(2025年)國(guó)家開(kāi)放大學(xué)《機(jī)械制造基礎(chǔ)》章節(jié)測(cè)試題參考答案一、金屬材料與熱處理1.選擇題：下列哪種硬度測(cè)試方法適用于測(cè)量薄工件或表面硬化層的硬度？（）A.布氏硬度（HB）B.洛氏硬度（HRC）C.維氏硬度（HV）D.肖氏硬度（HS）答案：C解析：維氏硬度試驗(yàn)的壓痕小，適用于測(cè)量薄工件、表面硬化層或小件的硬度；布氏硬度壓痕較大，適用于測(cè)量較軟或中等硬度的材料；洛氏硬度HRC適用于較硬材料，但壓頭可能損傷表面；肖氏硬度主要用于測(cè)定金屬材料的彈性模量相關(guān)硬度。2.判斷題：鐵碳合金中，隨著含碳量增加，其強(qiáng)度和硬度一直升高，塑性和韌性一直下降。（）答案：×解析：當(dāng)含碳量小于0.9%時(shí)，隨著含碳量增加，鋼的強(qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性下降；當(dāng)含碳量超過(guò)0.9%后，由于二次滲碳體沿晶界析出形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度開(kāi)始下降，但硬度繼續(xù)升高，塑性和韌性進(jìn)一步降低。3.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述淬火+回火的工藝目的及常見(jiàn)類(lèi)型。答案：淬火的目的是獲得馬氏體或貝氏體組織，提高材料的硬度和強(qiáng)度；回火是為了消除淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，調(diào)整性能（如硬度、韌性），防止變形或開(kāi)裂。常見(jiàn)回火類(lèi)型包括：（1）低溫回火（150-250℃）：獲得回火馬氏體，保持高硬度和耐磨性（如刀具、量具）；（2）中溫回火（350-500℃）：獲得回火屈氏體，具有較高彈性和屈服強(qiáng)度（如彈簧）；（3）高溫回火（500-650℃）：獲得回火索氏體，綜合力學(xué)性能好（如軸類(lèi)零件）。二、鑄造工藝4.選擇題：鑄造時(shí)，液態(tài)金屬的充型能力主要取決于（）。A.澆注溫度B.鑄件結(jié)構(gòu)C.合金流動(dòng)性D.鑄型性質(zhì)答案：C解析：充型能力是液態(tài)金屬充滿(mǎn)鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，其本質(zhì)是合金的流動(dòng)性。澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型性質(zhì)是影響充型能力的外部因素，而合金本身的流動(dòng)性是內(nèi)在決定因素。5.判斷題：鑄造縮孔通常產(chǎn)生在鑄件的厚大部位或最后凝固的區(qū)域，而縮松則分布在鑄件中心或熱節(jié)處的細(xì)小孔隙中。（）答案：√解析：縮孔是集中在鑄件上部或最后凝固部位的大而集中的孔洞，形成原因是液態(tài)收縮和凝固收縮未被及時(shí)補(bǔ)縮；縮松是分散在鑄件厚壁中心或軸線(xiàn)區(qū)域的細(xì)小縮孔，多因合金結(jié)晶溫度范圍寬，凝固時(shí)液態(tài)金屬補(bǔ)縮困難所致。6.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述砂型鑄造中分型面選擇的基本原則。答案：分型面是鑄型組元間的結(jié)合面，其選擇原則包括：（1）應(yīng)盡量使鑄件的全部或大部分位于同一砂箱，避免錯(cuò)箱、飛邊，保證尺寸精度；（2）盡量選擇平面分型，簡(jiǎn)化模具制造和造型工藝；（3）盡量將鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面放在同一砂箱，減少尺寸誤差；（4）分型面應(yīng)位于鑄件的最大截面處，便于起模；（5）避免在鑄件的重要工作面或受力面設(shè)置分型面，防止缺陷。三、鍛壓工藝7.選擇題：鍛造時(shí)，金屬的可鍛性主要取決于（）。A.鍛造溫度B.變形速度C.金屬的化學(xué)成分和組織D.鍛壓設(shè)備類(lèi)型答案：C解析：可鍛性是金屬接受壓力加工的能力，由金屬的本質(zhì)（化學(xué)成分、組織）和加工條件（溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)）共同決定。其中，化學(xué)成分和組織是內(nèi)在因素（如純金屬可鍛性?xún)?yōu)于合金，單相組織優(yōu)于多相組織），加工條件是外在因素。8.判斷題：自由鍛的基本工序包括鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)等，其中鐓粗是使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。（）答案：√解析：自由鍛工序分為基本工序（主要變形工序）、輔助工序（預(yù)先變形）和精整工序（最后變形）。鐓粗通過(guò)單向壓縮使坯料高度減小、截面增大，常用于制造圓盤(pán)類(lèi)、齒輪坯等；拔長(zhǎng)則是使坯料長(zhǎng)度增加、截面減小，用于軸類(lèi)零件。9.簡(jiǎn)答題：比較模鍛與自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。答案：模鍛是在專(zhuān)用鍛模內(nèi)進(jìn)行的鍛造，自由鍛是在鍛錘或壓力機(jī)上用通用工具鍛造。（1）特點(diǎn)：模鍛尺寸精度高、表面粗糙度低、加工余量小，可鍛造形狀復(fù)雜的零件；但模具成本高，適用于批量生產(chǎn)。自由鍛靈活性大，不需要復(fù)雜模具，但尺寸精度低、加工余量大，適用于單件小批或大型鍛件（如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子）。（2）應(yīng)用：模鍛多用于汽車(chē)、飛機(jī)等行業(yè)的中小型零件（如齒輪、連桿）；自由鍛用于重型機(jī)械、船舶等行業(yè)的大型或特大型零件（如軋輥、曲軸）。四、焊接工藝10.選擇題：下列焊接方法中，屬于壓焊的是（）。A.電弧焊B.電阻焊C.氣焊D.氬弧焊答案：B解析：焊接方法分為熔焊（如電弧焊、氣焊、氬弧焊）、壓焊（如電阻焊、摩擦焊）和釬焊（如軟釬焊、硬釬焊）。電阻焊通過(guò)電流加熱焊件并加壓完成焊接，屬于壓焊；電弧焊利用電弧熱熔化母材和填充金屬，屬于熔焊。11.判斷題：酸性焊條與堿性焊條的主要區(qū)別在于藥皮成分，酸性焊條焊縫韌性好，適用于重要結(jié)構(gòu)；堿性焊條工藝性好，適用于一般結(jié)構(gòu)。（）答案：×解析：酸性焊條藥皮含酸性氧化物（如TiO?、SiO?），工藝性好（易引弧、飛濺?。?，但焊縫含氫量高、韌性較低，適用于一般結(jié)構(gòu)；堿性焊條藥皮含堿性氧化物（如CaO），焊縫含氫量低、韌性和抗裂性好，適用于重要結(jié)構(gòu)（如鍋爐、壓力容器），但工藝性較差（需直流電源、易飛濺）。12.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因及防止變形的措施。答案：焊接應(yīng)力與變形的根本原因是焊接時(shí)局部加熱導(dǎo)致焊件不均勻膨脹與收縮，冷卻后產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形。防止變形的措施包括：（1）設(shè)計(jì)方面：減少焊縫數(shù)量和尺寸，避免焊縫集中；（2）工藝方面：采用合理的焊接順序（如對(duì)稱(chēng)焊、分段退焊），反變形法（焊前預(yù)設(shè)與變形相反的變形），剛性固定法（焊前固定焊件限制變形）；（3）熱處理：焊后進(jìn)行退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力；（4）選擇能量集中的焊接方法（如激光焊），減少熱輸入。五、機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)13.計(jì)算題：已知某外圓車(chē)削加工中，工件直徑D=60mm，主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=3mm，計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf。（π取3.14）答案：切削速度vc=πDn/1000=3.14×60×600/1000=113.04m/min每分鐘進(jìn)給量vf=f×n=0.2×600=120mm/min14.選擇題：下列刀具材料中，硬度最高的是（）。A.高速鋼B.硬質(zhì)合金C.陶瓷D.立方氮化硼（CBN）答案：D解析：刀具材料硬度由高到低通常為：立方氮化硼（CBN）＞金剛石＞陶瓷＞硬質(zhì)合金＞高速鋼。CBN硬度僅次于金剛石，適用于加工高硬度材料（如淬火鋼、冷硬鑄鐵）。15.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)的選擇原則。答案：（1）粗基準(zhǔn)（首次加工使用的基準(zhǔn)）選擇原則：①選不加工表面作為粗基準(zhǔn)，保證加工表面與不加工表面的位置精度；②若所有表面均需加工，選加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)；③粗基準(zhǔn)應(yīng)平整、光潔，避免定位誤差；④粗基準(zhǔn)一般只使用一次，避免重復(fù)定位誤差。（2）精基準(zhǔn)（后續(xù)加工使用的基準(zhǔn)）選擇原則：①基準(zhǔn)重合原則：盡量選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，減少基準(zhǔn)不重合誤差；②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：同一零件的多道工序使用同一組基準(zhǔn)，保證各表面位置精度；③自為基準(zhǔn)原則：某些精加工工序（如磨削）以加工表面自身作為基準(zhǔn)，保證加工余量均勻；④互為基準(zhǔn)原則：對(duì)相互位置精度要求高的表面（如軸與孔），交替作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。16.分析題：某軸類(lèi)零件加工工藝路線(xiàn)為：下料→鍛造→正火→粗車(chē)→調(diào)質(zhì)→精車(chē)→表面淬火→回火→磨削。試說(shuō)明各熱處理工序的作用。答案：（1）正火：消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，均勻組織，改善切削加工性；（2）調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）：獲得回火索氏體，使零件具有良好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)度、韌性匹配）；（3）表面淬火：提高軸表面硬度和耐磨性，心部保持良好韌性；（4）回火（低溫回火）：消除表面淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，防止開(kāi)裂，保持高硬度。17.判斷題：機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件，其核心內(nèi)容是工序順序和加工參數(shù)。（）答案：√解析：工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件，包括零件加工工藝路線(xiàn)、各工序的具體內(nèi)容（如設(shè)備、刀具、切削用量）、檢驗(yàn)方法等，其中工序順序（工藝路線(xiàn)）和加工參數(shù)（如背吃刀量、進(jìn)給量）是核心，直接影響加工質(zhì)量和效率。18.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述加工精度與加工誤差的關(guān)系，并列舉影響加工精度的主要因素。答案：加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度；加工誤差是