2025机械制造基础试题及答案

2025机械制造基础试题及答案一、选择题1.切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称为（）。A.切削力B.切削抗力C.切削功率D.切削扭矩答案：A解析：切削力是指切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。切削抗力表述不准确；切削功率是切削力和切削速度的乘积；切削扭矩主要与旋转运动的切削相关。所以答案选A。2.下列刀具材料中，硬度最高的是（）。A.高速钢B.硬质合金C.陶瓷D.金刚石答案：D解析：在常见的刀具材料中，金刚石的硬度是最高的。高速钢硬度相对较低，常用于一些普通的切削加工；硬质合金硬度较高，应用广泛；陶瓷材料硬度也较高，但不如金刚石。所以答案是D。3.粗基准是指（）。A.未经加工的毛坯表面作定位基准B.已加工表面作定位基准C.粗加工的的定位基准D.精加工的定位基准答案：A解析：粗基准是指在最初的加工工序中，用未经加工的毛坯表面作定位基准。已加工表面作定位基准是精基准；粗加工和精加工的定位基准分别可以是粗基准和精基准，但这不是粗基准的定义。所以答案选A。4.车削外圆时，能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是（）。A.刃倾角大于0°B.刃倾角小于0°C.前角大于0°D.前角小于0°答案：B解析：刃倾角小于0°时，切屑流向工件的待加工表面；刃倾角大于0°时，切屑流向工件的已加工表面；前角主要影响切削力和切屑的变形等，与切屑流向关系不大。所以答案是B。5.磨削加工时，砂轮的粒度号越大，说明磨粒越（）。A.大B.小C.硬D.软答案：B解析：砂轮的粒度号越大，表示磨粒越细、越小。粒度号与磨粒的大小成反比关系，与磨粒的硬度和软度无关。所以答案选B。6.下列加工方法中，属于展成法加工齿轮的是（）。A.铣齿B.磨齿C.滚齿D.剃齿答案：C解析：滚齿是利用齿轮滚刀与被加工齿轮的啮合运动来加工齿轮的，属于展成法加工。铣齿是成形法加工；磨齿和剃齿虽然也是齿轮加工方法，但磨齿主要是精加工，剃齿是一种光整加工，它们与展成法的原理不同。所以答案是C。7.在机械加工工艺过程中，安排热处理工序时，一般来说，正火、退火是（）。A.预备热处理B.最终热处理C.中间热处理D.化学热处理答案：A解析：正火、退火通常是在机械加工前进行，用于改善材料的切削性能、消除内应力等，属于预备热处理。最终热处理一般是淬火、回火等；中间热处理是在加工过程中进行的；化学热处理是改变材料表面化学成分的热处理方法。所以答案选A。8.加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与（）的符合程度。A.理想几何参数B.设计几何参数C.工艺几何参数D.测量几何参数答案：A解析：加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。设计几何参数是设计要求的，但理想几何参数更能准确表达加工精度的概念；工艺几何参数主要与加工工艺相关；测量几何参数是测量得到的实际值。所以答案是A。9.下列机床中，主要用于加工内孔的机床是（）。A.车床B.铣床C.钻床D.磨床答案：C解析：钻床主要用于在工件上钻孔，也就是加工内孔。车床可以加工外圆、内孔等，但不是主要用于加工内孔；铣床主要用于加工平面、沟槽等；磨床可以磨削外圆、内孔等，但也不是专门用于加工内孔的。所以答案选C。10.刀具的刃磨次数越多，刀具的寿命（）。A.越长B.越短C.不变D.不确定答案：B解析：刀具每刃磨一次，其切削部分的尺寸会减小，随着刃磨次数的增加，刀具最终会因为尺寸过小而不能再使用，所以刀具的寿命会越短。所以答案是B。二、填空题1.金属切削过程中，切削层金属的变形可分为三个变形区，分别是______、______和______。答案：第一变形区、第二变形区、第三变形区2.机床的传动链分为______和______两类。答案：外联系传动链、内联系传动链3.工艺系统的几何误差包括______、______和______。答案：机床的几何误差、刀具的几何误差、夹具的几何误差4.影响切削力的主要因素有______、______、______和______等。答案：工件材料、切削用量、刀具几何参数、切削液5.常用的刀具材料有______、______、______和______等。答案：高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石6.机械加工表面质量包括______和______两个方面。答案：表面几何形状误差、表面层物理力学性能的变化7.定位基准可分为______和______两大类。答案：粗基准、精基准8.齿轮的加工方法按其加工原理可分为______和______两种。答案：成形法、展成法9.磨削加工的实质是磨粒对工件进行______、______和______三种作用的综合过程。答案：刻划、滑擦、切削10.工艺过程是指在生产过程中，直接改变生产对象的______、______、______和______等，使其成为成品或半成品的过程。答案：形状、尺寸、相对位置、性能三、判断题1.切削速度越高，刀具寿命越长。（）答案：×解析：一般情况下，切削速度越高，刀具的磨损越快，刀具寿命越短。因为切削速度提高会使切削温度升高，加剧刀具的磨损。所以该说法错误。2.粗基准在同一尺寸方向上可以重复使用。（）答案：×解析：粗基准由于其表面粗糙度和精度较低，在同一尺寸方向上一般不能重复使用，否则会产生较大的定位误差。所以该说法错误。3.砂轮的硬度是指磨粒的硬度。（）答案：×解析：砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度，而不是磨粒的硬度。磨粒的硬度是磨粒本身的特性。所以该说法错误。4.加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。（）答案：√解析：加工精度就是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度，包括尺寸精度、形状精度和位置精度。所以该说法正确。5.车削外圆时，切削速度是指工件待加工表面的线速度。（）答案：√解析：切削速度是指在切削加工中，刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度。车削外圆时，就是工件待加工表面的线速度。所以该说法正确。6.热处理工序在工艺过程中的安排主要取决于工件的材料和热处理的目的。（）答案：√解析：不同的材料和热处理目的，决定了热处理工序在工艺过程中的位置。例如，预备热处理一般在加工前进行，最终热处理在加工后期进行。所以该说法正确。7.铣削平面时，端铣的加工质量比周铣好。（）答案：√解析：端铣时，铣刀的刀刃磨损比较均匀，能获得较好的表面质量和较高的加工精度；周铣时，刀刃的磨损不均匀，加工质量相对较差。所以该说法正确。8.刀具的前角越大，切削越省力，所以前角越大越好。（）答案：×解析：刀具前角增大，切削力减小，切削越省力，但前角过大，会使刀具的强度降低，容易损坏刀具。所以前角并不是越大越好，要根据具体情况合理选择。所以该说法错误。9.钻削加工时，钻头的直径越大，进给量应越小。（）答案：√解析：钻头直径越大，切削力越大，为了保证加工质量和钻头的使用寿命，进给量应相应减小。所以该说法正确。10.磨削加工时，砂轮的粒度号越大，磨削表面粗糙度值越小。（）答案：√解析：砂轮粒度号越大，磨粒越小，磨削时留下的痕迹越细，磨削表面粗糙度值越小。所以该说法正确。四、简答题1.简述切削力的来源。(1).切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、塑性变形所产生的抗力。(2).刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。2.简述选择粗基准和精基准的原则。粗基准选择原则：(1).保证相互位置要求原则：若必须保证工件上加工表面与不加工表面的相互位置要求，则应选择不加工表面作为粗基准。(2).保证加工表面加工余量合理分配原则：应选择重要加工表面作为粗基准，以保证该表面的加工余量均匀。(3).便于工件装夹原则：选择的粗基准应平整光洁，无飞边、浇口、冒口等缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。(4).粗基准一般不得重复使用原则：在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。精基准选择原则：(1).基准重合原则：应尽可能选择设计基准作为定位基准，以避免基准不重合误差。(2).基准统一原则：在工件的加工过程中，尽可能采用同一组基准定位加工工件上的多个表面，以保证各加工表面之间的相互位置精度。(3).自为基准原则：对于某些精度要求很高的表面，在加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而均匀，这时可以以加工表面自身作为定位基准。(4).互为基准原则：当两个表面相互位置精度要求很高时，可以采用互为基准、反复加工的方法。(5).便于装夹原则：所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便。3.简述影响加工精度的因素。(1).工艺系统的几何误差：包括机床的几何误差（如主轴回转误差、导轨误差、传动链误差等）、刀具的几何误差（如刀具的制造误差、磨损等）和夹具的几何误差（如夹具的制造误差、磨损等）。(2).工艺系统受力变形：切削力、夹紧力、重力、惯性力等会使工艺系统产生变形，从而影响加工精度。(3).工艺系统热变形：切削热、摩擦热、环境温度等会使工艺系统的温度发生变化，导致工艺系统产生热变形，影响加工精度。(4).工件残余应力：在加工过程中，由于切削力、切削热等因素的作用，会使工件内部产生残余应力，残余应力的重新分布会导致工件变形，影响加工精度。(5).测量误差：测量工具的精度、测量方法的正确性等会影响测量结果的准确性，从而影响加工精度的控制。4.简述刀具磨损的形式和原因。刀具磨损的形式：(1).前刀面磨损：切削塑性材料时，切屑与前刀面发生强烈摩擦，使前刀面出现月牙洼磨损。(2).后刀面磨损：由于切削刃与工件已加工表面之间存在摩擦，后刀面会发生磨损，一般在切削脆性材料或切削厚度较小时，后刀面磨损较为明显。(3).边界磨损：在切削刃与工件待加工表面和已加工表面的交界处，由于切削温度和应力的变化，会出现边界磨损。刀具磨损的原因：(1).硬质点磨损：工件材料中的硬质点（如碳化物、氮化物等）和积屑瘤碎片等会在刀具表面划出沟纹，造成磨损。(2).粘结磨损：在高温高压下，刀具与工件材料之间会发生粘结现象，当切屑或工件与刀具分离时，粘结点被撕裂，造成刀具材料的流失，形成磨损。(3).扩散磨损：在高温下，刀具与工件材料中的合金元素会相互扩散，改变刀具材料的化学成分和性能，使刀具磨损加剧。(4).化学磨损：在一定的温度和环境下，刀具材料与周围介质（如空气中的氧、切削液中的化学物质等）发生化学反应，生成硬度较低的化合物，被切屑或工件带走，造成刀具磨损。5.简述提高机械加工表面质量的措施。(1).选择合理的切削用量：适当减小切削速度、进给量和切削深度，可以降低切削力和切削温度，减少表面粗糙度值。(2).选择合适的刀具几何参数：增大前角、减小主偏角和副偏角、刃磨刀具的刃口等，可以改善切削过程，提高表面质量。(3).采用合适的切削液：切削液可以起到冷却、润滑、清洗和防锈等作用，降低切削温度，减少刀具磨损，提高表面质量。(4).提高工艺系统的刚度：减少工艺系统的受力变形，保证加工过程的稳定性，有利于提高表面质量。(5).合理安排加工工艺：采用粗、精加工分开的工艺，先粗加工去除大部分余量，再精加工保证表面质量；采用光整加工方法（如磨削、研磨、珩磨等）可以进一步提高表面质量。(6).控制工件的残余应力：采用时效处理、振动时效等方法消除工件的残余应力，减少因残余应力引起的变形，保证表面质量。五、计算题1.已知工件材料为45钢，硬度为200HBS，刀具材料为YT15，车削外圆时，切削速度v=120m/min，进给量f=0.3mm/r，背吃刀量ap=3mm，试计算切削力Fc（已知切削力经验公式Fc=9.81CFcapxFcfyFcvnFc，其中CFc=2600，xFc=1，yFc=0.75，nFc=-0.15）。首先，将已知数据代入切削力经验公式：已知(C_{Fc}=2600)，(a_{p}=3mm)，(x_{Fc}=1)，(f=0.3mm/r)，(y_{Fc}=0.75)，(v=120m/min)，(n_{Fc}=-0.15)。(F_{c}=9.81×C_{Fc}×a_{p}{x_{Fc}}×f{y_{Fc}}×v^{n_{Fc}})(=9.81×2600×3{1}×0.3先计算(0.3{0.75}≈0.39)，(120{-0.15}=11200.15≈则(F_{c}=9.81×2600×3×(=9.81×2600×(=9.81×1825.2(F_{c}≈17905N)2.用直径D=100mm的砂轮磨削外圆，砂轮转速n=3000r/min，工件转速nw=50r/min，纵向进给量fa=0.5mm/r，试计算磨削速度v和工件的圆周速度vw。（1）计算磨削速度(v)：磨削速度(v=πD已知(D=100mm)，(n=3000r/min)(v=π×100×3000（2）计算工件的圆周速度(v_{w})：工件的圆周速度(v_{w}=πd已知(n_{w}=50r/min)(v_{w}=π×dw×3.某轴类零件的设计尺寸为(ϕ50_{-0.03}^{+0.02}mm)，加工后的实际尺寸为(ϕ49.98m（1）计算尺寸偏差：上偏差(ES=+0.02mm)，下偏差(EI=-0.03mm)实际偏差(ea=49.98-50=-0.02mm)（2）计算尺寸公差：尺寸公差(T=ES-EI=+0.02-(-0.03)=0.05mm)4.已知车刀的几何角度：前角(γ{o}=15{∘})，后角(α{o}=8^{∘})，主偏角(κ{r}=75{∘})，副偏角(κ{r}’=10^{∘})，刃倾角(λ_{s}=5^{∘})，试画出车刀的标注角度图，并说明各角度的作用。（1）车刀标注角度图绘制（此处文字描述绘制方法）：先画主切削刃和副切削刃，主切削刃与工件轴线成(75^{∘})（主偏角(κ{r}=75^{∘})），副切削刃与主切削刃相交，副偏角(κ{r}’=10^{∘})。过主切削刃上选定点作基面、切削平面和正交平面。在正交平面内，前刀面与基面的夹角为前角(γ{o}=15^{∘})，后刀面与切削平面的夹角为后角(α{o}=8^{∘})。刃倾角(λ_{s}=5^{∘})是主切削刃与基面的夹角。（2）各角度的作用：前角(γ_{o})：影响切削力的大小、切屑的变形程度和切削温度。增大前角，切削力减小，切削轻快，但刀具强度降低；减小前角，刀具强度提高，但切削力增大。后角(α_{o})：主要作用是减少后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，提高刀具的耐用度。后角过大，刀具强度降低；后角过小，摩擦加剧。主偏角(κ_{r})：影响切削层的形状和切削分力的大小。减小主偏角，可使切削厚度减小，切削宽度增大，有利于提高刀具的耐用度和加工表面质量，但会使径向力增大；增大主偏角，径向力减小，但刀具耐用度可能降低。