2025年螺丝制造相关试题及答案

2025年螺丝制造相关试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某汽车发动机缸盖螺丝需承受高频交变载荷，优先选用的材料是（）。A.Q235碳素结构钢B.35CrMo合金结构钢C.06Cr19Ni10奥氏体不锈钢D.HT250灰铸铁答案：B2.冷镦成型M12×1.75螺丝时，若原材料直径为11.8mm，冷镦后杆部直径为12.2mm，该过程的断面收缩率约为（）。A.3.2%B.5.6%C.7.1%D.9.4%答案：C（计算：原截面积=π×(11.8/2)²≈109.3mm²；成型后截面积=π×(12.2/2)²≈116.9mm²；收缩率=(116.9-109.3)/109.3≈7.1%）3.以下表面处理工艺中，最易引发氢脆风险的是（）。A.达克罗涂层B.热浸镀锌C.电镀锌D.机械镀锌答案：C4.检测M8×1.25螺丝的螺纹中径时，若使用三针法测量，应选择的量针直径为（）（公式：d0=0.577P，P为螺距）。A.0.721mmB.0.866mmC.1.035mmD.1.250mm答案：A（计算：d0=0.577×1.25≈0.721mm）5.某批次螺丝在盐雾试验中48小时出现红锈，不符合GB/T10125-2021中“中性盐雾试验≥72小时无红锈”的要求，可能的原因是（）。A.螺纹精度等级不足B.表面镀锌层厚度仅5μmC.材料含碳量过低D.冷镦模具间隙过大答案：B（GB/T5267.3-2008规定，汽车用螺丝镀锌层厚度一般≥8μm）6.热镦成型高强度螺丝时，若加热温度超过1200℃，最可能导致的缺陷是（）。A.表面脱碳B.内部缩孔C.晶粒粗大D.冷作硬化答案：C7.螺丝的“通规”和“止规”用于检测（）。A.螺纹大径B.螺纹小径C.螺纹中径D.螺纹牙型角答案：C8.计算M16×2螺丝的抗拉强度时，有效应力截面积应采用（）。A.螺纹大径计算的截面积B.螺纹小径计算的截面积C.螺纹中径计算的截面积D.GB/T16823.1-2010规定的应力截面积答案：D9.环保政策下，2025年螺丝表面处理工艺中，禁止使用的是（）。A.无铬达克罗B.三价铬钝化C.六价铬电镀D.机械镀锌答案：C10.冷镦机的“一模二冲”工艺中，第二冲头的主要作用是（）。A.预成型头部形状B.精整头部尺寸和螺纹坯径C.切断原材料D.初步镦粗杆部答案：B二、填空题（每空1分，共15分）1.螺丝的螺纹旋合长度分为短（S）、中等（N）、长（L）三组，其中____组为默认选用。答案：中等（N）2.高强度螺丝（10.9级及以上）热处理后需进行____处理，以消除氢脆风险，温度一般控制在____℃。答案：去氢；190-2303.冷镦成型的关键工艺参数包括____、____和模具间隙。答案：变形程度；镦锻力4.螺丝的机械性能等级“8.8”中，小数点前的数字表示____的1/100（单位：MPa），小数点后的数字表示____的比值。答案：公称抗拉强度；屈强比5.螺纹公差带代号由____和____组成，例如5g6g。答案：中径公差带；顶径公差带6.检测螺丝表面硬度时，若材料为35钢（硬度≤200HBW），应优先选用____硬度试验法；若为10.9级螺丝（硬度32-39HRC），应选用____硬度试验法。答案：布氏（HB）；洛氏（HRC）7.2025年推广的螺丝绿色制造技术包括____（列举1项）和____（列举1项）。答案：无铬钝化工艺；低温渗氮技术三、简答题（每题8分，共40分）1.简述冷镦成型相对于切削加工制造螺丝的优势。答案：①材料利用率高（冷镦材料利用率≥90%，切削加工仅50-70%）；②生产效率高（冷镦机每分钟可加工50-200件，切削加工仅10-30件）；③机械性能好（冷加工硬化提高强度，纤维流向连续无切断）；④表面质量优（冷镦表面粗糙度可达Ra1.6-3.2μm，切削加工一般Ra3.2-6.3μm）。2.分析电镀锌螺丝出现“漏镀”缺陷的可能原因及解决措施。答案：可能原因：①前处理不彻底（表面油污、氧化皮未清除）；②挂具接触不良（电流分布不均）；③镀液成分异常（锌离子浓度过低、添加剂不足）；④螺丝几何形状复杂（盲孔、深槽处电流屏蔽）。解决措施：加强除油除锈（采用超声波清洗）、优化挂具设计（增加辅助阳极）、定期检测镀液成分（维持锌离子浓度50-70g/L）、对复杂件预镀或调整电镀工艺参数（如提高电流密度）。3.说明螺丝“螺纹脱扣”失效的主要原因及预防方法。答案：主要原因：①螺纹强度不足（材料强度低、热处理不合格）；②螺纹配合不当（旋合长度过短、公差带选择错误）；③装配扭矩过大（超过材料屈服强度）；④螺纹表面损伤（加工毛刺、装配时划伤）。预防方法：选用符合机械性能等级的材料（如8.8级用35钢并经淬火+回火）、保证旋合长度≥1.5倍螺纹直径、按GB/T16823.2-2010控制装配扭矩（如M12×1.75螺丝最大装配扭矩≤200N·m）、加工后进行螺纹表面去毛刺处理（使用滚丝轮修光）。4.简述2025年螺丝制造中“数字化检测”的应用场景及优势。答案：应用场景：①在线检测（冷镦机后安装视觉检测系统，实时监控头部尺寸、螺纹牙型）；②全尺寸测量（三坐标测量仪自动扫描螺丝轮廓，输出CPK值）；③力学性能测试（智能拉力机自动记录载荷-位移曲线，提供S-N曲线）；④表面缺陷识别（AI算法分析磁粉检测图像，区分裂纹和划痕）。优势：检测效率提升3-5倍（传统人工检测需5-10秒/件，数字化检测≤2秒/件）、数据可追溯（存储至MES系统，关联生产批次、设备参数）、减少人为误差（测量精度从0.02mm提升至0.005mm）。5.比较热镦和冷镦成型高强度螺丝的工艺特点。答案：热镦：①加热温度800-1100℃（高于材料再结晶温度）；②适用于高硬度、难变形材料（如40Cr、35CrMo）；③变形抗力小（仅为冷镦的1/3-1/2），可成型复杂头部（如内六角头）；④易产生氧化皮（需后续酸洗或抛丸）、晶粒易粗大（需控制加热速度和保温时间）。冷镦：①室温下成型；②适用于中低碳钢（如10B21、SWRCH35K）；③材料利用率高（无氧化损耗）、表面质量好；④变形程度受限（单次镦粗比≤2.5），需多工位成型（如一模三冲）；⑤存在冷作硬化（需后续退火调整硬度）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某M10×1.5螺丝（机械性能等级8.8级）用于连接两个铸铁件，装配时要求预紧力F0=25kN。已知螺丝的应力截面积As=58.0mm²（GB/T16823.1-2010），材料屈服强度σs=640MPa（8.8级σs=0.8×800=640MPa），安全系数S=1.2。试校核预紧力是否安全。答案：①计算预紧应力σ0=F0/As=25000N/58.0mm²≈431MPa②许用应力[σ]=σs/S=640MPa/1.2≈533MPa③比较：σ0=431MPa＜[σ]=533MPa，预紧力安全。2.生产M6×1.0沉头螺丝（头部直径D=10.5mm，头部厚度K=3.0mm），原材料为SWRCH22A（密度ρ=7.85g/cm³），采用冷镦成型（无切削）。计算单颗螺丝的材料用量（保留2位小数）。答案：①杆部体积V1=π×(d/2)²×L（假设杆部长度L=20mm，d=6mm）V1=3.14×(3)²×20=565.2mm³②头部体积V2=π×(D/2)²×K沉头锥孔体积（假设沉头锥角90°，锥孔高度h=K=3mm，锥底直径d锥=2h×tan(45°)=6mm）V2=3.14×(5.25)²×3(1/3)×3.14×(3)²×3≈261.428.3=233.1mm³③总体积V=V1+V2=565.2+233.1=798.3mm³=0.7983cm³④材料用量m=ρ×V=7.85g/cm³×0.7983cm³≈6.27g五、综合分析题（15分）某企业生产的8.8级M12×1.75螺丝在客户端装配时出现“滑牙”（螺纹磨损导致连接失效），经检测螺丝硬度为28-32HRC（标准要求30-39HRC），螺纹中径尺寸为10.85mm（标准要求10.90-11.00mm），表面镀锌层厚度4μm（标准要求≥8μm）。试分析失效原因，并提出改进措施。答案：失效原因分析：（1）硬度偏低：8.8级螺丝标准硬度为30-39HRC，实测28-32HRC，材料强度不足，螺纹抗磨损能力下降，装配时易发生塑性变形导致滑牙。（2）螺纹中径偏小：标准中径范围10.90-11.00mm，实测10.85mm，螺纹配合间隙过大，接触面积减小，单位压力增大，加速磨损。（3）镀锌层过薄：标准要求≥8μm，实测4μm，镀层对螺纹的减摩保护作用不足，装配时摩擦系数增大（正常镀锌摩擦系数0.12-0.15，过薄镀层可达0.20-0.25），导致螺纹表面直接接触金属基体，加剧磨损。改进措施：（1）优化热处理工艺：调整淬火温度（8.8级螺丝用35钢淬火温度850-870℃）和回火温度（450-500℃），确保硬度达标（30-39HRC），提高材料强度和耐磨性。（2）修正冷镦/滚丝工艺参数：检查滚丝轮磨损情况（更换磨损超0.02mm的滚丝轮），调整滚压力（M12螺丝滚压力建议8-10kN），确保中径尺寸符合10.90-11.