机械制造技术基础版试卷及答案

机械制造技术基础版试卷及答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求）1.切削加工过程中，主运动的特点是A.速度最高，消耗功率占总切削功率的比例最大B.速度最低，消耗功率占总切削功率的比例最小C.速度最高，消耗功率占总切削功率的比例最小D.速度最低，消耗功率占总切削功率的比例最大2.刀具标注角度中，正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角是A.后角B.前角C.主偏角D.刃倾角3.当选择精基准时，为了避免基准不重合误差，保证加工表面的位置精度，应当遵循的原则是A.基准统一原则B.基准重合原则C.互为基准原则D.自为基准原则4.砂轮硬度的定义是A.磨粒本身的硬度大小B.结合剂本身的硬度大小C.磨粒在外力作用下从砂轮表面脱落的难易程度D.砂轮整体抵抗外力压入的能力5.尺寸链计算中，封闭环的公差等于A.所有增环公差之和减去所有减环公差之和B.所有增环公差之和C.所有减环公差之和D.所有组成环公差之和6.珩磨加工的主要加工对象是A.淬硬外圆柱面B.回转体内圆柱孔C.平面D.复杂成型面7.工件定位时，加工要求需要限制的自由度数没有被全部限制，这种定位称为A.不完全定位B.过定位C.欠定位D.完全定位8.分组互换装配法适合的生产场合是A.大批量生产，装配精度要求高，组成环数量少B.单件小批量生产，装配精度要求高，组成环数量多C.大批量生产，装配精度要求低，组成环数量多D.单件小批量生产，装配精度要求低，组成环数量少9.切削塑性金属材料时，在常规中速切削范围内，最容易产生的切屑类型是A.崩碎切屑B.带状切屑C.单元切屑D.挤裂切屑10.零件加工过程中，由于刀具磨损造成的加工误差，属于A.常值系统误差B.变值系统误差C.随机误差D.形状误差二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。每题给出的选项中，有两个或两个以上符合题目要求，多选、少选、错选均不得分）1.机床夹具的基本组成部分包括A.定位元件及定位装置B.夹紧元件及夹紧装置C.夹具体D.对刀导向元件E.分度装置2.划分加工阶段的主要原因包括A.保证零件加工质量B.合理使用不同精度的机床设备C.便于合理安排热处理工序D.便于及时发现毛坯缺陷E.降低零件加工成本3.以下加工方法中，属于光整加工的是A.珩磨B.粗磨C.研磨D.超精加工E.半精车4.影响切削温度的主要因素包括A.切削用量B.工件材料的力学性能C.刀具的几何参数D.使用切削液E.车间环境温度5.以下属于粗基准选择原则的是A.保证不加工表面与加工表面位置精度的原则B.合理分配加工余量的原则C.便于装夹的原则D.粗基准一般不得重复使用的原则E.基准重合的原则三、填空题（本大题共10空，每空2分，共20分）1.在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的因素是________，影响最小的因素是________。2.滚齿加工齿轮是按照________原理加工的，加工同一模数不同齿数的齿轮，只需要________把对应模数的滚刀即可加工。3.根据加工误差的统计特性，加工误差可以分为________和________两大类。4.切削加工中常见的四种切屑类型分别是带状切屑、________、单元切屑和________。5.装配中，修配装配法适合________生产、装配精度要求________的多环尺寸链装配场合。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.什么是欠定位？生产中欠定位是否允许？说明原因。2.简述积屑瘤对切削加工过程的影响。3.什么是工序分散？工序分散的特点有哪些？4.简述齿轮滚齿加工的工艺特点。五、计算分析题（本大题共1小题，共10分）加工一批轴类零件的外圆，设计要求尺寸为φ40mm，加工后测得外圆尺寸服从正态分布，标准差σ=0.002mm，加工后尺寸分布中心相对于公差带中心向尺寸增大方向偏移了0.003mm。已知标准正态分布函数：z=0.5时，Φ(z)=0.1915；z=3.5时，Φ(z)=0.4998，试计算：（1）该批工件的公差带范围、公差带中心尺寸；（3分）（2）计算该批工件的合格品率；（4分）（3）分析产生的废品类型，说明是否可以修复。（3分）六、综合应用题（本大题共1小题，共13分）某机械厂单件小批量生产一个45钢阶梯轴零件，零件结构为：总长度240mm，左端轴颈直径为φ35mm，长度80mm，右端支撑轴颈直径为φ30mm，长度120mm，最大外圆直径φ55mm，左端轴颈上有一个宽度8mm、深度3mm的键槽，两个支撑轴颈要求精度为IT6，表面粗糙度Ra0.8μm，整体调质处理后支撑轴颈淬火到HRC45-50。请完成以下内容：（1）确定该零件的毛坯类型，说明原因；（3分）（2）拟定该零件完整的加工工艺路线；（5分）（3）说明各主要工序的定位基准；（3分）（4）指出该零件加工的加工阶段划分，说明划分加工阶段的必要性。（2分）参考答案---一、单项选择题1.A2.B3.B4.C5.D6.B7.C8.A9.B10.B（每小题2分，共20分）二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ACD4.ABCD5.ABCD（每小题3分，共15分）三、填空题1.切削速度；背吃刀量2.范成（展成）；一3.系统误差；随机误差4.挤裂切屑；崩碎切屑5.单件小批量；高（每空2分，共20分）四、简答题1.答：欠定位是指工件定位过程中，根据零件加工要求必须限制的自由度，没有被定位元件全部限制的定位状态（2分）。生产中欠定位绝对不允许存在（1分），原因是欠定位无法满足零件加工的尺寸精度和位置精度要求，必然会造成加工后的零件不符合设计要求，导致零件报废，因此任何加工场景中欠定位都是不允许的（2分）。2.答：积屑瘤是切削塑性金属材料、中低速切削条件下，切屑与前刀面发生粘结，切屑底层材料堆积在刀具刃口附近形成的硬度很高的硬块，对切削加工的影响分为以下几点：（1）对切削力的影响：积屑瘤会增大刀具的实际前角，减小切削变形和切削力，对粗加工来说是有利的（1分）；（2）对加工尺寸精度的影响：积屑瘤会突出于刀具刃口，导致实际切削厚度增大，造成加工尺寸误差，无法保证精加工的尺寸精度要求（1分）；（3）对表面质量的影响：积屑瘤的轮廓不规则，会在工件加工表面划出深浅不一的沟痕，同时积屑瘤脱落时会有部分碎片粘附在加工表面，导致表面粗糙度值显著增大，降低加工表面质量（1分）；（4）对刀具寿命的影响：积屑瘤可以保护刀具刃口，减少刀具的磨损，一定程度上延长刀具耐用度，对粗加工有利（1分）；整体来看，积屑瘤对粗加工有利，对精加工有害，精加工过程中需要通过改变切削速度、增大刀具前角、使用切削液等方式避免积屑瘤产生（1分）。3.答：工序分散是指将零件整个加工过程的内容，分散到多个不同的工序中完成，每个工序的加工内容很少，极端情况下一个工序仅完成一个工步的工艺分工方式（1分）。工序分散的主要特点包括：（1）所用的机床、工装结构简单，调整和更换产品方便，转产难度小，对工人的技术要求较低（1分）；（2）可以采用高生产率的专用设备和工装，容易获得较高的加工精度和加工生产率，适合大批量生产和自动化生产（1分）；（3）设备和工装的数量多，占用生产面积大，生产路线长，工件运输周转次数多，生产管理复杂度高（1分）；（4）工艺系统刚度低，加工误差不容易积累，更容易保证零件的高精度加工要求（1分）。4.答：滚齿是齿轮加工中应用最广泛的切齿方法，核心工艺特点如下：（1）属于展成法加工，通用性好，同一模数的滚刀可以加工同一模数任意齿数的齿轮，适配从单件小批量到大批量的所有生产类型（1分）；（2）加工精度较高，普通滚齿可以达到IT7~IT8级精度，高精度滚齿可以达到IT6级精度，加工后表面粗糙度Ra可以达到1.6~3.2μm，适合齿轮的粗加工和半精加工（1分）；（3）生产率远高于成形法铣齿，连续切削没有进刀停顿，加工效率高（1分）；（4）工艺范围广，不仅可以加工直齿圆柱齿轮，还可以加工斜齿圆柱齿轮、蜗轮、花键轴等回转类齿形零件（1分）；（5）存在局限性，无法加工内齿轮、多联齿轮中位置受限制的小齿轮，加工精度会受到滚刀制造精度和安装误差的影响（1分）。五、计算分析题解：（1）计算公差带范围和公差带中心：设计尺寸为φ40mm，因此外圆尺寸允许的最大值=400.008=39.992公差带中心尺寸为mm（1分）。（2）计算合格品率：已知分布中心向尺寸增大方向偏移0.003mm，因此实际分布中心尺寸μ=计算分布中心到公差上限的z值：===0.5计算分布中心到公差下限的z值：=，查标准正态分布得Φ(因此合格品率P=（3）废品分析：公差范围外，尺寸大于39.992mm（超差偏大）的废品率为0.50.1915=30.85本次加工产生的废品主要是外圆尺寸偏大的轴类零件，轴类零件的外圆属于被包容面，尺寸偏大说明留有多余的余量，可以通过进一步的切削加工（如磨削）去除多余材料，将尺寸调整到公差范围内，因此属于可修复废品（2分）。六、综合应用题解：（1）毛坯类型：该零件为尺寸不大的阶梯轴，单件小批量生产，材料为45结构钢，因此选择热轧圆钢棒料作为毛坯（2分）。原因：轴类零件尺寸小，结构简单，小批量生产不需要开模锻造，圆棒料下料方便，加工余量小，生产成本低，满足零件的力学性能要求（1分）。（2）单件小批量生产的完整加工工艺路线为：下料（锯床切出长度245mm的圆棒料）→车两端面、钻两端中心孔→粗车各段外圆，留1~2mm单边余量→整体调质处理（达到220~250HB，获得良好综合力学性能）→修研两端中心孔（消除调质变形）→半精车各段外圆，车退刀槽、倒角→铣左端键槽→支撑轴颈感应淬火（达到硬度要求HRC45-50）→修研两端中心孔（消除淬火变形，修正基准）→粗磨两个支撑轴颈外圆，留0.1~0.2mm余量→精磨两个支撑轴颈外圆到尺寸精度要求→去毛刺→检验→入库（5分，顺序错误或缺失主要工序扣1分，扣完为止）。（3）各主要工序的定位基准：①车两端面钻中心孔：以棒料外圆表面为粗基准定位，保证加工余量均匀（1分）；②粗车、半精车各外圆：以两端中心孔为精基准定位，符合基准统一原则（1分）；③铣键槽：以两端中心孔