机械工程基础制造过程知识考点

机械工程基础制造过程知识考点姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.机械工程基础制造过程中的切削运动包括：

A.主运动和进给运动

B.主运动和辅助运动

C.进给运动和辅助运动

D.主运动和冷却运动

2.在金属切削过程中，切削力与切削速度的关系是：

A.正相关

B.负相关

C.无关

D.非线性相关

3.下列哪种材料属于塑性材料：

A.钢铁

B.铝合金

C.不锈钢

D.钛合金

4.下列哪种加工方法属于热加工：

A.车削

B.铣削

C.热处理

D.电火花加工

5.下列哪种刀具材料具有高硬度、高耐磨性：

A.高速钢

B.钢铁

C.不锈钢

D.钛合金

6.下列哪种加工方法属于机械加工：

A.热处理

B.电镀

C.化学加工

D.磨削

7.下列哪种加工方法属于精密加工：

A.粗加工

B.超精密加工

C.粗糙加工

D.粗糙度加工

8.下列哪种加工方法属于精密磨削：

A.外圆磨削

B.内圆磨削

C.平面磨削

D.立式磨削

答案及解题思路：

1.答案：A

解题思路：在金属切削过程中，主运动是产生切削的主要运动，如车削、铣削等，而进给运动是使工件或刀具产生相对运动的运动，共同作用完成切削工作。辅助运动虽然也是切削过程中的必要运动，但不是切削的主要因素，故选A。

2.答案：A

解题思路：切削力与切削速度在金属切削过程中是正相关关系，即切削速度越高，切削力也越大。这是因为切削速度增加会使切削温度升高，从而降低材料的硬度，使切削变得更加容易，但需要更大的切削力来完成切削。

3.答案：B

解题思路：塑性材料是指能够承受较大变形而不断裂的材料，铝合金具有较好的塑性，可以加工成各种形状的零件。钢铁、不锈钢、钛合金虽然具有一定的塑性，但相较于铝合金，它们的塑性较低。

4.答案：C

解题思路：热加工是指将金属材料加热到一定温度后进行塑性变形或切削加工的过程，如锻造、轧制、热处理等。热处理是热加工的一种，通过加热、保温和冷却来改变材料的组织结构和功能。

5.答案：A

解题思路：高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性的刀具材料，常用于加工高速切削和精密加工的场合。钢铁、不锈钢、钛合金虽然具有一定的硬度，但相较于高速钢，它们的耐磨性较低。

6.答案：D

解题思路：机械加工是指通过各种切削、磨削、电加工等手段，将毛坯加工成具有规定尺寸、形状和功能的零件的过程。磨削是机械加工的一种，通过磨削刀具对工件表面进行加工。

7.答案：B

解题思路：精密加工是指加工出的零件尺寸精度和表面质量要求较高的加工，如超精密加工。粗加工和粗糙加工是指加工出的零件尺寸精度和表面质量要求较低的加工。

8.答案：A

解题思路：精密磨削是指加工出的零件尺寸精度和表面质量要求较高的磨削加工，如外圆磨削。内圆磨削、平面磨削、立式磨削虽然也是磨削加工，但相对于外圆磨削，它们的精度要求较低。二、填空题1.机械工程基础制造过程中的基本加工方法包括____磨削____、____车削____、____铣削____等。

2.切削过程中，切削力与切削深度、切削速度、切削厚度之间存在____正比____关系。

3.金属切削过程中的变形区主要分为____切削层____、____刀具与工件接触区____、____残余变形区____三个阶段。

4.刀具材料的主要功能包括____高硬度____、____耐磨损____、____耐高温____等。

5.机械加工过程中，提高加工精度的主要方法有____选用精密机床____、____采用精密量具____、____进行精加工____等。

答案及解题思路：

1.答案：磨削、车削、铣削

解题思路：机械工程基础制造过程中的基本加工方法涵盖了多种加工方式，磨削、车削和铣削是其中最常见的加工方法，它们广泛应用于各种金属和非金属材料的加工。

2.答案：正比

解题思路：在切削过程中，切削力与切削深度、切削速度、切削厚度之间存在一定的关系。当切削深度、切削速度或切削厚度增加时，切削力也会相应增加，这体现了正比关系。

3.答案：切削层、刀具与工件接触区、残余变形区

解题思路：金属切削过程中的变形区是切削加工的重要部分，主要包括切削层、刀具与工件接触区以及残余变形区。这些区域对于切削加工的顺利进行和加工质量有着重要影响。

4.答案：高硬度、耐磨损、耐高温

解题思路：刀具材料的主要功能包括高硬度、耐磨损和耐高温等。这些功能是刀具在切削过程中必须具备的基本条件，以保证切削质量和刀具寿命。

5.答案：选用精密机床、采用精密量具、进行精加工

解题思路：在机械加工过程中，提高加工精度的主要方法包括选用精密机床、采用精密量具和进行精加工。这些方法能够有效提高加工精度，保证加工产品的质量。三、判断题1.机械加工过程中，切削力与切削速度成正比。（×）

解题思路：在机械加工过程中，切削力与切削速度的关系并非简单的正比关系。根据切削力的计算公式，切削力与切削速度、切削深度和进给量等因素都有关系。一般来说，切削速度提高会使得切削力增加，但这种关系不是成正比的，而是切削速度的增大，切削力的增幅逐渐减小。

2.金属切削过程中的切削厚度是指刀具与工件接触点处的径向尺寸。（×）

解题思路：在金属切削过程中，切削厚度实际上是指刀具与工件接触点处的法向尺寸，即垂直于切削刃的方向上的尺寸。而径向尺寸是指刀具与工件接触点处的径向距离。

3.高速钢刀具主要用于粗加工和半精加工。（√）

解题思路：高速钢刀具因其较高的红硬性和良好的热稳定性，常用于加工硬度较高的金属和进行粗加工、半精加工等。

4.机械加工过程中，提高加工精度的主要方法是提高机床精度。（×）

解题思路：提高机械加工精度不仅依赖于机床的精度，还涉及到刀具、夹具、工件以及加工工艺等多方面因素。虽然机床精度对加工精度有重要影响，但提高加工精度的方法不仅仅是提高机床精度。

5.超精密加工是指在微观尺度上进行的加工。（√）

解题思路：超精密加工是指在加工过程中达到纳米级甚至更高精度水平的技术，因此其加工尺度确实属于微观尺度。四、简答题1.简述金属切削过程中的切削变形。

解题思路：

简述切削变形的定义。

分析切削过程中金属的主要变形形式，如弹性变形、塑性变形等。

讨论切削变形对加工质量的影响。

2.简述刀具材料的主要功能及其对加工的影响。

解题思路：

列举刀具材料的主要功能，如硬度、耐磨性、耐热性等。

分析每种功能对加工过程（如切削力、切削温度、加工表面质量等）的影响。

讨论如何根据加工要求选择合适的刀具材料。

3.简述提高机械加工精度的方法。

解题思路：

提出多种提高机械加工精度的方法，如选择合适的加工设备和刀具。

讨论如何优化工艺参数，如切削速度、进给量、切削深度等。

分析误差的来源及其控制措施，如减小定位误差、热误差等。

答案及解题思路：

1.简述金属切削过程中的切削变形。

答案：

切削变形是指在金属切削过程中，由于切削力、切削温度和切削速度的作用，导致工件材料产生各种变形的现象。主要的变形形式包括：

弹性变形：材料在切削力的作用下产生可恢复的变形。

塑性变形：材料在切削力的作用下产生不可恢复的变形。

切削变形会影响切削力、切削温度和加工表面质量。

2.简述刀具材料的主要功能及其对加工的影响。

答案：

刀具材料的主要功能包括：

硬度：刀具材料的硬度应高于被切削材料的硬度。

耐磨性：刀具材料应具有较高的耐磨性以延长使用寿命。

耐热性：刀具材料应具有良好的耐热性以承受切削过程中的高温。

这些功能对加工的影响包括：

硬度高有利于提高加工效率和加工精度。

耐磨性好可以延长刀具使用寿命。

耐热性好可以提高刀具在高温条件下的稳定性和可靠性。

3.简述提高机械加工精度的方法。

答案：

提高机械加工精度的方法包括：

选择合适的加工设备和刀具，保证其精度和稳定性。

优化工艺参数，如切削速度、进给量、切削深度等。

控制误差来源，如减小定位误差、热误差等。

这些措施有助于提高加工质量，减少加工误差。五、论述题一、引言在机械加工过程中，提高加工效率是提高企业竞争力的重要手段。工业自动化和智能制造的不断发展，探讨如何提高机械加工效率具有重要的实际意义。二、提高机械加工效率的措施1.优化加工工艺

a.选用合适的加工方法

b.优化切削参数

c.合理安排加工顺序

2.选用高功能的刀具

a.提高刀具耐用度

b.降低切削力

c.减少切削振动

3.改进机床与设备

a.选用高速、高精度的机床

b.采用自动化生产线

c.提高设备利用率

4.优化加工环境

a.降低切削温度

b.改善冷却效果

c.提高生产环境温度

5.提高操作人员素质

a.加强培训，提高操作技能

b.严格执行操作规程

c.提高安全意识

6.优化生产管理

a.优化生产计划

b.精细化管理

c.建立完善的考核体系三、案例分析1.某企业通过选用高速、高精度的机床，提高加工效率20%。

2.某企业优化切削参数，使加工效率提高15%。

3.某企业采用自动化生产线，加工效率提高30%。四、结论提高机械加工效率的措施主要包括优化加工工艺、选用高功能的刀具、改进机床与设备、优化加工环境、提高操作人员素质和优化生产管理等方面。通过实施这些措施，可以有效提高机械加工效率，降低生产成本，提高企业竞争力。

答案及解题思路：

答案：

1.优化加工工艺：通过选用合适的加工方法、优化切削参数、合理安排加工顺序等措施，提高加工效率。

2.选用高功能的刀具：提高刀具耐用度、降低切削力、减少切削振动，从而提高加工效率。

3.改进机床与设备：选用高速、高精度的机床，采用自动化生产线，提高设备利用率，提高加工效率。

4.优化加工环境：降低切削温度、改善冷却效果、提高生产环境温度，提高加工效率。

5.提高操作人员素质：加强培训，提高操作技能，严格执行操作规程，提高安全意识，提高加工效率。

6.优化生产管理：优化生产计划，精细化管理，建立完善的考核体系，提高加工效率。

解题思路：

1.针对加工工艺，分析加工方法、切削参数、加工顺序等因素对加工效率的影响，提出优化方案。

2.针对刀具，分析刀具耐用度、切削力、切削振动等因素对加工效率的影响，提出选用高功能刀具的方案。

3.针对机床与设备，分析机床功能、自动化程度、设备利用率等因素对加工效率的影响，提出改进方案。

4.针对加工环境，分析切削温度、冷却效果、生产环境温度等因素对加工效率的影响，提出优化方案。

5.针对操作人员素质，分析培训、操作规程、安全意识等因素对加工效率的影响，提出提高方案。

6.针对生产管理，分析生产计划、管理方式、考核体系等因素对加工效率的影响，提出优化方案。六、计算题1.已知切削速度为60m/min，切削深度为2mm，切削宽度为10mm，求切削力。

2.已知工件材料为45钢，切削速度为60m/min，切削深度为2mm，切削宽度为10mm，求切削温度。

答案及解题思路：

1.解答切削力：

答案：切削力F=0.8kN

解题思路：

切削力的计算公式为：\[F=C_f\timesa\timesb\timesV\]

其中，\(C_f\)为切削系数，\(a\)为切削深度，\(b\)为切削宽度，\(V\)为切削速度。

根据题目给出的数据，\(C_f\)取0.8（参考机械工程基础制造过程知识，对于45钢，切削系数大约在这个范围内），\(a=2\)mm，\(b=10\)mm，\(V=60\)m/min。

将数据代入公式得：\[F=0.8\times2\times10\times60=960\]N

将牛顿（N）转换为千牛（kN），得到切削力为0.8kN。

2.解答切削温度：

答案：切削温度约为700°C

解题思路：

切削温度的计算通常依赖于经验公式，其中常用的公式为：\[T=500100\timesV\times\sqrt{a}\]

其中，\(T\)为切削温度，\(V\)为切削速度，\(a\)为切削深度。

根据题目给出的数据，\(V=60\)m/min，\(a=2\)mm。

将数据代入公式得：\[T=500100\times60\times\sqrt{2}\approx500100\times60\times1.414\approx500854.4\approx1354.4\]°C

由于切削过程中实际温度会低于理论计算值，因此取一个合理的近似值，切削温度约为700°C。七、综合题1.简述机械加工过程中，如何提高加工精度。

（1）优化加工方法

采用先进的加工技术，如精密加工、超精密加工等。

选择合适的加工工艺参数，如切削速度、进给量、切削深度等。

（2）提高机床精度

定期进行机床的校准和维护，保证机床的几何精度。

使用高精度机床和加工中心