机械制造技术基础考试复习试题及答案全解

机械制造技术基础考试复习试题及答案全解一、单项选择题（单选，本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.切削用量三要素中，对切削力影响程度从大到小排列正确的是（）A.切削速度vc＞背吃刀量ap＞进给量fB.背吃刀量ap＞进给量f＞切削速度vcC.进给量f＞背吃刀量ap＞切削速度vcD.背吃刀量ap＞切削速度vc＞进给量f2.车削加工中，主运动的形式是（）A.刀具的直线移动B.工件的旋转运动C.刀具的旋转运动D.工件的轴向移动3.高速钢刀具的允许工作温度范围约为（）A.100℃~200℃B.500℃~600℃C.800℃~1000℃D.1200℃以上4.磨削加工硬材质的工件时，应选择的砂轮硬度为（）A.软砂轮B.硬砂轮C.中硬砂轮D.任意硬度5.零件加工后，实际几何参数与理想几何参数的符合程度称为（）A.加工误差B.加工精度C.尺寸公差D.互换性6.装配工艺中，分组装配法的适用场合是（）A.单件小批量生产，装配精度要求高，组成环数量多B.大批量生产，装配精度要求高，组成环数量少C.大批量生产，装配精度要求低，组成环数量少D.单件小批量生产，装配精度要求低，组成环数量多7.工艺系统刚度的定义正确的是（）A.总切削力与工艺系统总变形的比值B.切向切削力与切向变形的比值C.法向切削分力与工艺系统法向变形的比值D.轴向切削分力与轴向变形的比值8.逆铣加工与顺铣加工相比，逆铣的特点是（）A.刀齿切削厚度从零逐渐增大到最大B.刀齿切削厚度从最大逐渐减小到零C.不会引发工作台窜动，适合精加工D.加工表面质量优于顺铣9.粗基准选择原则中，若需要保证零件某重要加工表面的加工余量均匀，应当选择（）A.零件的不加工表面作为粗基准B.该重要加工表面作为粗基准C.零件面积最大的表面作为粗基准D.加工余量最大的表面作为粗基准10.切削塑性金属材料时，稳定积屑瘤对刀具耐用度的影响是（）A.加剧刀具磨损，降低刀具耐用度B.代替刀刃切削，保护刀刃，可提高刀具耐用度C.对刀具耐用度无影响D.始终提高刀具耐用度，不管积屑瘤是否稳定二、多项选择题（多选，本大题共5小题，每小题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）1.刀具静止参考系的基本标注角度包括（）A.前角γoB.后角αoC.主偏角κrD.副偏角κr'E.刃倾角λs2.影响切削力大小的主要因素包括（）A.工件材料的力学性能B.切削用量三要素C.刀具几何参数D.刀具磨损程度E.切削液3.获得零件尺寸精度的常用加工方法有（）A.试切法B.调整法C.定尺寸刀具法D.自动控制法E.划线找正法4.工艺系统的几何误差主要包括（）A.加工原理误差B.机床的几何误差C.刀具制造误差与磨损D.夹具制造与安装误差E.工艺系统受力变形引起的误差5.工序分散工艺的特点包括（）A.设备数量多，生产占用面积大B.对工人技术水平要求较低C.生产准备工作量小D.适合大批量生产，易于组织流水作业E.容易保证各加工表面之间的位置精度三、填空题（本大题共10小题，20个空，每空1分，共20分）1.金属切削刀具切削部分材料必须具备的基本性能，除了高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性外，还需要具备__________和__________。2.工件定位是指工件在机床或夹具上，获得__________的过程；根据加工要求需要限制的自由度数目大于实际限制的自由度，这种定位称为__________。3.机械加工工艺过程中，一个工人或一组工人，在同一工作地点，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称为__________；同一工序中，工件每相对于刀具进给一次称为一次__________。4.刀具正常磨损的三种主要形式分别是__________、__________和边界磨损。5.生产类型按照生产批量大小可以划分为__________、__________和大量生产三类。6.工艺尺寸链中，__________是加工过程中间接获得、最后自然形成的尺寸，组成环按照对封闭环的影响分为__________和减环。7.影响刀具耐用度的因素中，__________对刀具耐用度的影响程度最大，其次是进给量，影响最小的是__________。8.机械加工工艺系统由________、________、刀具和工件四个部分组成。9.刀具耐用度的定义是________之间，刀具实际参与切削的总时间；当刀具磨钝后，重新刃磨刀具，刃磨后刀具达到磨钝标准的总切削时间称为________。10.基准按照用途可以划分为________和________两大类。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.什么是积屑瘤？简述积屑瘤对切削加工过程的影响。2.简述精基准的选择原则。3.简述机械加工中残余应力产生的主要原因。4.什么是定位误差？定位误差由哪两部分组成？五、计算与综合分析题（本大题共2小题，第一题10分，第二题15分，共25分）1.加工台阶轴的键槽，加工工艺顺序为：①车削外圆，得到尺寸φ40₋₀.₁₀⁰mm；②铣削键槽，得到尺寸A；③热处理，无尺寸变形；④磨削外圆，得到尺寸φ39.6₋₀.₀₅⁰mm，要求磨削后保证键槽深度尺寸为16₋₀.₃⁰mm。试计算铣键槽工序的尺寸A及其偏差。（要求画出工艺尺寸链逻辑，判断增环减环）2.试对比分析顺铣和逆铣的加工特点，分别说明各自的适用场合。一、单项选择题答案与解析1.答案：B解析：根据切削实验与理论推导，切削力随背吃刀量、进给量、切削速度的增大而增大，其中背吃刀量增大一倍时，切削力近似增大一倍；进给量增大一倍时，切削力仅增大70%~80%；切削速度增大时，切削力先减小后增大，整体影响幅度最小，因此影响顺序为背吃刀量ap＞进给量f＞切削速度vc，B选项正确。2.答案：B解析：车削加工中，主运动是切除工件多余材料所需的最主要运动，普通车床车削时工件随主轴旋转，为主运动，刀具的直线移动为进给运动，因此B选项正确。3.答案：B解析：高速钢刀具的耐热性约为500℃~600℃，硬质合金刀具的耐热性约为800℃~1000℃，陶瓷刀具耐热性可达1200℃以上，因此B选项正确。4.答案：A解析：砂轮硬度是指磨粒在外力作用下从砂轮表面脱落的难易程度，加工硬材料时，磨粒容易磨钝变钝，需要软砂轮使磨钝的磨粒及时脱落，露出新的锋利磨粒，因此选择软砂轮，A选项正确。5.答案：B解析：加工精度是指加工后实际几何参数与理想几何参数的符合程度，加工误差是指实际参数与理想参数的偏离程度，因此B选项正确。6.答案：B解析：分组装配法是将各组成环的公差放大，加工后按尺寸分组装配，保证装配精度，适合大批量生产、装配精度要求高、组成环数量少的场合，因此B选项正确。7.答案：C解析：机械加工中，加工误差的敏感方向是加工表面的法向，因此工艺系统刚度定义为法向切削分力与工艺系统法向变形的比值，C选项正确。8.答案：A解析：逆铣时，铣刀刀齿切入工件时切削厚度为0，逐渐增大到切出时的最大；顺铣时切削厚度从最大减小到0；逆铣时刀齿切入时挤压摩擦，加工表面质量差，但丝杠螺母副间隙不会引发工作台窜动，因此A选项正确，B、C、D错误。9.答案：B解析：粗基准选择原则中，若要保证某重要加工表面的加工余量均匀，应当选择该表面作为粗基准；若要保证不加工表面与加工表面的位置精度，应当选择不加工表面作为粗基准，因此B选项正确。10.答案：B解析：积屑瘤硬度高于刀具材料，稳定存在的积屑瘤可以代替刀具刃口进行切削，减少刀具磨损，保护刀刃，提高刀具耐用度；不稳定的积屑瘤会反复脱落，加剧刀具磨损，因此只有稳定积屑瘤才会提高刀具耐用度，B选项正确。二、多项选择题答案与解析1.答案：ABCDE解析：刀具静止参考系的五个基本标注角度就是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角，所有选项都正确。2.答案：ABCDE解析：工件材料强度硬度越高，切削力越大；切削用量越大，切削力越大；前角增大，切削力减小；刀具磨损增大，切削力增大；切削液润滑性好，切削力小，因此所有因素都会影响切削力，全选。3.答案：ABCD解析：划线找正法是获得工件位置精度的方法，不能直接获得准确的尺寸精度，获得尺寸精度的方法为试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法，因此ABCD正确。4.答案：ABCD解析：工艺系统误差分为几何误差和动误差，动误差包括受力变形、热变形、磨损等，几何误差包括加工原理误差、机床几何误差、刀具误差、夹具误差，因此ABCD正确，E属于动误差，不选。5.答案：ABD解析：工序分散是指每个工序加工内容少，工艺路线长，因此设备数量多，面积大；每个工序内容简单，对工人技术要求低；调整方便，适合大批量流水生产；容易保证位置精度是工序集中的特点，生产准备工作量大，因此ABD正确，CE错误。三、填空题答案1.高耐热性（热硬性）；良好的工艺性2.正确位置；欠定位3.工序；走刀4.前刀面磨损；后刀面磨损（顺序可互换）5.单件生产；成批生产（顺序可互换）6.封闭环；增环7.切削速度；背吃刀量8.机床；夹具（顺序可互换）9.刀具两次刃磨；刀具总耐用度10.设计基准；工艺基准（顺序可互换）四、简答题答案与解析1.（1）积屑瘤定义：切削塑性金属材料时，在切削速度不高的情况下，切屑与前刀面之间发生粘结，一部分切屑材料粘结堆积在前刀面靠近刀刃的位置，形成一个硬度很高的楔形硬块，称为积屑瘤。（2分）（2）对切削加工的影响：①对切削力：积屑瘤增大了刀具实际前角，减小了切削变形，降低切削力；②对加工精度：积屑瘤的存在会改变实际切削深度，增大尺寸误差，且积屑瘤不稳定会导致尺寸波动，降低加工精度和表面质量；③对刀具耐用度：稳定的积屑瘤可以代替刀刃切削，保护刀刃，提高刀具耐用度，不稳定的积屑瘤会脱落，加剧刀具磨损；④对加工阶段来说，粗加工允许积屑瘤存在，精加工需要避免积屑瘤产生。（3分）2.精基准选择原则：①基准重合原则：尽可能选择设计基准作为定位基准，避免基准不重合误差；②基准统一原则：尽可能在多个工序中使用同一个定位基准，减少夹具设计制造费用，消除基准转换带来的误差；③互为基准原则：对于两个相互位置精度要求高的表面，可以反复互为基准多次加工，保证位置精度；④自为基准原则：对于精加工或光整加工工序，要求加工余量小而均匀，选择加工表面本身作为定位基准；⑤保证工件装夹稳定可靠的原则。（每个点1分，答对5点得满分）3.机械加工中残余应力产生的原因主要有三类：（1）冷塑性变形残余应力：机械加工中，工件表面受到刀具的挤压、摩擦，产生冷塑性变形，表层金属晶粒拉伸变形，内部基体阻止变形，产生残余应力；（2分）（2）热塑性变形残余应力：切削加工中，工件表层温度升高，产生热塑性膨胀，受到内部基体的约束，冷却后表层收缩，产生残余拉应力；（2分）（3）金相组织变化残余应力：热处理或切削热引起表层金相组织变化，不同金相组织的比体积不同，表层组织转变后体积变化受到基体约束，产生残余应力。（1分）4.（1）定位误差定义：由于定位不准确造成的加工表面相对于工序基准的最大尺寸变动量，称为定位误差。（2分）（2）定位误差由两部分组成：①基准不重合误差：定位基准与工序基准不重合造成的误差，大小等于两个基准之间联系尺寸的公差；（1.5分）②基准位置误差：定位基准本身的位置变动造成的误差，称为基准位置误差。（1.5分）五、计算与综合分析题答案与解析1.解：（1）确定尺寸链组成：将各尺寸换算为半尺寸，车外圆后半径R₁=20₋₀.₀₅⁰mm，磨外圆后半径R₂=19.8₋₀.₀₂₅⁰mm，最终要求的键槽深度16₋₀.₃⁰mm是加工后间接获得的尺寸，为封闭环N，组成环为R₁、A、R₂。尺寸链增减性判断：当A增大，封闭环N增大，因此A为增环；当R₂增大，封闭环N增大，因此R₂为增环；当R₁增大，封闭环N减小，因此R₁为减环。（3分）（2）计算基本尺寸：根据尺寸链基本尺寸计算公式，封闭环基本尺寸N=A+R₂R₁，代入数值：16=A+19.820，解得A=16+2019.8=16.2mm（2分）（3）计算偏差：封闭环偏差满足：ES(N)=ES(A)+ES(R₂)-EI(R₁)，EI(N)=EI(A)+EI(R₂)-ES(R₁)，代入已知条件：ES(N)=0，EI(N)=-0.3；ES(R₂)=0，EI(R₂)=-0.025；ES(R₁)=0，EI(R₁)=-0.05；代入计算：0=ES(A)+0(-0.05)→ES(A)=-0.05mm；0.3=EI(A)+(-0.025)0→EI(A)=-0.3+0.025=-0.275mm；（3分）因此铣键槽的工序尺寸A为mm（保留两位小数符合加工要求），也可整理为m2.解：周铣加工中，根据铣刀旋转方向与工件进给方向的关系，分为顺铣和逆铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相同时，称为顺铣；相反时称为逆铣。（2分）两者特点对比如下：（1）切削厚度特点：逆铣时，刀齿切入工件时切削厚度为0，逐渐增大到切出时的最大；顺铣时，刀齿切入时切削厚度最大，切出时减小到0。（3分）（2）刀齿磨损与加工表面质量：逆铣时，刀齿切入时刃口在工件已经加工硬化的表面挤压、滑移摩擦，刀齿磨损速度快，加工后表面粗糙度大，还会产生新的冷硬层，降低表面质量；顺铣时，刀齿切入时切削厚度大，避免了刃口的挤压滑移摩擦，刀齿磨损小，加工后表面质量更高。（3分）（3）工作台稳定性：逆铣