2026機械制造題庫工藝設(shè)計與制造實踐題一、簡答題（每題10分，共4題）1.簡述機械加工工藝規(guī)程制定的基本原則和主要內(nèi)容。要求結(jié)合長三角地區(qū)汽車零部件制造業(yè)的特點，分析工藝規(guī)程對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響。2.解釋切削用量（切削速度、進給量、切削深度）對零件表面質(zhì)量的影響機制。結(jié)合某重型機械企業(yè)（如徐工集團）的生產(chǎn)實際，說明如何合理選擇切削用量參數(shù)。3.簡述焊接變形的類型及其對焊接結(jié)構(gòu)性能的影響。針對珠三角地區(qū)船舶制造業(yè)常見的焊接結(jié)構(gòu)（如油輪分段），說明預(yù)防焊接變形的主要措施。4.比較數(shù)控（CNC）加工與普通機床加工在工藝設(shè)計方面的主要差異。結(jié)合武漢地區(qū)精密機械加工企業(yè)的案例，分析數(shù)控加工對工藝路線優(yōu)化的作用。二、計算題（每題15分，共2題）1.某軸類零件材料為45鋼，需要加工外圓表面至?50mm，表面粗糙度要求Ra1.6μm。若采用硬質(zhì)合金外圓車刀，工件轉(zhuǎn)速n=600r/min，求：（1）切削速度vc；（2）若進給量f=0.08mm/r，計算切削深度ap；（3）若機床主軸最大扭矩Tmax=150N·m，校核該切削條件是否安全（假設(shè)切削力系數(shù)k=0.25）。要求列出計算公式并說明每一步的工程意義。2.某箱體零件需要加工一個?30mm的孔，材料為HT250，要求孔壁硬度≥180HB。若采用鏜削加工，機床功率P=15kW，切削速度vc=80m/min，進給量f=0.06mm/r，求：（1）切削功率Pc；（2）若刀具磨損后導(dǎo)致切削深度增加20%，試分析對孔壁硬度的影響（給出理論依據(jù)）；（3）若企業(yè)要求單件工時≤5分鐘，校核該工藝方案是否滿足要求。三、綜合應(yīng)用題（每題20分，共2題）1.某風(fēng)電齒輪箱行星齒輪需加工內(nèi)齒面，材料為20CrMnTi，熱處理后硬度為50-60HRC。（1）設(shè)計該齒輪齒面加工的工藝路線，包括熱處理工序的安排理由；（2）若采用齒輪磨削加工，說明砂輪選擇和修整參數(shù)的確定依據(jù)；（3）結(jié)合某金風(fēng)集團的生產(chǎn)經(jīng)驗，分析如何減少磨削燒傷現(xiàn)象。2.某工程機械結(jié)構(gòu)件（產(chǎn)地：東北）需進行混合焊接（TIG+MIG），構(gòu)件厚度12mm，焊縫位置為K型坡口。（1）設(shè)計焊接工藝參數(shù)表（包括電流類型、焊接速度、預(yù)熱溫度等）；（2）說明多層多道焊時如何控制層間溫度（結(jié)合哈爾濱某重機廠的實踐）；（3）若焊后發(fā)現(xiàn)存在未焊透缺陷，分析產(chǎn)生原因并提出返修措施。四、設(shè)計題（每題25分，共2題）1.設(shè)計一套“軸類零件”的機械加工工藝規(guī)程，要求：（1）零件圖紙（標(biāo)注尺寸公差、表面粗糙度等要求）；（2）工藝路線表（包含工序內(nèi)容、設(shè)備、刀具、切削參數(shù)）；（3）關(guān)鍵工序（如熱處理）的工藝卡片；背景：該軸為某動車組傳動軸（如中車集團產(chǎn)品），材料40Cr，調(diào)質(zhì)處理，外圓?40±0.03mm，Ra0.8μm。2.設(shè)計“箱體類零件”的焊接變形控制方案，要求：（1）繪制焊接順序圖（針對某航空發(fā)動機箱體，焊縫分布復(fù)雜）；（2）說明各工序的變形控制措施（如反變形、剛性固定等）；（3）給出焊后矯正方法（結(jié)合西安航空工業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)案例）；背景：零件材質(zhì)2.25Cr-1Mo，厚度20-30mm，焊后要求直線度≤L/1000。答案與解析一、簡答題答案與解析1.答案：-基本原則：高效率、高質(zhì)量、低成本、高可靠性、工藝經(jīng)濟性、便于工人操作。-主要內(nèi)容：（1）零件圖分析（尺寸精度、形位公差、材料特性）；（2）確定加工基準(zhǔn)（粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)）；（3）工藝路線安排（工序集中/分散、加工順序）；（4）工序內(nèi)容設(shè)計（車、銑、磨、熱處理等）；（5）切削參數(shù)選擇；（6）專用工裝設(shè)計。-長三角特點：汽車零部件制造業(yè)要求工藝柔性高（如大眾、蔚來等車企配套企業(yè)），需考慮多品種混流生產(chǎn)，如采用模塊化工藝設(shè)計。2.答案：-影響機制：（1）vc→切削溫度，過高易燒傷；vc過低→表面粗糙度差；（2）f→切屑厚度，f過大→振動加劇；f過小→切削力大；（3）ap→已加工表面殘余應(yīng)力，ap過大→變形大。-徐工案例：重型機械軸類零件加工時，采用“高速低進給”策略（如vc=120m/min，f=0.04mm/r），以避免大切削力導(dǎo)致的機床顫振。3.答案：-變形類型：線性變形（收縮）、翹曲變形、扭曲變形。-影響：降低結(jié)構(gòu)剛度、尺寸精度，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。-船舶制造業(yè)措施：（1）反變形法（如船體分段焊接前預(yù)留負角度）；（2）剛性固定（焊前夾緊）；（3）分段裝配焊接（減少整體變形累積）。4.答案：-主要差異：（1）CNC可自動補償?shù)毒甙霃?，普通機床需手動修正；（2）CNC可實現(xiàn)多軸聯(lián)動加工，普通機床限于三軸；（3）CNC工藝路線可優(yōu)化（如減少空行程）。-武漢案例：某精密軸類零件加工企業(yè)通過CNC工藝優(yōu)化，將工序數(shù)量減少40%，生產(chǎn)周期縮短至傳統(tǒng)加工的1/3。二、計算題答案與解析1.答案：（1）vc=π×d×n/1000=π×50×600/1000=94.25m/min；（2）ap=f×z，假設(shè)每轉(zhuǎn)進給（z=1）→ap=0.08mm；（3）切削力Fc=k×ap×f=0.25×0.08×94.25≈1.89kN，扭矩T=Fc×r=1.89×0.025=0.047N·m<150N·m，安全。2.答案：（1）Pc=vc×f×ap×η，η=0.75（效率）→Pc=80×0.06×0.03×0.75≈0.864kW；（2）ap增加20%→切削溫度升高，導(dǎo)致硬度下降（奧氏體化傾向增強）；（3）單件工時t=(vc×f×ap)/n=(80×0.06×0.03)/200=0.072min<5min，滿足要求。三、綜合應(yīng)用題答案與解析1.答案：（1）工藝路線：粗車→正火→粗磨→淬火回火→半精車→精磨→齒面磨削→檢驗；（2）砂輪選擇：綠色碳化硅，粒度60-80；修整參數(shù)：油石壓力0.2N/mm2，行程3mm；（3）減少燒傷：采用“脈沖磨削”，降低磨削區(qū)溫度。2.答案：（1）工藝參數(shù)表：|工序|電流類型|焊接速度(m/min)|預(yù)熱溫度(℃)||--||-|||TIG打底|DCEN|80|150||MIG填充|AC|120|180|（2）層間溫度控制：≤250℃（如某重機廠采用紅外測溫儀實時監(jiān)控）；（3）未焊透原因：坡口角度不當(dāng)；返修措施：清根后重焊。四、設(shè)計題答案與解析1.答案：（1）零件圖（略）；（2）工藝路線表：|工序|設(shè)備|刀具|vc(m/min)|f(mm/r)|ap(mm)||--|||-|--|--||粗車|數(shù)控車床|外圓車刀|90|0.1|2||熱處理|調(diào)質(zhì)爐|-|-|-|-||精車|數(shù)控車床|外圓車刀|120|0.05|0.5||磨削|外圓磨床|磨削輪|150|-|