2025年机械制造技术基础期末考试题及答案

2025年机械制造技术基础期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列加工方法中，主运动为工件旋转的是（）。A.铣削B.车削C.刨削D.磨削2.高速钢刀具适用于（）。A.高速切削B.断续切削C.硬材料切削D.高精度精加工3.机床型号CA6140中，“6”表示（）。A.车床类B.钻床类C.磨床类D.铣床类4.工件在机床上定位时，若采用完全定位，则限制的自由度数目为（）。A.3个B.4个C.5个D.6个5.下列因素中，对加工表面粗糙度影响最大的是（）。A.切削速度B.进给量C.背吃刀量D.刀具材料6.加工轴类零件时，常用两端中心孔作为定位基准，这遵循了（）原则。A.基准重合B.基准统一C.自为基准D.互为基准7.普通车床的传动系统中，实现主轴变速的是（）。A.主传动链B.进给传动链C.换置机构D.溜板箱8.下列刀具中，属于定尺寸刀具的是（）。A.车刀B.铣刀C.钻头D.成形车刀9.切削加工中，切削热的主要来源是（）。A.工件与刀具后刀面的摩擦B.切屑与刀具前刀面的摩擦C.切屑的塑性变形D.机床传动系统的发热10.某零件加工工序的工序能力指数Cp=1.2，说明该工序（）。A.能力不足B.能力充足C.能力过剩D.无法判断二、填空题（每空1分，共20分）1.切削用量三要素是指（）、（）和（）。2.刀具的前角是指（）与（）之间的夹角。3.机床的基本组成部分包括（）、（）、（）、（）和（）。4.基准按用途可分为（）和（）两大类，其中（）又可分为设计基准和工艺基准。5.加工阶段通常划分为（）、（）、（）和（）四个阶段。6.工艺规程的主要形式有（）、（）和（）。7.表面质量的主要指标包括（）、（）和（）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述积屑瘤的形成过程及其对切削加工的影响，并说明控制积屑瘤的主要措施。2.粗基准和精基准的选择原则分别有哪些？举例说明精基准的“基准统一”原则。3.什么是加工误差？按其统计规律可分为哪几类？各举一例说明。4.简述工艺系统刚度对加工精度的影响，并列举提高工艺系统刚度的主要措施。5.说明表面粗糙度对零件使用性能的影响（至少列举3点）。四、分析题（15分）某工厂需加工一根阶梯轴（材料为45钢，调质处理，表面粗糙度要求Ra0.8μm，主要直径尺寸公差IT6），其主要工序包括：粗车外圆、半精车外圆、精车外圆、磨削外圆、调质处理、检验。试分析：（1）该轴的加工工艺路线应如何安排（按顺序列出主要工序）？（2）各加工阶段的划分及目的是什么？（3）定位基准的选择原则及具体方案（如粗基准、精基准的选择）。五、计算题（25分）1.（10分）在CA6140车床上车削一根直径为φ50mm的轴，选用刀具为YT15硬质合金车刀，工件转速n=600r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=2mm。计算：（1）切削速度vc（m/min）；（2）基本时间t（min），假设加工长度L=100mm，切入切出量l1+l2=5mm。2.（15分）某工序加工一批零件，随机抽取100件测量其尺寸，得到样本均值x̄=20.05mm，样本标准差s=0.02mm，公差范围T=0.1mm（上偏差+0.05mm，下偏差-0.05mm）。计算：（1）工序能力指数Cp；（2）若分布中心与公差中心重合，计算废品率（已知Φ(2.5)=0.9938，Φ(3)=0.9987）；（3）若分布中心偏移至x̄=20.06mm，计算此时的工序能力指数Cpk，并分析工序能力等级。答案一、单项选择题1.B2.B3.A4.D5.B6.B7.A8.C9.C10.B二、填空题1.切削速度、进给量、背吃刀量2.前刀面、基面3.动力源、传动系统、执行件、控制系统、辅助系统4.设计基准、工艺基准、设计基准5.粗加工、半精加工、精加工、光整加工6.工艺过程卡、工序卡、调整卡7.表面粗糙度、表面波度、表面层物理力学性能三、简答题1.积屑瘤形成过程：切削塑性材料时，切屑与前刀面剧烈摩擦，切屑底层金属流速降低，发生粘结，形成滞留层；滞留层经剧烈变形强化后，与前刀面粘结，逐渐堆积形成积屑瘤。影响：有利方面（增大实际前角，减小切削力；保护刀刃）；不利方面（导致切削厚度变化，影响尺寸精度；使加工表面粗糙度增大）。控制措施：调整切削速度（避开中速区）；增大刀具前角；使用切削液；降低工件材料塑性（如正火处理）。2.粗基准选择原则：保证加工面与非加工面位置精度（选非加工面为粗基准）；保证各加工面有足够余量（选余量最小的面为粗基准）；粗基准一般只使用一次；选平整光洁的表面。精基准选择原则：基准重合（尽量选设计基准为精基准）；基准统一（同一零件多工序使用同一基准）；自为基准（以加工面自身为基准）；互为基准（两表面互为基准反复加工）。举例：加工轴类零件时，多工序使用两端中心孔作为定位基准，实现基准统一，减少基准转换误差。3.加工误差：零件加工后实际几何参数与理想几何参数的偏离程度。按统计规律分类：（1）系统误差：规律性误差，如机床导轨磨损引起的直线度误差（常值系统误差）；刀具热伸长引起的尺寸误差（变值系统误差）。（2）随机误差：无规律的误差，如工件材料硬度不均引起的切削力波动导致的尺寸误差。4.影响：工艺系统刚度不足时，受切削力作用会产生变形，导致加工表面形状误差（如车细长轴时的“鼓形”误差）；刚度分布不均会引起加工误差（如车床床头尾架刚度不同导致的锥度误差）。提高措施：提高机床部件刚度（如采用闭式床身）；提高刀具刚度（如缩短刀具悬伸长度）；提高工件刚度（如车细长轴时使用中心架）；减小切削力（如降低背吃刀量）。5.影响：（1）表面粗糙度大，零件接触面积小，磨损快；（2）粗糙表面易存腐蚀性物质，耐蚀性差；（3）粗糙表面在交变载荷下易产生应力集中，疲劳强度低；（4）影响配合性质（如间隙配合初期磨损大，间隙易扩大）。四、分析题（1）工艺路线：下料→粗车外圆→调质处理→半精车外圆→精车外圆→磨削外圆→检验。（2）加工阶段划分及目的：-粗加工阶段（粗车）：切除大部分余量，提高效率；-半精加工阶段（半精车）：为精加工做准备，保证一定精度和余量；-精加工阶段（精车）：达到较高精度（IT7~IT8）；-光整加工阶段（磨削）：达到IT6精度和Ra0.8μm表面粗糙度。（3）定位基准选择：-粗基准：选外圆毛坯面（或一端外圆+端面），保证各加工面有足够余量；-精基准：采用“基准统一”原则，以两端中心孔作为定位基准（贯穿整个加工过程），保证各外圆表面的同轴度和端面的垂直度。五、计算题1.（1）切削速度vc=πdn/1000=π×50×600/1000≈94.25m/min（2）基本时间t=(L+l1+l2)/(f×n)=(100+5)/(0.2×600)=105/120≈0.875min2.（1）公差中心M=(20.05+19.95)/2=20.00mm，样本均值x̄=20.05mm，偏移量ε=|x̄-M|=0.05mm工序能力指数Cp=T/(6s)=0.1/(6×0.02)≈0.83（注：原假设分布中心与公差中心重合时，Cp=T/(6s)=0.1/(6×0.02)≈0.83；但题目中第（2）问假设重合，故第（1）问应按重合计算，即ε=0，Cp=0.1/(6×0.02)=0.83）（2）若分布中心与公差中心重合（ε=0），则上偏差界限为M+T/2=20.05mm，下偏差界限为M-T/2=19.95mm。计算Z=(T/2)/s=0.05/0.02=2.5，废品率=2×(1-Φ(2.5))=2×(