机械制造工艺与设备试题及答案

机械制造工艺与设备试题及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列哪种加工方法属于切削加工？（）A.铸造B.锻压C.焊接D.车削2.在金属材料的三种主要强化机制中，与晶粒细化有关的是？（）A.固溶强化B.形变强化C.相变强化D.细晶强化3.机床主轴箱中，用于实现变速和变向的装置通常是？（）A.丝杠螺母副B.齿轮变速箱C.液压离合器D.万向联轴器4.下列刀具材料中，最适合制造高速钢刀具的是？（）A.碳化钨B.氧化铝C.立方氮化硼D.高速钢5.切削用量三要素中，对切削温度影响最大的是？（）A.进给量fB.切削速度vC.背吃刀量apD.刀具前角γ6.适用于加工黑色金属的特种焊接方法是？（）A.激光焊B.钎焊C.等离子弧焊D.电阻点焊7.下列表面粗糙度符号中，表示去除材料表面的是？（）A.▫B.□C.★D.▲8.工件在一次装夹中，先后加工出多个相同表面，这种工序安排属于？（）A.工序集中B.工序分散C.装夹分散D.工艺基准统一9.用于精确测量工件尺寸的量具是？（）A.游标卡尺B.千分尺C.钢直尺D.光学分度头10.下列哪项不是制定机械加工工艺规程应遵循的基本原则？（）A.保证加工质量B.提高生产效率C.降低生产成本D.优先考虑操作方便二、判断题（每题1分，共10分。请将正确选项的“√”填在题后的括号内，错误的填“×”）1.切削时，背吃刀量ap主要消耗刀具材料。（）2.任何金属材料都可以通过热处理来改变其性能。（）3.齿轮加工中，滚齿和插齿都属于成形原理。（）4.焊接残余应力对零件的强度有利，对刚度没有影响。（）5.粗加工时，通常选择较大的切削速度和进给量。（）6.工艺路线的安排顺序，一般应先基准面后其他表面，先主要表面后次要表面。（）7.零件的加工经济精度是指最低的生产成本所能达到的精度。（）8.测量基准与工艺基准重合，可以避免基准不重合误差。（）9.夹具的主要作用是定位、夹紧和传递切削力。（）10.数控机床是按照预先编制的程序自动进行加工的自动化机床。（）三、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.切削加工中，刀具的三个基本运动是______、主运动和进给运动。2.金属材料的强度、硬度越高，其塑性和韧性通常______。3.机床的主要性能指标包括加工精度、______和生产率。4.刀具磨损到一定程度后，必须更换或刃磨，否则会严重影响加工质量。5.焊接方法按焊接过程可分为______焊、气体保护焊和电弧焊。6.表面粗糙度符号中，_R_表示轮廓算术平均偏差。7.工序是指在一个工作地点，对同一工件所进行的______的工步的总和。8.工艺尺寸链中，直接影响最终精度的那些尺寸称为______。9.测量长度尺寸常用的量具有卡尺、千分尺和______。10.机械加工工艺过程通常由若干个______组成。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述切削加工中，背吃刀量、进给量和切削速度对切削温度的影响。2.说明零件结构工艺性主要表现在哪些方面？3.什么是工序集中？简述工序集中的优缺点。4.简述焊接残余应力对零件使用性能可能产生的不利影响。五、计算题（每题10分，共20分）1.某工件需加工一批轴类零件，材料为45钢，拟采用车削进行外圆表面粗加工。已知工件直径D=50mm，切削深度ap=5mm，进给量f=0.8mm/r，刀具材料为高速钢，切削速度v=120m/min。试计算该工序的切削时间（以分钟为单位，不计辅助时间）。（假设实际切削速度与理论切削速度之比为0.9）2.如图所示（此处无图，但需根据题意理解），某零件尺寸链如图（假设图中有尺寸A1=30±0.1mm，A2=50±0.05mm，A0=80±0.2mm，且A0是被加工尺寸，A1和A2是已加工尺寸），试判断该尺寸链属于何种类型（增环或减环），并计算A0的最大尺寸、最小尺寸和公差。六、绘图题（10分）1.（此处无图，但需根据题意理解）试绘制一个简单钻床夹具的装配示意图，该夹具用于钻削零件上的两个孔（孔径分别为φ10mm和φ8mm），要求标注出定位元件、夹紧元件以及夹具与工件的接触点。简要说明其定位和夹紧原理。---试卷答案一、选择题1.D2.D3.B4.D5.B6.C7.A8.A9.B10.D解析：1.车削是用车刀从工件旋转表面切下金属层的过程，属于切削加工。铸造、锻压、焊接属于成形加工。2.细晶强化是指通过细化晶粒来提高金属材料强度的机制，属于相变强化的范畴（在热处理中通过控制冷却速度实现）。3.齿轮变速箱是机床主轴箱中用于改变主运动转速和方向的传动装置。4.高速钢是一种含有钨、钼等合金元素的工具钢，具有较好的热硬性和红硬性，常用于制造各类切削刀具。5.切削速度v是切削热的主要来源，其影响程度通常大于进给量f和背吃刀量ap。6.等离子弧焊的等离子弧温度很高，可达万度以上，能熔化大部分黑色金属。7.▫符号表示去除材料得到的表面。8.工序集中是将多个工序合并在一个工作地完成，工件在一次装夹中完成多个表面的加工。9.千分尺（包括外径千分尺、内径千分尺等）是用于测量精密尺寸的量具，精度高于游标卡尺和钢直尺。10.工艺规程应遵循保证质量、提高效率、降低成本和合理经济性的原则，“优先考虑操作方便”不是首要原则。二、判断题1.√2.√3.×(滚齿利用滚刀的螺旋运动和工件旋转产生渐开线齿形，属于展成法；插齿利用插齿刀的往复直线运动和工件旋转产生渐开线齿形，也属于展成法。)4.×(焊接残余应力可能引起零件变形、应力腐蚀开裂、疲劳断裂等，对强度和刚度都有不利影响。)5.√(粗加工旨在尽快切除大部分余量，通常允许较大的切削深度和进给量，切削速度相对适中。)6.√(遵循先基准后其他、先粗后精、先主后次的原则是制定工艺路线的基本要求。)7.×(加工经济精度是指在正常的生产条件下，保证产品质量和经济效益所能达到的精度。)8.√(测量基准与工艺基准重合，可以避免因基准不重合而产生的误差。)9.√(夹具的基本功能是定位（确定工件在机床上的正确位置）、夹紧（保持工件定位后的状态）和有时还包含其他功能如传递切削力、导向等。)10.√(数控机床的核心是按程序自动控制运动和加工过程。)三、填空题1.主运动2.降低3.效率4.刀具磨损5.熔焊6.轮廓算术平均偏差7.一个8.组成环9.百分表（或指示表）10.工序解析：1.切削运动包括主运动（提供切削力的运动）和进给运动（使工件与刀具产生相对运动以形成切屑）。2.材料的强度、硬度与塑性、韧性通常成反比关系，即强度、硬度越高，塑性、韧性越差。3.机床性能指标主要包括加工精度（保证产品质量）和效率（影响生产率）。4.刀具磨损是正常现象，达到磨损限度会影响加工和产品质量，必须更换或刃磨。5.焊接方法按过程可分为熔焊（焊件熔化）、压焊（焊件压紧塑性变形）、钎焊（填充金属熔化）。6.Ra是轮廓算术平均偏差的符号。7.工序是在一个工作地点，对同一工件，连续完成的一个或多个工步。8.工艺尺寸链中，直接影响最终被加工零件尺寸的那个尺寸链环是组成环。9.百分表是常用的精密长度测量工具，精度高于游标卡尺和钢直尺。10.机械加工工艺过程是由一系列顺序排列的工序组成的。四、简答题1.背吃刀量ap增大，切削区塑性变形加剧，产生的热量增加，切削温度升高。进给量f增大，单位时间内切除的金属体积增多，切削热源增加，切削温度升高。切削速度v升高，切削区接触时间长，且摩擦热是主要热源，切削温度显著升高。通常v的影响最大。2.零件结构工艺性主要表现在：减少加工面和加工量；保证加工的可能性、方便性和经济性；结构力求简单，避免使用内腔、深孔、薄壁等难加工结构；零件有足够的强度和刚度，便于装夹和加工。3.工序集中是将原来分散的工序合并到少数几道工序甚至一道工序中完成。优点是减少工序总数，缩短辅助时间，减少工件周转次数和运输劳动量，简化生产组织，便于采用高生产率专用设备和工艺装备，提高生产效率。缺点是使用的设备、工装种类多，设备投资大，生产灵活性差，不易调整。4.焊接残余应力可能导致零件在服役中产生附加应力，降低静强度和疲劳强度；引起零件变形（翘曲、扭曲），影响装配精度和尺寸稳定性；在应力集中部位可能诱发应力腐蚀开裂或延迟断裂。五、计算题1.解：实际切削速度v_actual=v_理论×0.9=120m/min×0.9=108m/min转速n=v_actual/(π×D)=108000mm/min/(π×50mm)≈686.6r/min切削时间t=L/(n×f)=(π×D×z)/(n×f)（假设z为工件需要加工的长度，单位mm）代入数据：t=(π×50mm×z)/(686.6r/min×0.8mm/r)=(753.98×z)/549.28≈1.374×z分钟（注意：题目未给出工件长度z，计算结果与z成正比。若假设工件需加工长度为100mm，则t≈137.4分钟。）2.解：判断A1对A0的影响：(A0max-A0min)=∑(Ai_max-Ai_min)(80.2-79.8)=(30.1-29.9)+(50.05-49.95)0.4=0.2+0.10.4=0.3（不成立）反向判断：(A0max-A0min)=∑(Ai_max-Ai_min)（反向求和）(80.2-79.8)=(30.1-29.9)+(50.05-49.95)0.4=-0.2-0.10.4=-0.3（不成立）正向判断：(A0max-A0min)=∑(Ai_max-Ai_min)(80.2-79.8)=(30.1-29.9)+(50.05-49.95)0.4=0.2+0.10.4=0.3（不成立）重新判断：A0=A1+A2A0max=A1max+A2max=30.1+50.05=80.15A0min=A1min+A2min=29.9+49.95=79.85A0max-A0min=80.15-79.85=0.3因此，A1和A2均为增环。A0的最大尺寸=30.1+50.05=80.15mmA0的最小尺寸=29.9+49.95=79.85mmA0的公差=A0max-A0min=80.15-79.85=0.30mm六、绘图题（此处无法实际绘制图形，但应绘制如下示意图：）1.装配示意图应包含：*一个底座。*底座上设置定位元件（如：两个V型块或定位销，用于定位工件圆柱表面）。*定位元件旁边设