2026年机械制造基础复习题与答案

2026年机械制造基础复习题与答案切削运动是刀具与工件之间的相对运动，依靠这个运动，刀具切除工件上多余的金属层，使其获得符合要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的零件。切削运动分为主运动和进给运动两类，主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，使刀具前面接近工件并切除切削层，是速度最高、消耗功率最多的运动，任何切削过程都必须有一个且只有一个主运动，比如车削时工件的旋转、铣削时铣刀的旋转都属于主运动。进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，配合主运动依次不断地或连续地切除多余金属，从而获得完整的所需加工表面，进给运动可以有一个、多个，也可以没有，比如刨削时工件的间歇移动就是进给运动，磨削外圆时砂轮的轴向移动也是进给运动。在一定范围的切削速度下切削塑性金属时，常常会发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一块硬度很高的硬块，这块硬块称为积屑瘤，是切屑底层材料在高压和摩擦力作用下，粘结在刀刃附近形成的。积屑瘤对切削加工的影响主要有：1、保护刀具：积屑瘤的硬度比工件材料和刀具都高，可以代替切削刃进行切削，减少刀具的磨损，起到保护刀具的作用；2、增大实际前角：积屑瘤突出在刀刃外，相当于增大了刀具的实际前角，使切削力降低，切削更加轻快；3、影响加工精度和表面质量：积屑瘤不稳定，会随着切削过程周期性地长大、破裂和脱落，一部分残留在工件表面上，会增大工件表面的粗糙度，同时积屑瘤的伸出量会改变实际背吃刀量，引起切削振动，降低加工精度。控制积屑瘤的措施主要有：1、控制切削速度，避开积屑瘤容易产生的中速区（一般塑性钢切削时，积屑瘤产生在v=5~50m/min的范围，低速或高速都不产生），精加工时采用高速或者低速切削；2、增大刀具前角，降低前刀面的粗糙度，减小切屑与前刀面的摩擦，抑制积屑瘤产生；3、采用合适的切削液，降低切削温度，减小摩擦；4、对工件材料进行适当的热处理，提高工件硬度，降低塑性，减小粘焊倾向。在车削加工中，主运动是（）A.工件的旋转运动B.刀具的纵向移动C.刀具的横向进给D.工件的进给答案：A解析：车削加工中，主运动是由工件做旋转运动完成，是消耗功率最多、速度最高的运动，刀具的纵向和横向移动都属于进给运动，因此A正确。铣削加工中，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。当铣刀的旋转方向和工件进给方向相同时，称为顺铣；相反时称为逆铣。顺铣的特点：1、刀刃切入工件时的切削厚度最大，然后逐渐减小，刀刃切入容易，刀具磨损小，加工表面质量高；2、顺铣时切削力的垂直分力向下，将工件压向工作台，不会抬起工件，加工稳定性好，但水平分力与进给方向相同，当进给丝杠存在间隙时，会使工作台产生窜动，引起振动甚至打刀，对丝杠螺母传动精度要求高。逆铣的特点：1、刀刃切入工件时切削厚度从零开始逐渐增大，刀刃开始切入时要滑擦和挤压工件表面，容易产生加工硬化，刀具磨损大，表面粗糙度大；2、逆铣时切削力的垂直分力向上，有抬起工件的趋势，容易引起振动，加工稳定性较差，但水平分力与进给方向相反，进给丝杠的间隙不会影响切削过程，不会产生窜动，适合普通机床没有间隙调整机构的铣削加工。应用场合：顺铣适合精加工，适合丝杠螺母间隙已经调整好的数控铣床或者有间隙补偿机构的机床加工，适合加工不易夹持的薄壁工件以及硬度较低、塑性较好的材料；逆铣适合粗加工，适合普通铣床加工，适合加工硬度较高、表面有硬皮的毛坯工件，比如铸锻件的粗铣加工。缩孔是铸件在凝固过程中，由于收缩得不到补缩，在铸件最后凝固的部位形成的形状不规则、内壁粗糙的孔洞。产生缩孔的基本原因是，铸件的液态收缩和凝固收缩之和大于固态收缩，收缩产生的体积收缩得不到金属液补充，在最后凝固处形成孔洞。影响缩孔产生的主要因素有：金属液的收缩率越大，浇注温度越高，铸件越厚大，越容易产生缩孔。防止缩孔的主要措施有：1、采用顺序凝固原则，在铸件上可能产生缩孔的厚壁部位安放冒口，提供补缩用的金属液，同时设置冷铁加速薄壁部位冷却，使铸件从远离冒口的部位开始凝固，最后到冒口凝固，这样收缩产生的体积收缩都能得到冒口金属液的补充，缩孔就转移到冒口中，最后切除冒口就得到没有缩孔的致密铸件；2、合理设计铸件结构，避免铸件出现局部厚壁，减少热节，降低缩孔产生的倾向；3、控制浇注温度和浇注速度，适当降低浇注温度，减少液态收缩量，避免高温金属液过多注入型腔，减小收缩体积；4、提高铸型的冷却能力，采用金属型铸造，加快冷却速度，减小缩孔倾向。模锻是利用模具使毛坯变形获得锻件的锻造方法，和自由锻相比，优点是：1、锻件的尺寸精度高，表面粗糙度小，加工余量小，甚至可以做到少无切削加工，节省金属材料，减少切削加工工时；2、可以锻出形状比较复杂的锻件，零件的流线分布更加合理，力学性能更高，强度和韧性更好，使用寿命更长；3、模锻的生产率高，生产速度快，适合大批量生产；4、操作简单，工人劳动强度低，容易实现机械化自动化。缺点是：1、模锻需要专用的模锻设备，成本高，锻模的制造成本也很高，生产准备周期长；2、模锻件的尺寸和重量受到模锻设备吨位的限制，一般不能生产大型锻件，中小型锻件适合模锻；3、对于小批量生产，模锻的成本比自由锻高，经济性不好，不适合单件小批量生产。焊接过程中，焊缝周围的母材金属在焊接热的作用下，发生组织和性能变化的区域称为焊接热影响区，是焊接接头的重要组成部分。低碳钢焊接时，热影响区分为过热区、正火区和部分相变区三个主要区域。各区域对性能的影响：1、过热区：焊接时加热温度在Ac₃以上100℃到固相线温度之间，这个区域奥氏体晶粒发生严重长大，冷却后得到粗大的过热组织，韧性和塑性很低，是焊接接头中性能最差的区域，刚度大的焊接结构容易在这个区域产生裂纹。2、正火区：加热温度在Ac₁~Ac₃之间到Ac₃以上100℃之间，加热过程中，原来的珠光体和铁素体全部转变为细小的奥氏体晶粒，冷却后得到均匀细小的正火组织，力学性能好，强度、塑性和韧性都高于母材，是焊接接头中性能最好的区域。3、部分相变区：加热温度在Ac₁~Ac₃之间，这个区域只有部分珠光体和铁素体转变为奥氏体，还有一部分铁素体保留下来，冷却后奥氏体转变为细小的珠光体和铁素体，未转变的铁素体仍然是原来的粗大晶粒，所以晶粒大小不均匀，组织不均匀，力学性能比母材差，强度和韧性有所降低。调质处理是指将钢件淬火后进行高温回火的复合热处理工艺，高温回火的温度一般为500℃~650℃。调质处理的目的是使钢件获得强度、塑性、韧性都较好的综合力学性能，调质后的组织为回火索氏体，硬度一般在220~250HBW之间，既有较高的强度，又有良好的塑性和冲击韧性，适合用于承受交变载荷、冲击载荷的机械零件，比如轴类零件、齿轮、连杆、螺栓等重要结构件。同时调质处理也可以作为一些精密零件比如丝杠、量具的预备热处理，改善加工性能，为后续的表面淬火或者氮化处理做组织准备。切削用量三要素指切削速度v、进给量f、背吃刀量aₚ。粗加工的选择原则：首先选择尽可能大的背吃刀量aₚ，根据加工余量的大小，尽量一次走刀切除全部粗加工余量，减少走刀次数；其次选择尽可能大的进给量f，在机床进给机构强度、刀具刚度、工件装夹刚度允许的情况下，选择大的进给量，提高切削效率；最后根据机床的功率和刀具寿命选择合理的切削速度v，一般粗加工切削速度比精加工低。原因是粗加工以提高生产率为主要目标，背吃刀量对刀具寿命影响最小，进给量次之，切削速度影响最大，所以先选大背吃刀量，再选大进给量，最后选合适的切削速度，保证刀具寿命，提高生产率。精加工的选择原则：首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾生产率和刀具寿命。首先根据加工余量选择合适的背吃刀量，一般精加工余量小，分一到两次走刀切除；然后根据表面粗糙度要求选择合适的进给量，一般要求表面粗糙度越小，进给量选的越小；最后选择尽可能高的切削速度，避开积屑瘤产生的中速区，在刀具寿命允许的情况下采用高速切削，减小积屑瘤产生，降低表面粗糙度，提高加工质量。焊接时，容易产生焊瘤缺陷的焊接位置是（）答案：立焊和仰焊解析：立焊和仰焊焊接时，液态金属受重力作用容易向下流淌，在焊缝表面形成多余的金属凸起，也就是焊瘤，平焊位置不容易产生焊瘤。奥氏体不锈钢焊接时主要特点有：1、容易产生晶间腐蚀：焊接时，热影响区被加热到450~850℃的敏化温度区间，奥氏体晶粒的晶界会析出铬的碳化物，导致晶界的铬含量降低，产生贫铬区，在腐蚀介质作用下，贫铬区优先被腐蚀，形成晶间腐蚀，降低焊接接头的耐蚀性；2、容易产生热裂纹：奥氏体不锈钢的线膨胀系数大，焊接冷却过程中收缩量大，产生较大的焊接应力，同时母材中硫磷等杂质容易在晶界偏聚，形成低熔点共晶，在焊接应力作用下容易产生热裂纹；3、导热系数小，电阻率大，焊接时容易过热，导致奥氏体晶粒长大，影响力学性能和耐蚀性。防止措施主要有：控制焊缝成分，添加钛、铌等稳定化元素，优先形成碳化物，避免铬在晶界析出；采用小电流、快速焊，减小焊接热输入，避免晶粒长大；焊接后进行固溶处理，提高耐蚀性；采用低氢型焊条，降低杂质含量，减小热裂纹倾向。刀具耐用度是指刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准所经过的总切削时间，用T表示，单位是分钟，区别于刀具寿命，刀具寿命是指一把新刀从投入使用到报废为止总的切削时间，等于刀具耐用度乘以刃磨次数。影响刀具耐用度的主要因素：1、切削用量：切削速度对刀具耐用度影响最大，其次是进给量，背吃刀量影响最小