2026年增材制造后处理打磨工岗位实操考核试题及答案

2026年增材制造后处理打磨工岗位实操考核试题及答案一、单选题（每题2分，共20分）1.在激光选区熔化（SLM）铝合金零件后处理中，以下哪种打磨方式最适合去除支撑残留且不影响薄壁结构？A.角磨机配60#锆刚玉砂轮B.气动笔形打磨机配800#氧化铝海绵砂C.超声波振动打磨棒配碳化硅膏D.手提拉丝机配尼龙轮答案：B解析：薄壁结构对切削力敏感，气动笔形打磨机可精准控制压力，800#海绵砂切削力温和，能在不造成薄壁变形的前提下去除支撑残留。A切削力过大易变形；C对铝合金效率低；D仅适合外观拉丝。2.钛合金打印件经热等静压（HIP）后，表面形成0.15mm厚的α-case层，优先采用哪道工序去除？A.玻璃珠喷砂0.2MPaB.碳化硅湿喷砂0.4MPaC.草酸阳极氧化D.氢氟酸+硝酸酸洗答案：D解析：α-case层为高硬度富氧层，酸洗可均匀溶解而不引入额外应力；喷砂会残留压应力且可能嵌入陶瓷颗粒；阳极氧化反而增厚氧化层。3.对316L不锈钢打印件内流道（Ø3mm）进行内表面抛光，Ra从8μm降至0.8μm，应首选：A.磁力研磨B.电解抛光C.磨粒流加工D.液体喷砂答案：C解析：磨粒流（AbrasiveFlowMachining）可在复杂内流道形成均匀切削，Ra降低效率最高；磁力研磨对长径比>10的细孔效果差；电解抛光需专用夹具且易过腐蚀；液体喷砂无法深入内腔。4.使用五轴机器人砂带机打磨镍基合金薄壁叶片时，为抑制共振，下列参数设置正确的是：A.砂带线速度30m/s，接触轮硬度ShoreA90B.砂带线速度18m/s，接触轮硬度ShoreA60C.砂带线速度25m/s，接触轮硬度ShoreA80，加阻尼垫D.砂带线速度15m/s，接触轮硬度ShoreA45，空冷答案：C解析：镍基合金导热差，线速度过高易烧伤；速度过低则颤刀。ShoreA80配合阻尼垫可吸收振动，25m/s兼顾效率与表面质量。5.对PA12SLS打印件进行染色+蒸汽平滑后，发现局部发白，最可能原因是：A.染料粒径>200nmB.蒸汽腔体氧含量>8%C.打磨时静电导致表面裂纹D.染色前未做超声波清洗答案：B解析：氧含量过高会使表面重新氧化，形成微孔散射光线而发白；染料粒径影响色牢度但不致发白；静电裂纹肉眼可见；清洗不足影响色牢度而非发白。6.对铜合金随形冷却模具内流道抛光后，要求保持±0.05mm尺寸精度，应优先采用哪种在线测量？A.激光三角位移传感器B.气动量仪C.内窥镜+比对刻度D.柔性塞规+电感测头答案：D解析：柔性塞规可沿弯曲流道滑动，电感测头分辨率达0.5μm，能在机测量；激光三角法受金属光泽影响；气动量仪需直孔；内窥镜精度不足。7.在打磨碳纤维增强PEEK打印件时，发现表面出现“毛刺”状纤维拉出，应：A.提高砂纸目数至2000#B.降低打磨压力至0.1MPa并改用金刚石砂纸C.增加冷却液流量至15L/minD.改用羊毛轮+氧化铝抛光膏答案：B解析：碳纤维硬度高，普通氧化铝砂纸钝化后反而拉扯基体；金刚石砂纸锋利，低压力可切断纤维而非拉出；提高目数仅降低切削力但不解决拉扯；冷却液对热塑性基体有效，但非主因。8.对18Ni300马氏体时效钢打印件进行镜面抛光，要求Ra≤0.02μm，下列顺序合理的是：A.400#→800#→1200#→3μm金刚石→1μm金刚石→0.05μmSiO₂抛光液B.600#→1200#→9μm金刚石→3μm金刚石→0.3μmAl₂O₃C.400#→600#→9μm金刚石→0.05μmCeO₂D.800#→2000#→1μm金刚石→0.02μm胶体SiO₂答案：A解析：18Ni300硬度高，需逐级去除前道划痕，金刚石研磨后接SiO₂化学机械抛光可快速达到镜面；B跳级易留深划痕；C缺少中间级；D起始目数过高，效率低。9.在打磨CoCrMo牙科支架时，为减少金属离子释放，应控制打磨区温度低于：A.80℃B.120℃C.180℃D.250℃答案：A解析：CoCrMo在>80℃时表面氧化膜增厚，导致Co、Cr离子释放增加；牙科要求生物安全性高，需低温加工。10.对大型TPU鞋中底进行批量打磨，要求表面粗糙度Ra4±1μm，应选用：A.六轴机器人+240#砂纸辊B.输送带通过式+320#尼龙刷C.手工台+400#海绵砂D.滚筒式+碳化硅磨料答案：B解析：TPU软质，滚筒易压扁；手工效率低；机器人成本高；通过式尼龙刷可连续加工，320#刷丝切削量适中，Ra稳定。二、多选题（每题3分，共30分，多选少选均不得分）11.以下哪些措施可有效降低钛合金打印件在打磨过程中的表面污染？A.使用陶瓷砂轮而非碳化硅B.打磨区通Ar保护气C.砂轮线速度控制在15–20m/sD.每道次更换新砂纸E.加工后立即放入无水乙醇保存答案：B、C、E解析：Ar气抑制氧化；低速减少温升；无水乙醇防止大气污染。陶瓷砂轮仍含Al₂O₃，可能污染；频繁换砂纸成本高且非必要。12.对AlSi10Mg薄壁件（壁厚0.8mm）进行机器人砂带打磨时，为控制变形，应：A.采用6mm宽窄砂带B.接触轮包覆2mm聚氨酯C.工件背面贴5mm硅胶支撑D.砂带张力设定为15NE.采用顺磨方式答案：A、B、C、E解析：窄砂带减少接触面积；聚氨酯缓冲；硅胶支撑抵消法向力；顺磨切削力小。张力15N过大，易拉弯薄壁，应<10N。13.关于磨粒流加工，下列说法正确的是：A.磨粒浓度越高，表面粗糙度下降越快B.黏度高的基体适合抛光复杂内腔C.挤压压力升高，材料去除率线性增加D.可同步去除微毛刺并改善疲劳强度E.对硬质合金需采用金刚石磨粒答案：B、D、E解析：高黏度保持磨粒均匀分布；去除微毛刺减少应力集中；硬质合金需金刚石。磨粒浓度过高易堵塞；去除率随压力升高但非线性。14.对PEEK打印件进行蒸汽平滑后，若需局部打磨重新纹理化，应：A.采用400#砂纸湿磨B.打磨后超声波清洗15minC.用IPA擦拭去除静电D.表面电晕处理增加润湿E.打磨区温度控制在40℃以下答案：A、B、E解析：湿磨防热损伤；超声去除碎屑；低温防再熔。IPA对PEEK无静电改善；电晕处理用于粘接，与纹理无关。15.在打磨镍基单晶叶片时，为避免再结晶，应：A.采用金刚石砂轮B.每道次切削深度<5μmC.冷却液温度保持5℃D.砂轮粒度≤800#E.加工后立刻进行固溶热处理答案：A、B、C解析：小切削量+低温抑制塑性变形；金刚石减少摩擦热。粒度>800#效率低；固溶热处理反而促进再结晶。16.对SUS17-4PH打印件进行电解抛光时，出现点蚀的原因可能为：A.电解液Cl⁻含量>50ppmB.电流密度>12A/dm²C.电解液温度>75℃D.抛光时间>8minE.工件表面未除磁答案：A、B、C解析：Cl⁻破坏钝化膜；高电流密度与高温协同导致过腐蚀。时间延长仅影响尺寸；除磁与点蚀无关。17.以下哪些后处理组合可在保证尺寸的前提下，将CoCrMo牙科冠Ra从6μm降至0.1μm？A.320#砂轮→9μm金刚石→电解抛光B.400#砂纸→磨粒流→0.5μmAl₂O₃抛光膏C.600#砂带→氢氟酸酸洗→磁力研磨D.800#砂纸→胶体SiO₂化学机械抛光E.200#砂轮→草酸电解→超声清洗答案：A、B、D解析：A、B、D逐级去除并兼顾效率；C酸洗后尺寸失控；E起始粗糙，电解难均匀。18.对大型尼龙砂芯（1200×400×300mm）进行表面封闭后打磨，应：A.采用负压吸附固定B.使用240#氧化铝砂纸C.每30min测量一次重量损失D.环境温度保持23±2℃E.佩戴N95口罩答案：A、B、C、D解析：尼龙易吸湿变形，需恒温恒湿；负压吸附防抖动；重量损失监控材料去除。N95无法拦截纳米粉尘，需P99。19.在打磨氧化锆陶瓷打印件时，为减少崩边，应：A.采用树脂结合剂金刚石砂轮B.砂轮线速度25m/sC.工件边缘预倒角0.2mmD.冷却液添加0.5wt%羧甲基纤维素E.采用逆磨方式答案：A、C、D解析：树脂结合剂弹性好；预倒角分散应力；纤维素减少冲击。线速度应<20m/s；逆磨增加崩边风险。20.对镁合金打印件进行打磨时，为防爆，应：A.采用湿式吸尘器B.砂纸为碳化硅材质C.打磨区相对湿度>75%D.使用防爆灯（ExdIIBT4）E.现场放置D类灭火器答案：A、C、D、E解析：镁粉易燃易爆，需湿式集尘、高湿环境、防爆电器及D类灭火剂。砂纸材质对防爆无直接影响。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）21.对钛合金打印件进行喷砂后，表面粗糙度Sa一定随压力升高而线性增加。答案：×解析：Sa增长呈非线性，高压下颗粒破碎二次切削，增长趋缓。22.采用激光喷丸可在打磨前预先引入压应力，提高Ti-6Al-4V疲劳寿命。答案：√解析：激光喷丸引入的压应力可抵消后续打磨拉应力，延迟裂纹萌生。23.对聚苯乙烯（PS）打印件进行蒸汽平滑时，丙酮蒸汽浓度越高，表面光泽度越高，尺寸变化越小。答案：×解析：高浓度丙酮溶解过度，导致尺寸收缩与圆角。24.在机器人打磨路径规划中，采用NURBS曲线比直线插补更能减少换向冲击。答案：√解析：NURBS曲线连续可导，加速度变化平滑，减少冲击。25.对钴铬合金进行磁力研磨时，增加不锈钢磁针直径可提高材料去除率，但会降低表面光泽度。答案：√解析：大直径磁针切削力大，划痕粗，光泽下降。26.对铝件进行电解抛光时，采用脉冲电源比直流电源更易获得镜面。答案：√解析：脉冲可及时排出气泡，减少流痕，提高镜面一致性。27.对TPU打印件进行冷冻打磨（-50℃）可提高尺寸精度，但会降低疲劳寿命。答案：√解析：低温使TPU进入玻璃态，减少弹性回弹，但引入微裂纹降低疲劳。28.在打磨氧化铝陶瓷时，采用超声辅助可降低表面粗糙度30%以上。答案：√解析：超声高频冲击使脆性材料微断裂更均匀，降低Ra。29.对17-4PH不锈钢打印件进行酸洗钝化后，表面接触角一定大于90°。答案：×解析：钝化膜亲水性增强，接触角通常<60°。30.采用真空夹具固定薄壁钛合金件时，真空度越高，越容易引起塑性压痕。答案：√解析：高真空度增大吸附压强，薄壁易生压痕。四、计算题（每题10分，共20分）31.某CoCrMo牙科冠打印件需从内表面去除0.08mm余量，内腔为U形通道，等效直径4mm，长度18mm。采用磨粒流加工，磨粒为B4C，粒径45μm，基体黏度800Pa·s，挤压压力5MPa，实验测得去除率函数为MRR=0.45×P¹·²·√d/η（μm/min）其中P为压力（MPa），d为粒径（μm），η为黏度（Pa·s）。求：单侧加工时间（min），使内表面Ra从1.5μm降至0.3μm，经验表明需去除厚度为ΔZ=3Ra。解：ΔZ=3×(1.5−0.3)=3.6μmMRR=0.45×5¹·²×√45/800=0.45×6.899×6.708/800=0.45×46.28/800=0.026μm/mint=ΔZ/MRR=3.6/0.026≈138min答：单侧需138min，双侧可同步加工，总时间138min。32.某AlSi10Mg薄壁件（弹性模量E=69GPa，屈服强度σ₀.₂=240MPa，厚度t=1mm，悬伸长度L=30mm）在机器人砂带打磨时，接触轮法向力Fn=5N，砂带与工件摩擦因数μ=0.3，求最大挠度δ，并判断是否超过弹性极限。解：均布载荷q=μFn/L=0.3×5/0.03=50N/m惯性矩I=bt³/12，设宽度b=10mm=0.01mI=0.01×(0.001)³/12=8.33×10⁻¹³m⁴δ_max=qL⁴/(8EI)=50×(0.03)⁴/(8×69×10⁹×8.33×10⁻¹³)=50×8.1×10⁻⁷/(4.6×10⁻³)=8.8×10⁻³m=8.8mm应力σ=My/I，M=qL²/2=50×0.03²/2=0.0225N·my=t/2=0.5mm=5×10⁻⁴mσ=0.0225×5×10⁻⁴/8.33×10⁻¹³=13.5MPa13.5MPa<240MPa，未屈服。答：最大挠度8.8mm，未超弹性极限，但需支撑防变形。五、实操题（共70分）33.工件：Ti-6Al-4V航空叶片打印件，尺寸120×40×15mm，壁厚1.2mm，要求：（1）去除支撑残留Ra≤0.8μm；（2）根部过渡区抛光至镜面Ra≤0.05μm；（3）加工后表面无污染、无烧伤、无变形。现场设备：五轴机器人+气动笔形打磨机+超声清洗槽+酸洗钝化线。请写出完整工序卡（30分），并现场演示根部镜面抛光（40分）。工序卡（示例）：1.前检：三坐标测变形<0.05mm，记录初始Ra=6.3μm。2.装夹：真空吸附+背面硅胶支撑，真空度−60kPa。3.粗磨：气动笔形机+800#碳化硅海绵砂，线速度15m/s，压力0.08MPa，顺磨，去除支撑痕迹，Ra降至1.2μm。4.半精磨：1200#海绵砂，压力0.05MPa，超声清洗5min，Ra0.4μm。5.精磨：3μm金刚石抛光垫，压力0.03MPa，线速度10m/s，酒精润滑，Ra0.08μm。6.镜面抛光：0.05μm胶体SiO₂+聚氨酯抛光垫，压力0.01MPa，线速度8m/s，时间8min，Ra0.03μm。7.清洗：超声+去离子水15min，风干。8.酸洗：HF+HNO₃体积比1:30，温度25℃，时间30s，去除α-case。9.钝化：40%HNO₃，温度50℃，时间20min。10.终检：白光干涉仪测Ra=0.032μm，三坐标变形0.012mm，合格。现场演示评分要点：装夹无压痕（5分）压力曲线实时监控，波动<±0.002MPa（10分）抛光垫与曲面贴合率>90%（10分）最终Ra≤0.05μm（10分）无烧伤、污染（5分）34.工件：316L复杂内流道（蛇形，Ø6mm，长600mm），要求Ra从10μm降至0.8μm，保持尺寸±0.05mm。现场提供磨粒流设备，B4C粒径60μm，基体黏度1200Pa·s，最大压力7MPa。请设计工艺参数并计算加工时间（20分），随后现场操作并测量（50分）。设计：ΔZ=3Ra=3×(10−0.8)=27.6μmMRR=0.45×7¹·²×√60/1200=0.45×10.63×7.746/1200=0.031μm/mint=27.6/0.031=890min≈14.8h采用双向循环，4次装夹，每次222min，合计14.8h。现场操作评分：磨粒配比误差<±2%（10分）压力稳定±0.1MPa（10分）流道进出口压差<0.2MPa（10分）内窥镜无残留划痕（10分）最终Ra0.75μm（10分）六、故障分析题（每题15分，共30分）35.某次打磨CoCrMo桥冠时，机器人报“力控超差”，检查发现抛光垫边缘出现环形亮带，Ra反而从0.08μm升至0.15μm。请分析原因并给出解决措施。原因：1.抛光垫老化，表面釉化，切削力下降，机器人力控为维持设定MRR自动升高压力，导致局部过热，产生亮带。2.亮带为再沉积层，含Co、Cr氧化物，粗糙度升高。措施：立即更换新抛光垫，重新校准力传感器（5分）降低线速度至