2026年机械工程师职称考试机械零件加工工艺操作题

2026年机械工程师职称考试机械零件加工工艺操作题一、零件加工工艺规程制定（共3题，每题20分）第1题（10分）题目：某重型机械厂需加工一批轴类零件，材料为45钢，零件尺寸要求如下：外圆Φ50±0.03mm，长度200mm，表面粗糙度Ra1.6μm。试制定该零件的机械加工工艺规程，包括毛坯选择、加工工序安排、各工序的加工余量、公差及表面粗糙度要求。答案：1.毛坯选择：采用锻造毛坯，以保证材料内部组织致密，强度高。2.加工工序安排：-下料：热轧圆钢Φ60mm×220mm。-锻造：两端倒棱，外圆Φ60mm，长度220mm。-正火：消除内应力，改善切削性能。-粗车：外圆至Φ51.5mm，长度195mm，表面粗糙度Ra12.5μm。-调质：淬火+高温回火，提高综合力学性能。-半精车：外圆至Φ50.5mm，长度200mm，表面粗糙度Ra3.2μm。-精车：外圆至Φ50±0.03mm，长度200mm，表面粗糙度Ra1.6μm。-检验：检查尺寸、形位公差及表面粗糙度。3.加工余量及公差：-粗车余量：3mm。-半精车余量：0.5mm。-精车余量：0.2mm。-公差：Φ50±0.03mm，全长直线度0.02mm。解析：锻造毛坯能保证材料均匀性，正火提高切削性。调质处理提升强度和韧性。粗车、半精车、精车逐步达到尺寸和精度要求，精车保证最终精度和表面质量。第2题（10分）题目：某汽车零部件企业需加工一批齿轮轴，材料为20CrMnTi，零件尺寸要求如下：外圆Φ30±0.021mm，键槽深4±0.1mm，表面粗糙度Ra0.8μm。试制定该零件的机械加工工艺规程，包括毛坯选择、热处理、加工工序安排。答案：1.毛坯选择：采用热轧圆钢Φ35mm×250mm。2.热处理：-正火：消除内应力，改善切削性能。-渗碳：表面渗碳，提高硬度。-淬火+低温回火：渗碳层硬度≥58HRC。3.加工工序安排：-下料：热轧圆钢Φ35mm×250mm。-锻造：两端倒棱，外圆Φ35mm，长度250mm。-正火：消除内应力。-粗车：外圆至Φ31.5mm，长度245mm，表面粗糙度Ra12.5μm。-半精车：外圆至Φ31mm，长度245mm，表面粗糙度Ra3.2μm。-渗碳：深度0.8mm。-淬火+低温回火：渗碳层硬度≥58HRC。-精车：外圆至Φ30±0.021mm，表面粗糙度Ra0.8μm。-插键槽：键槽深4±0.1mm，表面粗糙度Ra3.2μm。-检验：检查尺寸、硬度及表面质量。解析：20CrMnTi适合渗碳处理，提高表面硬度。正火改善切削性，渗碳后淬火提升耐磨性。精车和插键槽保证最终精度。第3题（10分）题目：某工程机械厂需加工一批花键轴，材料为40Cr，零件尺寸要求如下：外圆Φ40±0.025mm，花键槽宽6±0.05mm，齿数24，齿形角30°。试制定该零件的机械加工工艺规程，包括毛坯选择、热处理、加工工序安排。答案：1.毛坯选择：采用热轧圆钢Φ42mm×300mm。2.热处理：-正火：消除内应力，改善切削性能。-调质：淬火+高温回火，提高综合力学性能。3.加工工序安排：-下料：热轧圆钢Φ42mm×300mm。-锻造：两端倒棱，外圆Φ42mm，长度300mm。-正火：消除内应力。-粗车：外圆至Φ41.5mm，长度295mm，表面粗糙度Ra12.5μm。-半精车：外圆至Φ41mm，长度295mm，表面粗糙度Ra3.2μm。-调质：硬度250HBW。-粗车花键：花键槽宽6.5mm。-半精车花键：花键槽宽6.2mm。-精车花键：花键槽宽6±0.05mm，齿形角30°，表面粗糙度Ra1.6μm。-检验：检查尺寸、形位公度及表面质量。解析：40Cr适合调质处理，提高强度和韧性。花键加工需分粗、半精、精车，确保齿形精度和表面质量。二、加工设备选用与参数设置（共2题，每题15分）第1题（15分）题目：某模具厂需加工一批模具型腔，材料为Cr12MoV，型腔尺寸为80mm×60mm×40mm，型腔表面粗糙度Ra0.2μm。试选择合适的加工设备，并确定主要加工参数（切削速度、进给量、切削深度）。答案：1.加工设备：立式加工中心，配备硬质合金刀具。2.加工参数：-切削速度：120m/min。-进给量：0.1mm/r。-切削深度：2mm（分层加工）。解析：Cr12MoV硬度高，选择加工中心保证精度和效率。硬质合金刀具适合高速切削，分层加工避免刀具磨损。第2题（15分）题目：某航空航天企业需加工一批飞机结构件，材料为铝合金Al6061，零件尺寸为150mm×100mm×50mm，表面粗糙度Ra0.8μm。试选择合适的加工设备，并确定主要加工参数。答案：1.加工设备：立式加工中心，配备高速钢刀具。2.加工参数：-切削速度：200m/min。-进给量：0.2mm/r。-切削深度：1mm（分层加工）。解析：铝合金切削性能好，选择高速钢刀具。高速切削中心保证加工效率，分层加工减少切削力。三、加工工艺问题分析（共2题，每题15分）第1题（15分）题目：某企业加工一批轴承座，材料为HT250，加工后发现外圆出现振纹，表面粗糙度不达标。试分析原因并提出改进措施。答案：1.原因分析：-切削参数不当：切削速度过高或进给量过大。-刀具问题：刀具磨损或安装不当。-机床振动：主轴或进给系统不稳定。-切削液不足：润滑冷却效果差。2.改进措施：-降低切削速度，减小进给量。-更换新刀具，确保安装牢固。-检查机床，减少振动。-加强切削液供给，改善润滑冷却。解析：振纹主要由切削参数和机床振动引起，调整参数并优化润滑可改善问题。第2题（15分）题目：某企业加工一批薄壁零件，材料为低碳钢，加工后发现零件变形严重。试分析原因并提出改进措施。答案：1.原因分析：-切削力过大：切削深度或进给量过大。-夹紧力不当：夹紧力过大导致零件变形。-切削液不