15.計算彈簧最大工作切應(yīng)力時，需考慮的修正系數(shù)是：A.曲度系數(shù)KB.彈性模量EC.切變模量GD.泊松比μ答案：A16.以下哪種情況會導(dǎo)致彈簧在工作中出現(xiàn)“并圈”現(xiàn)象？A.彈簧節(jié)距設(shè)計過大B.材料彈性模量偏高C.工作負荷超過最大允許負荷D.熱處理回火溫度過高答案：C17.制作矩形截面彈簧時，卷制方向應(yīng)使截面的：A.長邊平行于彈簧軸線B.短邊平行于彈簧軸線C.長邊垂直于彈簧軸線D.短邊與軸線成45°角答案：A18.檢測彈簧疲勞壽命時，試驗頻率應(yīng)：A.接近實際工作頻率B.遠高于實際工作頻率以加速試驗C.低于實際工作頻率以模擬靜態(tài)載荷D.無具體要求，任意設(shè)定答案：A19.彈簧表面噴丸處理的主要目的是：A.提高表面硬度B.消除表面氧化皮C.引入壓應(yīng)力提高疲勞強度D.改善外觀質(zhì)量答案：C20.設(shè)計耐高溫彈簧時，需重點考慮材料的：A.室溫抗拉強度B.高溫持久強度C.低溫沖擊韌性D.室溫彈性模量答案：B二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.彈簧的旋繞比C越小，卷制越容易，但應(yīng)力集中越嚴重。（×）2.冷卷彈簧的材料需具有良好的塑性，通常選用已預(yù)先熱處理的鋼絲。（√）3.彈簧的自由高度是指無載荷時的總高度，包括支撐圈的壓縮量。（×）4.鈦合金彈簧焊接時需在惰性氣體保護下進行，避免氧化。（√）5.彈簧的剛度與材料的切變模量G成正比，與有效圈數(shù)n成反比。（√）6.磷化處理可提高彈簧的耐腐蝕性，但會降低表面摩擦系數(shù)。（×）7.熱卷彈簧的加熱溫度過高會導(dǎo)致晶粒粗大，降低力學(xué)性能。（√）8.彈簧的節(jié)距不均勻會導(dǎo)致各圈受力不均，加速疲勞破壞。（√）9.不銹鋼彈簧無需進行表面處理，因其本身耐腐蝕性足夠。（×）10.強壓處理是通過超過彈性極限的加載，使彈簧表層產(chǎn)生塑性變形，從而提高承載能力。（√）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述特種彈簧與普通彈簧在材料選擇上的主要區(qū)別。答案：特種彈簧需根據(jù)特殊工況（如高溫、腐蝕、高疲勞強度等）選擇材料：①高溫環(huán)境選用鈷基合金（如Co40NiCrMoW）或沉淀硬化不銹鋼（如17-7PH），普通彈簧多選用60Si2MnA等低合金彈簧鋼；②腐蝕環(huán)境選用316L不銹鋼或哈氏合金，普通彈簧常用碳鋼或低合金鋼；③高疲勞場合需材料表面質(zhì)量高（如琴鋼絲），普通彈簧對表面缺陷容忍度較高；④低溫環(huán)境選用鎳基合金（如Inconel718）防止冷脆，普通彈簧一般不考慮低溫韌性。2.說明冷卷彈簧與熱卷彈簧的工藝差異及適用場景。答案：差異：①冷卷使用已強化的鋼絲（如油淬火回火鋼絲），無需加熱，卷制后僅需去應(yīng)力退火；熱卷使用未強化的粗鋼絲（直徑＞8mm），需加熱至奧氏體化溫度（850-1000℃）卷制，卷后需淬火+中溫回火。②冷卷精度高（±0.1mm），熱卷精度低（±0.5mm）。適用場景：冷卷用于小直徑（d≤8mm）、高精度彈簧（如精密儀器、汽車懸架）；熱卷用于大直徑（d＞8mm）、高承載彈簧（如工程機械、重型機械）。3.列舉彈簧常見的5種缺陷及對應(yīng)的檢測方法。答案：①表面裂紋：磁粉檢測或滲透檢測；②節(jié)距不均勻：用游標卡尺測量相鄰圈間距；③垂直度超差：平板+直角尺檢測端面與軸線夾角；④硬度不足：洛氏硬度計檢測表面硬度；⑤殘余應(yīng)力過大：X射線應(yīng)力儀檢測表層應(yīng)力；⑥內(nèi)徑偏差：塞規(guī)或內(nèi)徑千分尺測量。4.分析彈簧在工作中出現(xiàn)“早期斷裂”的可能原因。答案：①材料缺陷：鋼絲表面有劃痕、折疊或內(nèi)部夾雜物，導(dǎo)致應(yīng)力集中；②熱處理不當：回火不充分（殘余奧氏體過多）或淬火溫度過高（晶粒粗大）；③設(shè)計不合理：旋繞比過?。–＜4）導(dǎo)致應(yīng)力集中，或工作負荷超過許用應(yīng)力；④加工缺陷：卷制時芯軸磨損導(dǎo)致彈簧內(nèi)徑偏差，或端面磨平不徹底（接觸不良）；⑤表面處理問題：電鍍氫脆（如鍍鋅未及時去氫）導(dǎo)致脆性斷裂；⑥工作環(huán)境異常：腐蝕介質(zhì)侵入表面缺陷，引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂。5.簡述彈簧強壓處理的工藝要點及注意事項。答案：工藝要點：①加載至彈簧并圈（變形量超過最大工作變形量20%-30%），保持5-10min后卸載；②處理溫度：室溫強壓（普通彈簧）或高溫強壓（高溫彈簧，需在150-300℃下進行）；③次數(shù)：一般1次，特殊要求可重復(fù)2-3次（間隔24h）。注意事項：①材料需具有足夠塑性（延伸率＞8%），避免脆斷；②強壓后彈簧自由高度會減?。ㄐ桀A(yù)留尺寸）；③腐蝕環(huán)境用彈簧需先強壓再表面處理（防止處理過程應(yīng)力釋放）；④精密彈簧需控制強壓變形量（誤差≤±0.5%），避免影響剛度。四、實操題（共10分）某企業(yè)需制作一批圓柱螺旋壓縮彈簧，設(shè)計參數(shù)如下：鋼絲直徑d=3mm，中徑D=18mm（旋繞比C=6），有效圈數(shù)n=5圈，自由高度H0=50mm，工作負荷F=800N，材料為50CrVA（切變模量G=79.5GPa）。要求：1.計算彈簧的剛度k；2.計算彈簧在工作負荷下的變形量f；3.若實測彈簧自由高度為51mm（允許偏差±0.5mm），判斷是否合格；4.簡述卷制該彈簧時芯軸直徑的選擇依據(jù)及調(diào)整方法。答案：1.剛度k=（G×d?）/(8×D3×n)=（79.5×103MPa×3?mm?）/(8×183mm3×5圈)=（79.5×103×81）/(8×5832×5)=（6439500）/(233280)=27.6N/mm（保留兩位小數(shù)）。2.變形量f=F/k=800N/27.6N/mm≈28.99mm（約29mm）。3.設(shè)計自由高度H0=50mm，允許偏差±0.5mm，實