机械制造技术基础期末考试试卷及答案

机械制造技术基础期末考试试卷及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.切削加工过程中，切削速度对切削温度的影响规律是（）A.切削速度增大，切削温度呈线性持续升高B.切削速度增大，切削温度先升高后降低C.切削速度增大，切削温度升高，达到一定值后升高趋势逐渐变缓D.切削速度增大，切削温度持续降低2.高速钢刀具切削刃的锋利钝圆半径一般约为（）A.小于10μmB.10~30μmC.30~50μmD.大于50μm3.基准不重合误差的本质是指（）A.设计基准与测量基准之间的尺寸公差B.工序基准与定位基准在工序尺寸方向上的尺寸公差或形位公差C.定位基准与工序基准之间的形位公差D.定位基准自身的制造公差4.磨削硬质合金工件时，一般选用的砂轮是（）A.棕刚玉砂轮B.白刚玉砂轮C.碳化硅砂轮D.立方氮化硼砂轮5.零件加工过程中划分加工阶段的主要原因不包括（）A.保证零件加工质量B.合理使用加工设备C.便于安排热处理工序D.提高单位时间切削效率6.切削用量三要素中，对刀具耐用度的影响程度从大到小排序正确的是（）A.切削速度>进给量>背吃刀量B.背吃刀量>进给量>切削速度C.进给量>切削速度>背吃刀量D.切削速度>背吃刀量>进给量7.悬臂镗孔加工中，因镗杆刚性不足产生变形，加工后孔的精度误差形态是（）A.孔径整体偏大，孔呈两端大中间小的圆柱度误差B.孔径整体偏小，孔呈两端大中间小的圆柱度误差C.孔径整体偏大，孔呈两端小中间大的圆柱度误差D.孔径整体偏小，孔呈两端小中间大的圆柱度误差8.滚齿加工齿轮齿廓的方法属于（）A.成形法B.展成法C.仿形法D.轨迹法9.工件以外圆柱面在长V形块上定位时，限制工件的自由度数为（）A.3个B.4个C.5个D.6个10.下列加工误差中，属于常值系统误差的是（）A.刀具的正常磨损B.机床导轨的均匀磨损C.工艺系统的热变形受环境影响的波动D.铰刀的尺寸制造误差11.分组互换装配法适用于下列哪种装配场合（）A.大批量生产，装配精度要求高，组成环数量少B.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，组成环数量少D.小批量生产，装配精度要求低，组成环数量多12.中速切削塑性金属材料时，最容易产生的切屑类型是（）A.带状切屑B.挤裂切屑C.单元切屑D.崩碎切屑13.精基准选择的基准重合原则是指（）A.选择零件设计基准作为定位基准B.选择工序基准作为定位基准C.选择装配基准作为定位基准D.选择测量基准作为定位基准14.CA6140车床车削螺纹时，主轴到进给丝杠之间的传动链属于（）A.外联系传动链B.内联系传动链C.简单传动链D.复合传动链15.超精加工外圆的加工余量一般为（）A.0.01~0.03mmB.0.05~0.1mmC.0.1~0.2mmD.0.2~0.5mm二、多项选择题（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.下列因素中，能够影响切削力大小的有（）A.工件材料的力学性能B.切削用量的大小C.刀具的几何参数D.切削液的类型E.刀具材料的类型2.机械加工工艺系统的几何误差主要包括（）A.机床的几何误差B.刀具的制造误差与磨损C.加工过程的调整误差D.加工原理误差E.工艺系统受力变形引起的误差3.下列加工方法中，可用于外圆表面精加工的有（）A.精细车削B.精密外圆磨削C.无心精加工磨削D.外圆研磨E.浮动镗削4.下列措施中，能够减小加工定位误差的有（）A.提高定位元件的制造精度与装配精度B.选择精度更高的工序基面作为定位基面C.采用基准重合的定位方案D.增大夹紧力消除夹紧变形E.提高切削刀具的制造精度5.机器结构的装配工艺性基本要求包括（）A.减少装配过程中的修配与调整工作量B.便于零件的装配与拆卸维修C.合理划分独立的装配单元D.提高所有零件的加工精度E.减少装配过程中的连接工作量三、填空题（本大题共10小题，每空1分，共12分）1.切削过程中，刀具磨损的主要形式有________、粘接磨损、扩散磨损和氧化磨损。2.保证机器装配精度的方法主要有完全互换装配法、________、修配装配法和调整装配法。3.机械加工中，粗基准一般选择________表面，精基准一般选择________表面。4.刀具寿命是指刀具从开始切削到其磨损量达到________所经历的总切削时间。5.机床传动链的传动误差是指传动链________之间传动比误差所引起的加工误差。6.六点定位原理中，根据限制自由度数的不同，定位分为完全定位、不完全定位、过定位和________。7.积屑瘤是在________切削塑性金属材料条件下，在刀具前刀面靠近切削刃位置形成的堆积物。8.工序尺寸公差一般按照________原则标注，即对于被包容面只标注负公差，包容面只标注正公差。9.普通精度滚齿加工，一般能达到的齿轮精度等级为________。10.获得零件形状精度的方法主要有轨迹法、成形法、________和展成法。四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.什么是刀具磨钝标准？简述ISO推荐的磨钝标准的确定方法。2.简述粗加工与精加工选择切削用量的原则差异，并说明原因。3.什么是定位误差？定位误差由哪两部分组成，分别说明其产生原因。4.加工一般精度的中小型45钢零件时，粗加工前通常安排正火处理，粗加工后精加工前安排调质处理，试说明工艺原因。5.什么是装配尺寸链？简述建立装配尺寸链的基本步骤。五、计算分析题（本大题共2小题，第1小题12分，第2小题15分，共27分）1.加工一批轴套零件的键槽，要求保证键槽深度尺寸为mm。定位方式为：工件以内孔ϕmm2.某齿轮箱装配后要求保证齿轮轴向间隙为0.1∼0.35mm，装配尺寸链中各组成环为=140mm，=50mm，=35mm，=六、综合应用题（本大题共1小题，共16分）某阶梯轴零件，材料为45钢，要求外圆尺寸为ϕmm，表面粗糙度Ra0.8μ参考答案---一、单项选择题1.C2.B3.B4.C5.D6.A7.B8.B9.B10.D11.A12.B13.B14.B15.A二、多项选择题1.ABCDE2.ABCD3.ABCD4.ABC5.ABCE三、填空题1.磨料磨损2.分组互换装配法（或分组装配法）3.未加工；已加工4.磨钝标准5.始末两端传动元件6.欠定位7.中低速8.入体9.IT7~IT810.相切法四、简答题1.（1）刀具磨钝标准是指刀具磨损量达到不能够继续满足加工要求的允许最大磨损限度，该规定值即为磨钝标准。（2分）（2）ISO推荐以刀具后刀面的平均磨损宽度VB作为磨钝标准的核心确定依据，根据加工类型和刀具材料调整具体数值：对于精加工刀具，要求加工精度高，磨钝标准取较小值，一般VB=0.1~0.3mm；对于粗加工刀具，核心目标是提高生产效率，磨钝标准取较大值，一般VB=0.6~1.0mm。具体应用中，加工普通碳钢工件时，高速钢刀具VB取0.8~1.2mm，硬质合金刀具精加工取0.4~0.6mm，粗加工取0.8~1.0mm，刀具工艺系统刚性差、切削难加工材料时适当减小磨钝标准值。（4分）2.（1）粗加工选择切削用量的原则：首先选取尽可能大的背吃刀量，其次选取尽可能大的进给量，最后根据刀具耐用度要求确定合理的切削速度。（2分）原因：粗加工的核心目标是去除大部分加工余量，提高生产效率。在切削用量三要素中，背吃刀量对刀具耐用度的影响最小，进给量次之，切削速度对刀具耐用度的影响最大。因此优先选大背吃刀量减少走刀次数，再选大进给量提高材料去除率，最后选择满足刀具寿命要求的切削速度，兼顾刀具耐用度和生产效率。（1分）（2）精加工选择切削用量的原则：首先保证加工精度和表面质量，兼顾生产效率和刀具寿命，一般选取较小的背吃刀量和进给量，选用较高的切削速度。（2分）原因：精加工的核心目标是保证零件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度要求。较小的背吃刀量和进给量可以减小切削变形，降低切削残留面积高度，提高表面质量；较高的切削速度可以抑制积屑瘤和鳞刺的产生，进一步降低表面粗糙度，同时刀具寿命能够满足小余量精加工的加工要求。（1分）3.（1）定位误差是指加工过程中，由于定位不准确造成的工序尺寸相对于设计要求的最大变动量，是仅由定位误差引起的工序尺寸最大误差值。（2分）（2）定位误差由两部分组成：基准不重合误差和基准位置误差。（1分）①基准不重合误差：是由于定位基准与工序基准不重合造成的误差，大小为工序基准与定位基准之间联系尺寸的公差在工序尺寸方向的投影值，只有当工序基准没有被选作定位基准时才会产生该误差。（1.5分）②基准位置误差：是由于定位元件和定位基准本身都存在制造误差，使得定位基准的实际位置相对于理想位置发生变动产生的误差，大小等于定位基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量。（1.5分）4.（1）正火处理安排在粗加工前的原因：45钢热轧圆钢毛坯的组织不均匀，铸造轧制残余内应力较大，毛坯硬度偏高，难以切削。正火可以消除毛坯内应力，均匀细化晶粒组织，将硬度调整到适合切削加工的范围（170~230HBW），改善切削加工性能，降低粗加工过程中刀具磨损，提高切削效率，同时还可以为后续热处理做好组织准备。（3分）（2）调质处理安排在粗加工之后精加工之前的原因：调质可以使零件获得良好的综合力学性能，强度、硬度、塑性和韧性都能达到使用要求，同时可以细化晶粒，消除粗加工过程中产生的内应力，为后续精加工和最终的淬火处理提供良好的组织基础，提前释放内应力可以避免精加工完成后零件发生变形，保证最终尺寸精度。（3分）5.（1）装配尺寸链是指在机器装配过程中，由相互连接的、对装配精度有影响的尺寸形成的封闭尺寸组，其中封闭环是装配后间接获得的装配精度要求，组成环是对装配精度有直接影响的相关零件尺寸。（2分）（2）建立装配尺寸链的基本步骤：①确定封闭环：封闭环是装配后间接得到的装配精度要求，一般就是设计要求保证的间隙、位置精度等，根据设计要求直接确定。（1分）②查找组成环：从封闭环的一端开始，沿着装配精度影响方向，依次查找相关零件的相关尺寸，直到回到封闭环另一端形成封闭的尺寸组，每一个相关尺寸就是一个组成环，遵循“一件一环”原则，即每个相关零件只保留一个对封闭环有影响的尺寸，减少组成环数量，保证装配精度。（2分）③画出尺寸链图，判断增环和减环：按照尺寸连接顺序画出尺寸链图，当封闭环尺寸随某组成环尺寸增大而增大时，该组成环为增环；当封闭环尺寸随某组成环尺寸增大而减小时，该组成环为减环。（1分）五、计算分析题1.解：（1）确定各已知尺寸：键槽深度工序尺寸为8mm，工序基准为内孔下母线，定位基准为心轴轴线，同时存在基准不重合误差和基准位置误差。（2分）工件孔径尺寸D=mm，公差=0.03mm，心轴直径尺寸（2）计算基准不重合误差：工序基准是内孔下母线，定位基准是心轴轴线，两者在键槽深度加工方向的联系尺寸为D/2，公差为/2=0.03（3）计算基准位置误差：心轴水平放置，工件靠自重压在心轴下母线，定位基准轴线相对于心轴轴线的最大位置变动量在键槽深度方向为(+)/（4）定位误差ΔD（注：若按心轴任意间隙接触计算，定位误差为0.04mm，同样小于0.05mm，满足要求，结果正确）2.解：（1）确定封闭环与组成环性质：封闭环为轴向间隙，根据要求=mm，封闭环公差=尺寸链中增环为箱体尺寸，减环为各轴段尺寸、、、，封闭环基本尺寸验证：=（2）分配各组成环公差：按“等公差法”计算平均公差=/n=0.25/5=0.05mm，再根据组成环尺寸大小和加工难度调整公差，尺寸越大加工公差越大，尺寸越小加工精度越高公差越小，调整后得：=0.10mm，=（3）确定除协调环外各组成环的极限偏差，按入体原则标注：增环为箱体包容尺寸，偏差取正，因此=mm；减环均为轴类被包容尺寸，偏差取负，因此=mm，=（4）计算协调环的极限偏差，根据尺寸链偏差公式：EE代入已知数值：0.35=0.10(−0.05−0.04（分配方式不同，只要封闭环公差与偏差满足要求均为正确）六、综合应用题（1）完整加工工艺路线及各工序定位基准：①下料：热轧圆钢按零件长度下料，定位基准：毛坯外圆及端面；（1分）②正火：热处理，消除毛坯内应力，改善切削性能，无加工定位；（1分）③粗车：粗车各阶梯外圆，每面留1.5~2mm半精车及磨削加工余量，定位基准：毛坯外圆及端面；（2分）④调质：整体热处理，获得综合力学性能，消除粗加工内应力，无加工定位；（1分）⑤半精车：半精车各外圆，每面留0.3~0.4mm磨削余量，车削键槽保证键槽深度尺寸mm⑥淬火：外圆表面感应淬火，达到表面硬度要求，无加工定位；（1分）⑦修研中心孔：修研热处理后变形的中心孔，修正热处理变形，为后续磨削做准备，定位基准：粗磨后的外圆及原有中心孔；（2分）⑧粗磨外圆：粗磨待加工外圆，留0.1~0.15mm精磨余量，定位基准：两端修研后的中心孔；（2分）⑨精磨外圆：精磨外圆到设计尺寸ϕmm，保证