加工制造概论考试题库及答案

加工制造概论考试题库及答案一、选择题1.以下哪种加工方法不属于切削加工？（）A.车削B.磨削C.铸造D.铣削答案：C。铸造是将液态金属浇入铸型中，待其冷却凝固后获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法，不属于切削加工。车削、磨削、铣削都是通过刀具与工件之间的相对运动切除材料的切削加工方法。2.普通车床的主运动是（）。A.刀架的纵向运动B.刀架的横向运动C.工件的旋转运动D.主轴的轴向运动答案：C。在普通车床加工中，主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，普通车床的主运动是工件的旋转运动。刀架的纵向和横向运动是进给运动，主轴一般没有轴向运动用于切削。3.下列刀具材料中，硬度最高的是（）。A.高速钢B.硬质合金C.陶瓷D.金刚石答案：D。金刚石是自然界中硬度最高的物质，在刀具材料中，金刚石的硬度最高。高速钢硬度一般，硬质合金硬度较高，陶瓷硬度也较高，但都不如金刚石。4.磨削加工时，砂轮的磨削速度一般（）。A.低于10m/sB.在1020m/s之间C.在2030m/s之间D.高于30m/s答案：D。磨削加工时，砂轮的磨削速度通常较高，一般高于30m/s。高速的磨削速度可以保证良好的磨削效果和加工质量。5.加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度，以下属于形状精度的是（）。A.圆柱度B.平行度C.垂直度D.同轴度答案：A。形状精度是指零件的实际形状与理想形状的接近程度，圆柱度是形状精度的一项指标。平行度、垂直度、同轴度都属于位置精度，反映的是零件表面或轴线之间的位置关系。二、填空题1.金属切削过程中，切削层金属经历了______、______和______三个变形阶段。答案：弹性变形、塑性变形、挤裂或切离。在金属切削过程中，切削层金属首先产生弹性变形，随着刀具继续切入，开始产生塑性变形，最后被挤裂或切离形成切屑。2.机床的传动系统中，常用的传动副有______、______、______和______等。答案：带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠螺母传动。这些传动副在机床传动系统中广泛应用，带传动可实现远距离传动和平稳传动，齿轮传动可实现准确的传动比，蜗轮蜗杆传动可实现较大的传动比，丝杠螺母传动可将回转运动转换为直线运动。3.影响切削力的主要因素有______、______、______和______等。答案：工件材料、切削用量、刀具几何参数、切削液。工件材料的硬度、强度等力学性能不同，切削力不同；切削用量（切削速度、进给量、背吃刀量）越大，切削力越大；刀具的前角、后角、主偏角等几何参数会影响切削力的大小；使用合适的切削液可以减小切削力。4.表面质量主要包括______、______和______三个方面。答案：表面粗糙度、表面层加工硬化、表面层残余应力。表面粗糙度反映了零件表面的微观几何形状误差，表面层加工硬化是指零件表面在加工后硬度提高的现象，表面层残余应力会影响零件的疲劳强度和尺寸稳定性。5.机械加工工艺过程由一系列的______组成，每个______又可分为安装、工位、工步和走刀。答案：工序、工序。机械加工工艺过程是按一定顺序逐步改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等，直至成为合格零件的过程，它由一系列工序组成。工序是指一个或一组工人，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一部分工艺过程。三、判断题1.刀具的前角越大，切削越省力，所以前角越大越好。（）答案：错误。刀具前角增大可以减小切削变形，使切削力减小，切削越省力，但前角过大，会使刀具的楔角减小，刀具强度降低，散热条件变差，容易导致刀具磨损甚至崩刃，所以前角并不是越大越好，需要根据具体的加工情况合理选择。2.粗加工时，应选择较小的背吃刀量和进给量，较高的切削速度，以保证加工效率。（）答案：错误。粗加工的主要目的是尽快切除大部分加工余量，应选择较大的背吃刀量和进给量，较低的切削速度。因为较大的背吃刀量和进给量可以在单位时间内切除更多的材料，提高加工效率，而较低的切削速度可以减少刀具磨损。3.磨削加工能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度，所以磨削加工主要用于精加工。（）答案：正确。磨削加工是一种精密加工方法，砂轮的磨粒具有很高的硬度和锋利的刃口，能切除极薄的金属层，因此可以获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度，常用于零件的精加工。4.工艺系统的几何误差主要包括机床的几何误差、刀具的几何误差和夹具的几何误差。（）答案：正确。工艺系统是由机床、刀具、夹具和工件组成的一个完整系统，工艺系统的几何误差主要来源于机床、刀具和夹具的制造误差、安装误差等，这些几何误差会直接影响零件的加工精度。5.加工硬化现象对零件的使用性能只有不利影响。（）答案：错误。加工硬化现象对零件的使用性能既有有利的一面，也有不利的一面。有利方面是可以提高零件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度；不利方面是会使后续加工难度增加，切削力增大，刀具磨损加剧等。四、简答题1.简述切削用量三要素及其对切削力的影响。答：切削用量三要素是指切削速度\(v_c\)、进给量\(f\)和背吃刀量\(a_p\)。背吃刀量\(a_p\)对切削力的影响：背吃刀量增大时，切削层面积成正比增大，切削力也成正比增大。例如，当背吃刀量增加一倍时，切削力也大致增加一倍。进给量\(f\)对切削力的影响：进给量增大，切削层面积增大，切削力增大，但切削力的增大程度小于进给量的增大程度。一般情况下，进给量增加一倍，切削力增加60%80%。切削速度\(v_c\)对切削力的影响：在低速和中速范围内，随着切削速度的增加，切削力有所减小；在高速范围内，切削力随切削速度的变化较小。这是因为在低速和中速时，切削温度较低，积屑瘤的产生和消失会影响切削力，而在高速时，切削温度升高，材料的塑性变形能力增强，切削力相对稳定。2.简述机床夹具的作用。答：机床夹具的作用主要有以下几点：保证加工精度：通过夹具对工件进行正确的定位和夹紧，可以使工件相对于刀具和机床保持正确的位置，从而保证加工精度。例如，在铣床上使用夹具加工平面，可以保证平面的平整度和尺寸精度。提高生产效率：使用夹具可以快速地安装和定位工件，减少了工件的装夹时间，提高了生产效率。特别是在批量生产中，夹具的使用可以大大缩短辅助时间，提高加工效率。扩大机床的工艺范围：通过设计不同类型的夹具，可以在同一台机床上加工不同形状和尺寸的工件，扩大了机床的工艺范围。例如，在普通车床上使用专用夹具可以加工偏心轴等特殊零件。减轻工人的劳动强度：使用夹具可以使工件的装夹更加方便和省力，减轻了工人的劳动强度，同时也提高了操作的安全性。3.简述提高零件表面质量的措施。答：提高零件表面质量可以从以下几个方面采取措施：合理选择切削用量：选择较小的进给量和背吃刀量，适当提高切削速度，可以减小表面粗糙度。例如，在精加工时，采用较小的进给量可以使切削痕迹更细密，从而降低表面粗糙度。选择合适的刀具几何参数：增大刀具的前角、减小主偏角和副偏角等，可以改善切削过程，减小表面粗糙度。例如，增大前角可以使切削力减小，切削变形减小，有利于提高表面质量。采用合适的切削液：切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈等作用，使用合适的切削液可以降低切削温度，减小刀具与工件之间的摩擦，从而提高表面质量。例如，在磨削加工中，使用磨削液可以有效地降低表面粗糙度。提高机床的精度和刚度：机床的精度和刚度直接影响零件的加工精度和表面质量。定期对机床进行维护和保养，保证机床的几何精度和运动精度，提高机床的刚度，可以减少加工过程中的振动和变形，从而提高表面质量。采用光整加工方法：对于要求较高的表面质量的零件，可以采用光整加工方法，如研磨、珩磨、抛光等。这些方法可以进一步降低表面粗糙度，提高表面的光洁度和精度。五、论述题论述机械加工工艺规程的制定步骤。答：机械加工工艺规程的制定一般遵循以下步骤：1.分析零件图和产品装配图：了解零件在产品中的作用和装配关系，明确零件的技术要求，包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等。分析零件的结构工艺性，检查零件的结构是否便于加工、装配和维修，是否符合加工工艺的要求。例如，检查零件的加工表面是否便于刀具的切入和切出，是否有足够的加工空间等。2.确定毛坯：根据零件的材料、形状、尺寸和生产批量等因素，选择合适的毛坯类型，如铸件、锻件、型材等。确定毛坯的制造方法和余量，毛坯余量的大小应根据毛坯的制造精度、加工方法和加工精度等因素来确定。例如，对于精度要求较高的零件，毛坯余量可以适当减小；对于批量生产的零件，可以采用精度较高的毛坯制造方法，以减小毛坯余量。3.拟定工艺路线：选择定位基准：根据零件的结构特点和加工要求，选择合适的粗基准和精基准。粗基准用于零件的第一道工序，为后续工序提供定位基础；精基准用于后续工序的定位，保证零件的加工精度。确定加工方法：根据零件的加工表面和技术要求，选择合适的加工方法。例如，对于平面加工，可以选择铣削、刨削、磨削等加工方法；对于孔加工，可以选择钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工方法。划分加工阶段：一般将加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工阶段。粗加工阶段主要是切除大部分加工余量，提高生产效率；半精加工阶段为精加工做准备，保证一定的加工精度；精加工阶段保证零件的最终加工精度和表面质量。安排加工顺序：遵循“先粗后精”、“先面后孔”、“先主后次”等原则安排加工顺序。先进行粗加工，再进行半精加工和精加工；先加工平面，再加工孔；先加工主要表面，再加工次要表面。确定工序集中与分散程度：工序集中是指将多个加工内容集中在少数几道工序中完成，工序分散则是将加工内容分散在较多的工序中完成。应根据生产批量、零件的结构和加工要求等因素，合理确定工序集中与分散程度。4.确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差：加工余量是指为了保证零件的加工精度和表面质量，在加工过程中从工件表面切除的金属层厚度。根据经验或查阅相关手册确定各工序的加工余量。根据加工余量和最终尺寸，计算各工序的工序尺寸，并确定相应的公差。工序尺寸的公差一般按“入体原则”标注，即对于被包容尺寸（如轴的直径），上偏差为零；对于包容尺寸（如孔的直径），下偏差为零。5.确定各工序的机床、刀具、夹具、量具和辅助工具：根据工序的加工要求和零件的尺寸、形状等因素，选择合适的机床。例如，对于回转体零件的加工，可以选择车床；对于平面加工，可以选择铣床或刨床。选择合适的刀具、夹具、量具和辅助工具，以保证工序的加工质量和生产效率。例如，根据加工材料和加工方法选择合适的刀具，根据工件的定位和夹紧要求设计合适的夹具。6.确定切削用量和时间定额