(2025年)《机械制造技术基础》考试复习题及答案

(2025年)《机械制造技术基础》考试复习题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.金属切削过程中，切削层参数不包括以下哪项？（）A.切削厚度B.切削宽度C.切削面积D.切削速度答案：D2.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）答案：D3.普通车床的主运动是（）A.工件的旋转运动B.刀具的横向进给运动C.刀具的纵向进给运动D.尾座的移动答案：A4.机械加工工艺规程中，“工序”的定义是（）A.一个工人在一台机床上完成的全部加工内容B.一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程C.工件在一次装夹中完成的加工内容D.刀具在加工表面上连续切削一次所完成的加工内容答案：B5.精基准选择时，“基准重合”原则指的是（）A.设计基准与工序基准重合B.设计基准与定位基准重合C.定位基准与测量基准重合D.工序基准与测量基准重合答案：B6.车削加工中，若刀具主偏角增大，通常会导致（）A.切削力增大B.刀具寿命延长C.加工表面粗糙度降低D.径向力减小答案：D7.下列哪项不属于机械加工表面质量的范畴？（）A.表面粗糙度B.表层加工硬化C.表面残余应力D.零件尺寸精度答案：D8.夹具中，“对刀元件”的主要作用是（）A.确定工件与刀具的相对位置B.夹紧工件防止加工中位移C.确定工件在夹具中的位置D.提高夹具的刚性答案：A9.加工细长轴时，为减少弯曲变形，通常采用（）A.大主偏角车刀B.小主偏角车刀C.大前角车刀D.小前角车刀答案：A10.下列哪种加工方法属于特种加工？（）A.数控铣削B.电火花加工C.滚齿加工D.磨削加工答案：B二、简答题（每题6分，共30分）1.简述车刀前角的作用及选择原则。答案：前角是刀具前刀面与基面的夹角，主要影响切削变形、切削力、刀具寿命和加工表面质量。前角增大时，切削刃锋利，切削变形减小，切削力降低，但刀具强度和散热能力下降。选择原则：加工塑性材料（如钢）时，前角应较大；加工脆性材料（如铸铁）时，前角应较小；刀具材料强度高（如高速钢）可选用较大前角，硬质合金前角相对较小；粗加工时为保证刀具强度，前角较小，精加工时为提高表面质量，前角较大。2.机械加工工艺规程的主要作用有哪些？答案：（1）指导生产的主要技术文件，是安排生产计划、调度工人操作的依据；（2）新产品投产前，是进行技术准备和生产准备的基础；（3）新建或扩建车间（工厂）时，是确定设备、人员、场地等的原始资料；（4）工艺规程是工艺技术交流和经验总结的载体，有助于提高整体制造水平。3.简述定位误差的定义及其主要来源。答案：定位误差是指由于工件在夹具中定位不准确而引起的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。主要来源包括：（1）基准不重合误差：定位基准与工序基准不重合导致的误差；（2）基准位移误差：定位基准与限位基准（夹具定位元件工作表面）不重合，或定位副制造误差引起的定位基准位置变动误差。4.影响加工表面粗糙度的主要因素有哪些？答案：（1）切削用量：进给量增大，残留面积高度增加，粗糙度增大；切削速度在低速（易产生积屑瘤）和高速（塑性变形剧烈）时粗糙度较大，中速时较小（但具体需结合材料）。（2）刀具几何参数：主偏角、副偏角减小，刀尖圆弧半径增大，可降低残留面积高度；前角增大，切削变形减小，粗糙度降低。（3）工件材料：塑性材料易产生积屑瘤和鳞刺，粗糙度较大；脆性材料切屑易崩碎，表面较粗糙但均匀。（4）切削液：合理使用切削液可减少摩擦和切削热，抑制积屑瘤，降低粗糙度。5.简述磨削加工的特点及应用范围。答案：特点：（1）加工精度高（IT6~IT5），表面粗糙度低（Ra0.8~0.1μm）；（2）砂轮具有自锐性，切削性能可部分恢复；（3）磨削温度高，易导致工件表面烧伤或残余应力；（4）可加工高硬度材料（如淬火钢、硬质合金）。应用范围：主要用于零件的精加工（如内外圆、平面、螺纹、齿轮齿面等），以及难加工材料的成型加工。三、计算题（每题10分，共30分）1.某外圆车削工序，工件直径D=60mm，主轴转速n=600r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=2mm。计算切削速度vc、材料切除率Q和基本时间t（加工长度L=100mm，切入切出量l1+l2=5mm）。答案：（1）切削速度vc=πDn/1000=3.14×60×600/1000=113.04m/min（2）材料切除率Q=1000apfvc=1000×2×0.2×113.04=45216mm³/min（或Q=apfvn=2×0.2×600×(π×60/4)=计算结果一致）（3）基本时间t=(L+l1+l2)/(fn)=(100+5)/(0.2×600)=105/120=0.875min2.如图所示（假设图示为阶梯轴，设计尺寸A=50±0.1mm，以大端端面为基准加工小端端面，定位基准为大端外圆下母线，工序尺寸为B，定位误差需考虑V形块定位外圆的基准位移误差），已知工件外圆直径d=φ30±0.1mm，V形块夹角α=90°，求工序尺寸B的公差及定位误差。答案：（1）基准位移误差Δjw=d/(2sin(α/2))×Δd=(30)/(2×sin45°)×0.2=30/(2×0.7071)×0.2≈4.24mm（注：Δd为直径公差，此处取0.2mm）（2）设计尺寸A的工序基准为小端端面，定位基准为大端外圆下母线，若工序尺寸B以定位基准为起点，则B=A+偏移量（需结合具体几何关系）。假设设计基准与工序基准重合，定位误差为Δjw=4.24mm，因此工序尺寸B的公差需满足A的公差要求，即B的公差=A的公差+定位误差=0.2+4.24=4.44mm（实际需根据尺寸链计算，此处为简化示例）。3.某箱体零件孔系加工，采用“先面后孔”原则，加工路线为：粗铣顶面→精铣顶面→粗镗孔→半精镗孔→精镗孔。已知精镗孔的工序余量为0.3mm，半精镗后的尺寸公差为IT10（0.08mm），精镗的尺寸公差为IT7（0.03mm）。试计算：（1）半精镗工序的基本尺寸；（2）精镗工序的上、下偏差。答案：（1）设最终孔的基本尺寸为D，则精镗工序的基本尺寸=D（因为余量是单边，精镗余量0.3mm，故半精镗后的基本尺寸=D-0.3mm）。（2）半精镗后的尺寸公差为IT10（0.08mm），假设半精镗尺寸为D-0.3±0.04mm；精镗工序需保证最终尺寸D±0.015mm（IT7公差0.03mm），因此精镗的上偏差=+0.015mm，下偏差=+0.015mm-0.3mm（余量）+半精镗下偏差（-0.04mm）=具体需按尺寸链计算，正确应为：精镗工序的上偏差=最终上偏差+余量=+0.015+0.3=+0.315mm；下偏差=最终下偏差+余量=-0.015+0.3=+0.285mm（注：余量为单边，实际计算需考虑工序尺寸的方向）。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某工厂加工一批45钢轴类零件（直径φ50mm，长度500mm），要求外圆尺寸精度IT7（0.025mm），表面粗糙度Ra0.8μm。现有加工方案：粗车→半精车→精车。但实际生产中发现，精车后尺寸超差（部分零件偏大，部分偏小），且表面粗糙度不稳定（Ra1.6~0.4μm）。试分析可能原因及改进措施。答案：可能原因：（1）尺寸超差：机床精度不足（如导轨直线度误差、主轴径向跳动）；刀具磨损未及时补偿；测量误差；工件热变形（粗车后未充分冷却，精车时温度下降导致收缩）。（2）表面粗糙度不稳定：切削用量选择不当（如进给量波动、切削速度未避开积屑瘤敏感区）；刀具几何参数不合理（如刀尖圆弧半径过小、后角磨损）；切削液供应不充分；工件材料硬度不均匀（45钢未正火处理，组织不一致）。改进措施：（1）尺寸精度：检查机床精度，调整或维修导轨、主轴；采用自动补偿装置（如数控车床的刀具磨损补偿）；粗车后增加冷却时间，精车时控制切削热；使用高精度测量工具（如千分尺、量块）。（2）表面粗糙度：优化切削用量（提高切削速度至80~120m/min，降低进给量至0.08~0.15mm/r）；选用合适刀具（硬质合金或涂层刀具，刀尖圆弧半径0.8~1.2mm）；充分浇注切削液（乳化液或极压切削油）；对45钢进行正火预处理，细化组织。2.如图所示（假设为套筒零件，内孔φ30H7（+0.021mm），外圆φ50h6（-0.016mm），端面A与内孔轴线垂直度要求0.02mm），需设计专用夹具在数控铣床上加工端面A。试说明夹具设计的关键要点，包括定位方案、夹紧方案及误差控制措施。答案：定位方案：（1）主定位基准：以套筒外圆φ50h6为定位基准，采用V形块或圆孔定位（因外圆精度高，圆孔定位更稳定），限制工件沿X、Y轴的移动及绕X、Y轴的转动；（2）辅助定位基准：以内孔φ30H7为辅助基准，采用心轴或定位销，限制绕Z轴的转动；（3）支撑面：在端面A的对面设置支撑块，限制沿Z轴的移动，实现完全定位。夹紧方案：采用螺旋夹紧机构或气动夹紧，夹紧力作用点应靠近加工面（端面A），避免工件变形；夹紧方向垂直于定位