2025年金属加工与实训综合习题集附答案

2025年金属加工与实训综合习题集附答案一、选择题（每题2分，共20分）1.下列铸造方法中，适用于生产形状复杂、尺寸精度要求较高的铝合金薄壁零件的是（）。A.砂型铸造B.金属型铸造C.压力铸造D.熔模铸造2.45钢锻造时，始锻温度一般控制在（）。A.800～900℃B.1000～1100℃C.1200～1250℃D.1300～1350℃3.焊条电弧焊中，若电弧过长，最可能出现的缺陷是（）。A.咬边B.气孔C.夹渣D.未熔合4.车削加工时，为减小表面粗糙度值，应优先选择的措施是（）。A.增大背吃刀量B.提高切削速度C.增大进给量D.降低主轴转速5.下列热处理工艺中，能显著提高钢的硬度和耐磨性的是（）。A.退火B.正火C.淬火+回火D.调质6.自由锻工艺中，拔长操作的主要目的是（）。A.减小坯料截面积，增加长度B.增大坯料截面积，减小长度C.改变坯料形状，获得锻件基本轮廓D.消除内部缺陷，改善组织7.数控铣削加工时，刀具半径补偿指令G41表示（）。A.左补偿B.右补偿C.取消补偿D.半径自动修正8.下列材料中，适合用作高速切削刀具的是（）。A.碳素工具钢B.合金工具钢C.硬质合金D.灰铸铁9.焊接残余应力的主要危害是（）。A.降低焊缝强度B.导致工件变形或开裂C.增加焊接热输入D.减少熔深10.金属切削过程中，切屑类型为带状切屑时，通常对应的切削条件是（）。A.低速、大进给量、大前角B.高速、小进给量、大前角C.低速、小进给量、小前角D.高速、大进给量、小前角二、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）1.砂型铸造中，型芯的主要作用是形成铸件的内腔或复杂外形。（）2.锻造前对坯料加热的目的是降低塑性、提高变形抗力。（）3.气焊主要用于薄钢板、有色金属及铸铁的焊接。（）4.车削外圆时，工件的旋转运动是进给运动，刀具的横向移动是主运动。（）5.调质处理是指淬火后进行高温回火，可获得良好的综合力学性能。（）6.数控加工中，G代码是准备功能代码，用于控制机床的基本动作。（）7.硬质合金刀具的耐热性优于高速钢刀具，因此更适合低速切削。（）8.焊接时，采用小电流、慢焊速可减少焊接变形。（）9.金属的冷变形强化会导致其强度、硬度提高，但塑性、韧性下降。（）10.铣削加工中，端铣的加工质量通常优于周铣。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述砂型铸造的基本工艺过程。2.焊条电弧焊中，选择焊接电流的主要依据有哪些？3.车削加工时，粗车和精车的工艺参数（背吃刀量、进给量、切削速度）应如何选择？为什么？4.简述感应淬火的原理及主要特点。5.自由锻与模锻的主要区别有哪些？各适用于什么场合？四、综合应用题（共40分）1.（15分）某工厂需加工一根直径Φ50mm、长度300mm的45钢轴，要求外圆表面粗糙度Ra1.6μm，尺寸公差IT7级。现有设备：CA6140普通车床、CJK6136数控车床、外圆磨床。试制定合理的加工工艺路线（从毛坯到成品），并说明各工序的作用。2.（15分）某焊接件（Q235钢板，厚度10mm）在焊后出现较大的角变形，分析可能的原因，并提出至少3种减小焊接变形的工艺措施。3.（10分）已知某车削加工中，工件直径D=80mm，主轴转速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）材料去除率Q（mm³/s）。参考答案一、选择题1.C2.B3.B4.B5.C6.A7.A8.C9.B10.B二、判断题1.√2.×（加热目的是提高塑性、降低变形抗力）3.√4.×（工件旋转是主运动，刀具移动是进给运动）5.√6.√7.×（硬质合金适合高速切削）8.×（小电流、慢焊速可能增加变形）9.√10.√三、简答题1.砂型铸造基本工艺过程：（1）制造模样和芯盒；（2）制备型砂和芯砂；（3）造型（制造砂型）和造芯（制造型芯）；（4）合型（将砂型与型芯组合）；（5）熔炼金属并浇注；（6）冷却后落砂、清理；（7）检验获得铸件。2.焊接电流选择依据：（1）焊条直径：焊条越粗，电流越大（一般I=（30～55）d，d为焊条直径mm）；（2）焊缝位置：平焊电流可较大，立焊、仰焊电流需减小10%～20%；（3）焊件厚度：厚度越大，电流越大；（4）焊条类型：酸性焊条电流可稍大，碱性焊条电流需减小。3.粗车与精车参数选择：（1）背吃刀量：粗车时选大值（3～8mm），尽快去除余量；精车时选小值（0.1～0.5mm），保证尺寸精度。（2）进给量：粗车时选较大值（0.3～1.0mm/r），提高效率；精车时选较小值（0.05～0.3mm/r），减小表面粗糙度。（3）切削速度：粗车时选较低值（避免刀具过热）；精车时选较高值（使切屑呈带状，减少表面粗糙）。原因：粗车以效率为主，精车以质量为主。4.感应淬火原理：利用电磁感应在工件表层产生涡流，快速加热至奥氏体化温度后喷水冷却，使表层获得高硬度马氏体，心部保持原始组织。特点：（1）加热速度快（几秒至几十秒），表层氧化脱碳少；（2）淬硬层深度可控（0.5～6mm）；（3）变形小；（4）生产率高，适合批量生产；（5）设备投资大，适合形状简单的轴类、齿轮等零件。5.自由锻与模锻区别及适用场合：（1）工具不同：自由锻使用通用砧块，模锻使用专用锻模；（2）精度不同：自由锻精度低（公差±3～5mm），模锻精度高（公差±0.5～2mm）；（3）生产率不同：自由锻低，模锻高；（4）形状复杂度：自由锻适合简单形状（轴、盘、环），模锻适合复杂形状（齿轮、叶片）。适用场合：自由锻用于小批量、大型零件（如轧辊、曲轴毛坯）；模锻用于大批量、中小型零件（如汽车齿轮、飞机结构件）。四、综合应用题1.加工工艺路线：（1）毛坯：选择Φ55mm×310mm的45钢棒料（考虑加工余量，直径留5mm，长度留10mm）。（2）工序1：普通车床粗车外圆→尺寸Φ51mm（留4mm余量），长度295mm（留5mm余量）。作用：快速去除大部分余量，提高效率。（3）工序2：数控车床半精车外圆→尺寸Φ50.3mm（留0.3mm余量），长度300mm（达要求）。作用：控制尺寸精度，为精加工作准备。（4）工序3：外圆磨床精磨外圆→尺寸Φ50h7（IT7级），表面粗糙度Ra1.6μm。作用：保证最终尺寸精度和表面质量。2.角变形原因：（1）焊缝截面不对称（如单面焊），焊缝收缩不均匀；（2）焊接热输入过大，导致焊缝及附近金属膨胀-收缩差异大；（3）钢板刚性不足，焊接时未采取固定措施；（4）焊接顺序不合理（如从一端单向施焊）。减小变形的工艺措施：（1）采用对称坡口（如X型坡口），使焊缝对称分布；（2）控制焊接参数（小电流、快速焊），减少热输入；（3）焊前反变形（预置与变形相反的角度）；（4）刚性固定（用夹具固定钢板）；（5）合理安排焊接顺序（如分段退焊、对称施焊）。3.计算：（1）切削速度vc=πDn/1000=3.14×80×600/1000=150.72m/min。（2）材料去除率Q=1000×ap×f×vc/60=1000×2×0.2×150.72/60=1000×