(2025年)机械制造技术基础试题附答案

(2025年)机械制造技术基础试题附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列刀具材料中，高温硬度最高的是（）A.高速钢B.硬质合金C.陶瓷D.立方氮化硼（CBN）2.车削加工时，若进给量f增大一倍，其他切削参数不变，则切削力约（）A.增大1倍B.增大0.75倍C.增大0.5倍D.基本不变3.加工精度中，“尺寸精度”主要由（）决定A.机床几何精度B.刀具磨损C.工艺系统热变形D.切削用量选择4.下列加工方法中，属于展成法加工齿轮的是（）A.铣齿B.插齿C.拉齿D.磨齿（成形砂轮）5.精基准选择时，“基准重合”原则指的是（）A.设计基准与定位基准重合B.测量基准与定位基准重合C.工序基准与设计基准重合D.装配基准与工序基准重合6.车削细长轴时，为减小弯曲变形，最有效的措施是（）A.增大主偏角B.减小进给量C.使用中心架D.提高切削速度7.下列表面处理工艺中，属于化学热处理的是（）A.淬火B.渗碳C.电镀D.发蓝8.加工中心与普通数控机床的主要区别是（）A.具有刀库和自动换刀装置B.采用闭环控制系统C.可实现多轴联动D.加工精度更高9.磨削加工时，砂轮的“自锐性”主要依赖（）A.磨粒的硬度B.结合剂的强度C.磨粒的脱落D.砂轮的修整10.工艺规程中，“工序”的划分依据是（）A.加工表面B.加工设备C.操作工人D.工作地点是否变动二、填空题（每空1分，共20分）1.车刀的前角γ₀是指（）与（）之间的夹角。2.切削用量三要素是（）、（）和（）。3.加工阶段通常划分为（）、（）、（）和光整加工阶段。4.机床夹具的基本组成包括（）、（）、（）和夹具体。5.影响切削温度的主要因素有（）、（）、（）和刀具几何参数。6.定位误差由（）和（）两部分组成。7.机械加工表面质量包括（）和（）两个方面。8.工艺尺寸链中，封闭环是（）的尺寸，由（）间接保证。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述积屑瘤对切削加工的影响，并说明粗加工和精加工时应如何控制积屑瘤。2.简述基准不重合误差的产生原因及减小措施。3.比较顺铣与逆铣的优缺点，并说明适用场合。4.分析影响加工精度的工艺系统误差来源。5.简述制定机械加工工艺规程的主要步骤。四、分析题（每题10分，共20分）1.某工厂采用车床加工一批阶梯轴（如图1所示），工件材料为45钢，直径D₁=φ50mm（Ra1.6μm），D₂=φ30mm（Ra3.2μm），长度L=200mm。加工过程中发现D₁尺寸超差（偏大），且表面粗糙度值偏高。试分析可能的原因及改进措施。（注：图1为阶梯轴示意图，D₁为左端大直径，D₂为右端小直径，均需车削）2.如图2所示，某零件需在铣床上加工键槽，要求键槽底面到A面的距离为H=20±0.1mm。现有两种定位方案：方案一采用底面A和侧面B定位（完全定位）；方案二采用两侧面C、D定位（不完全定位）。试分析两种方案的定位误差，并判断哪种方案更合理。（注：图2为零件示意图，A为底面，B为侧面，C、D为对称侧面，H为键槽底面到A面的距离）五、计算题（每题15分，共30分）1.用YT15硬质合金车刀车削45钢（σb=650MPa），已知背吃刀量ap=3mm，进给量f=0.3mm/r，切削速度v=120m/min，刀具几何参数：γ₀=10°，κᵣ=75°，λs=0°。试计算切削力Fc（单位：N），并说明切削力的主要组成部分。（注：切削力公式Fc=9.81×C_Fc×a_p^x_Fc×f^y_Fc×v^n_Fc，其中C_Fc=2795，x_Fc=1.0，y_Fc=0.75，n_Fc=-0.15）2.某零件加工工艺路线为：粗车外圆→精车外圆→磨外圆。已知磨外圆工序的尺寸公差为IT6（公差值0.019mm），精车工序的尺寸公差为IT8（公差值0.046mm），粗车工序的尺寸公差为IT11（公差值0.16mm）。零件设计尺寸为φ50h6（上偏差0，下偏差-0.019mm）。试计算各工序的工序尺寸及偏差（假设加工余量均匀，磨前余量为0.3mm，精车前余量为1.2mm，粗车前余量为4mm）。答案一、单项选择题1.D2.B3.A4.B5.A6.C7.B8.A9.C10.D二、填空题1.前刀面；基面2.切削速度v；背吃刀量ap；进给量f3.粗加工；半精加工；精加工4.定位元件；夹紧装置；对刀-导向元件5.切削用量；工件材料；刀具材料6.基准不重合误差；基准位移误差7.表面几何形状特征；表面层物理力学性能8.最后形成；其他尺寸三、简答题1.积屑瘤的影响：①增大实际前角，减小切削力；②保护刀具，减少磨损；③增大切削厚度，影响尺寸精度；④导致已加工表面粗糙。粗加工时可利用积屑瘤减小切削力（适当增大进给量或降低切削速度）；精加工时需抑制积屑瘤（提高切削速度至高速区或降低至低速区，减小进给量，使用切削液）。2.基准不重合误差是由于定位基准与设计基准不重合引起的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。减小措施：①尽量选择设计基准作为定位基准（基准重合）；②调整定位方案，减少基准转换次数；③提高定位基准与设计基准的位置精度。3.顺铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相同，切削厚度由大变小，无冲击，表面质量好；但会产生水平分力推动工件，需消除丝杠间隙，适用于精加工和薄壁件。逆铣：铣刀旋转方向与进给方向相反，切削厚度由小变大，有冲击，表面质量差；水平分力与进给方向相反，无窜动，适用于粗加工和硬皮工件。4.工艺系统误差来源：①机床误差（几何误差、传动误差、热变形）；②刀具误差（制造误差、磨损）；③夹具误差（定位、夹紧、对刀误差）；④工件误差（装夹变形、残余应力）；⑤测量误差（量具精度、测量方法）；⑥切削过程误差（切削力变形、热变形）。5.主要步骤：①分析零件图和技术要求；②确定生产类型；③选择毛坯类型；④拟定工艺路线（定位基准、加工方法、工序顺序）；⑤确定各工序切削用量和时间定额；⑥填写工艺文件（工艺卡、工序卡）。四、分析题1.可能原因：①车刀磨损（后刀面磨损导致实际背吃刀量增大）；②切削速度过高或进给量过大（导致切削温度升高，工件热膨胀后冷却收缩尺寸偏大；同时表面粗糙度增大）；③顶尖顶紧力不足（工件在切削力作用下产生弹性变形，加工后回弹导致尺寸偏大）；④刀具几何参数不合理（如后角过小，摩擦增大，表面粗糙）。改进措施：①定期换刀或刃磨；②降低切削速度（v=60-80m/min），减小进给量（f=0.15-0.2mm/r）；③调整顶尖顶紧力；④增大后角（α₀=8°-12°），修光刃长度≥1.5f。2.方案一：定位基准为A面（设计基准），基准重合，定位误差Δ定位=0（H方向无基准不重合误差）；方案二：定位基准为C、D面（对称侧面），设计基准为A面，需计算C、D面到A面的位置误差。假设C、D面与A面的垂直度公差为t，则H方向的基准不重合误差Δ不重合=t；同时，C、D面的对称度误差会导致工件在H方向的位移，Δ位移=对称度公差/2。总定位误差Δ定位=Δ不重合+Δ位移≥t+对称度公差/2>0。因此方案一更合理（定位误差为0，可直接保证H尺寸）。五、计算题1.切削力计算：Fc=9.81×2795×3^1.0×0.3^0.75×120^-0.15计算各指数项：0.3^0.75≈0.3^(3/4)=(0.3^3)^(1/4)=0.027^0.25≈0.403120^-0.15=1/(120^0.15)≈1/2.29≈0.437代入得：Fc≈9.81×2795×3×0.403×0.437≈9.81×2795×0.528≈9.81×1475≈14470N切削力主要由主切削力Fc（垂直于基面）、进给抗力Ff（进给方向）和切深抗力Fp（背向力）组成，其中Fc是主要消耗功率的部分。2.工序尺寸计算（从后往前推）：磨外圆工序：设计尺寸φ50h6（0/-0.019），公差0.019mm，工序尺寸=50-0.3=49.7mm（磨前余量0.3mm），磨前工序（精车）的尺寸需保证磨后尺寸，故精车工序尺寸=49.7±(0.019/2)=49.7±0.0095mm？不，应按公差叠加。正确方法：磨外圆工序尺寸：φ50h6（0/-0.019），上偏差ES=0，下偏差EI=-0.019。磨前余量0.3mm，故精车工序尺寸基本尺寸=50-0.3=49.7mm。精车工序公差IT8=0.046mm，需覆盖磨工序的尺寸范围。精车工序的上偏差ES_精=EI_磨+余量公差？不，余量均匀，故精车工序的尺寸应满足：精车后尺寸+磨余量=磨后尺寸。因此，精车工序的上偏差=磨工序的上偏差+余量上偏差（余量均匀，余量公差=0），即ES_精=ES_磨=0；EI_精=EI_磨-余量=-0.019-0.3=-0.319？错误，正确方法是工序尺寸公差按IT等级给定，磨工序尺寸为φ50h6（0/-0.019），精车工序尺寸为φ(50-0.3)±(IT8/2)=φ49.7±0.023mm（IT8=0.046，故上偏差+0.023，下偏差-0.023）；粗车工