機械制造技術(shù)基礎(chǔ)西交大考試題庫及答案一、選擇題1.切削用量三要素中，對切削力影響最大的是（）A.切削速度B.進(jìn)給量C.背吃刀量D.三者都不是答案：C。背吃刀量對切削力的影響最大，因為背吃刀量增加時，切削層面積成比例增大，變形抗力和摩擦力也相應(yīng)增大，從而使切削力顯著增加。而進(jìn)給量增加時，切削力也會增大，但不如背吃刀量影響大；切削速度對切削力的影響相對較小。2.刀具的刃傾角在切削中的主要作用是（）A.使主切削刃鋒利B.減小摩擦C.控制切屑流出方向D.增大前角答案：C。刃傾角是主切削刃與基面之間的夾角，它主要作用是控制切屑的流出方向。當(dāng)刃傾角為正值時，切屑流向待加工表面；當(dāng)刃傾角為負(fù)值時，切屑流向已加工表面。使主切削刃鋒利主要與前角有關(guān)；減小摩擦主要與刀具的表面粗糙度和潤滑等因素有關(guān)；刃傾角并不直接增大前角。3.在車削細(xì)長軸時，為了減小工件的變形和振動，宜采用（）的車刀。A.正刃傾角B.負(fù)刃傾角C.零度刃傾角D.任意刃傾角答案：A。在車削細(xì)長軸時，采用正刃傾角車刀，切屑流向待加工表面，不會劃傷已加工表面，同時正刃傾角可使切削力的分力方向有利于減小工件的變形和振動。負(fù)刃傾角切屑流向已加工表面，可能會損傷已加工表面；零度刃傾角沒有正刃傾角在控制變形和振動方面的優(yōu)勢。4.磨削硬材料時，應(yīng)選用（）的砂輪。A.硬B.軟C.中等硬度D.超硬答案：B。磨削硬材料時，選用軟砂輪。因為硬材料難磨削，磨粒磨損快，軟砂輪的磨粒容易脫落，能及時露出新的鋒利磨粒，保證磨削的正常進(jìn)行。如果選用硬砂輪，磨鈍的磨粒不易脫落，會使磨削力增大，磨削溫度升高，影響加工質(zhì)量。5.下列哪種加工方法屬于特種加工（）A.車削B.銑削C.電火花加工D.磨削答案：C。特種加工是指直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能和電化學(xué)能等進(jìn)行加工的方法。電火花加工是利用電能和熱能來蝕除金屬材料，屬于特種加工。車削、銑削和磨削都是傳統(tǒng)的切削加工方法，依靠刀具與工件之間的機械切削作用來去除材料。6.定位基準(zhǔn)是指（）A.機床上的某些點、線、面B.夾具上的某些點、線、面C.工件上的某些點、線、面D.刀具上的某些點、線、面答案：C。定位基準(zhǔn)是在加工中用作定位的基準(zhǔn)，是工件上的某些點、線、面。通過這些點、線、面來確定工件在機床或夾具中的位置，以保證加工精度。機床上的點、線、面是機床的參考要素；夾具上的點、線、面是用來實現(xiàn)工件定位和夾緊的；刀具上的點、線、面主要用于切削加工。7.工件以圓柱孔在圓柱心軸上定位時，其定位基準(zhǔn)是（）A.圓柱孔的中心線B.圓柱心軸的中心線C.圓柱孔的內(nèi)表面D.圓柱心軸的外表面答案：A。工件以圓柱孔在圓柱心軸上定位時，是通過圓柱孔的中心線來確定工件的位置，所以定位基準(zhǔn)是圓柱孔的中心線。圓柱心軸的中心線是心軸的基準(zhǔn)；圓柱孔的內(nèi)表面和圓柱心軸的外表面是定位的接觸表面，但不是定位基準(zhǔn)。8.工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度影響較大，下列哪種情況熱變形影響最?。ǎ〢.連續(xù)加工一批工件B.單件小批生產(chǎn)C.長時間連續(xù)加工D.粗加工后接著進(jìn)行精加工答案：B。單件小批生產(chǎn)時，工件加工時間短，工藝系統(tǒng)的熱變形還來不及充分發(fā)展，所以熱變形對加工精度的影響最小。連續(xù)加工一批工件、長時間連續(xù)加工以及粗加工后接著進(jìn)行精加工，工藝系統(tǒng)在較長時間內(nèi)處于受熱狀態(tài)，熱變形會逐漸積累，對加工精度影響較大。9.裝配精度完全依賴于零件加工精度的裝配方法是（）A.完全互換裝配法B.不完全互換裝配法C.修配裝配法D.調(diào)整裝配法答案：A。完全互換裝配法是指在裝配時，各零件不經(jīng)任何選擇、修配和調(diào)整就能達(dá)到規(guī)定的裝配精度。這種方法完全依賴于零件的加工精度，要求零件的制造公差符合裝配精度要求。不完全互換裝配法是部分零件需要進(jìn)行選擇或調(diào)整；修配裝配法需要對某些零件進(jìn)行修配來達(dá)到裝配精度；調(diào)整裝配法是通過調(diào)整某些零件的位置或尺寸來保證裝配精度。10.在機械加工中，若工件剛度較低，應(yīng)采用（）的原則來劃分加工階段。A.先粗后精B.先面后孔C.基準(zhǔn)先行D.先主后次答案：A。當(dāng)工件剛度較低時，采用先粗后精的原則劃分加工階段。粗加工時切削力大，會使工件產(chǎn)生較大的變形，如果不劃分加工階段，直接進(jìn)行精加工，會影響加工精度。先粗加工去除大部分余量，使工件的內(nèi)應(yīng)力重新分布并釋放，然后再進(jìn)行精加工，可以保證加工精度。先面后孔主要是為了保證孔的加工精度和位置精度；基準(zhǔn)先行是為了保證后續(xù)加工的定位精度；先主后次是先加工主要表面，后加工次要表面。二、判斷題1.刀具的前角越大，切削越省力，所以前角越大越好。（）答案：錯誤。刀具前角越大，切削刃越鋒利，切削變形越小，切削力和切削溫度越低，切削越省力。但前角過大，會使切削刃的強度降低，散熱條件變差，刀具容易磨損和破損，所以前角并不是越大越好，應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求等因素合理選擇前角。2.切削速度越高，切削溫度越高，所以切削速度越低越好。（）答案：錯誤。切削速度是影響切削溫度的主要因素之一，一般情況下，切削速度越高，切削溫度越高。但切削速度過低，會使生產(chǎn)效率降低，而且在某些情況下，過低的切削速度可能會產(chǎn)生積屑瘤，影響加工質(zhì)量。因此，應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求等因素選擇合適的切削速度。3.磨削過程中，磨削力比切削力小，所以磨削溫度也低。（）答案：錯誤。磨削過程中，磨削力雖然相對切削力較小，但由于磨粒的刃口半徑小，磨削速度高，單位面積上的磨削力大，且磨削時磨粒與工件表面的摩擦、擠壓劇烈，產(chǎn)生的磨削熱多，磨削溫度很高。4.定位誤差是指工件在夾具中定位時的位置誤差。（）答案：正確。定位誤差是指由于工件在夾具中定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差，包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差，它反映了工件在夾具中定位時的位置誤差。5.表面粗糙度值越小，表面質(zhì)量越高。（）答案：正確。表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小不平度。表面粗糙度值越小，說明表面越光滑，表面質(zhì)量越高，零件的耐磨性、耐腐蝕性、配合精度等性能也越好。6.工藝系統(tǒng)的幾何誤差只包括機床的幾何誤差。（）答案：錯誤。工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括機床的幾何誤差、刀具的幾何誤差、夾具的幾何誤差和工件的幾何誤差等。機床的幾何誤差只是工藝系統(tǒng)幾何誤差的一部分。7.裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)是裝配精度要求。（）答案：正確。裝配尺寸鏈?zhǔn)怯上嗷ヂ?lián)系的尺寸組成的封閉尺寸組，其中封閉環(huán)是在裝配過程中最后形成的尺寸，通常是裝配精度要求，而組成環(huán)是與封閉環(huán)有直接關(guān)系的尺寸。8.粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上可以重復(fù)使用。（）答案：錯誤。粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，因為粗基準(zhǔn)本身的精度較低，重復(fù)使用會產(chǎn)生較大的定位誤差，影響加工精度。精基準(zhǔn)可以根據(jù)需要重復(fù)使用。9.特種加工可以加工各種硬度的材料，所以它可以完全取代傳統(tǒng)的切削加工。（）答案：錯誤。特種加工雖然可以加工各種硬度的材料，具有一些傳統(tǒng)切削加工無法比擬的優(yōu)點，但它也有一定的局限性，如加工效率較低、加工成本較高等。傳統(tǒng)切削加工在加工精度、表面質(zhì)量和加工效率等方面也有其優(yōu)勢，所以特種加工不能完全取代傳統(tǒng)的切削加工，兩者應(yīng)相互補充。10.采用欠定位的定位方式是不允許的。（）答案：錯誤。欠定位是指工件定位時，實際限制的自由度數(shù)目少于按其加工要求所必須限制的自由度數(shù)目。在某些情況下，欠定位是允許的，只要這種欠定位不影響加工精度和加工要求。例如，在加工一些簡單的平面時，有時可以采用欠定位的方式。三、簡答題1.簡述切削加工中切削力的來源。切削力的來源主要有兩個方面：一是切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性變形和塑性變形所產(chǎn)生的抗力。在切削過程中，刀具切入工件，使切削層金屬產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，這種變形需要克服材料的內(nèi)應(yīng)力，從而產(chǎn)生抗力。二是刀具與切屑、刀具與工件表面間的摩擦阻力。刀具的前刀面與切屑之間存在摩擦，后刀面與已加工表面之間也存在摩擦，這些摩擦阻力也是切削力的一部分。2.說明刀具磨損的形式和原因。刀具磨損的形式主要有以下幾種：-前刀面磨損：主要發(fā)生在切削塑性材料，切削速度較高、切削厚度較大的情況下。原因是切屑在刀具前刀面上滑動，產(chǎn)生劇烈的摩擦和擠壓，使前刀面的刀具材料被磨損。-后刀面磨損：一般在切削脆性材料、切削速度較低、切削厚度較小時，后刀面磨損是主要的磨損形式。原因是刀具后刀面與已加工表面之間存在摩擦，同時工件表面的硬度不均勻、加工硬化等也會加速后刀面的磨損。-邊界磨損：常在切削鋼料時發(fā)生，位于刀具主切削刃與工件待加工表面的交界處和副切削刃與已加工表面的交界處。這是因為在這些邊界處，切削溫度較高，且有較大的應(yīng)力集中，同時切屑和工件材料的化學(xué)成分會與刀具材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致邊界磨損。刀具磨損的原因主要包括以下幾點：-磨料磨損：切屑、工件表面的硬質(zhì)點（如碳化物、氧化物等）和積屑瘤碎片等，在刀具表面上刻劃出溝紋，造成刀具磨損。-粘結(jié)磨損：在高溫高壓下，刀具與切屑、工件材料之間會發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象，當(dāng)切屑或工件材料與刀具材料相對運動時，粘結(jié)點被撕裂，導(dǎo)致刀具材料的顆粒被帶走，形成粘結(jié)磨損。-擴散磨損：在高溫下，刀具材料和工件材料中的化學(xué)元素會相互擴散，使刀具材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低刀具的硬度和耐磨性，從而引起刀具磨損。-化學(xué)磨損：在一定的溫度下，刀具材料與周圍介質(zhì)（如空氣中的氧、切削液中的化學(xué)物質(zhì)等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硬度較低的化合物，這些化合物容易被切屑或工件帶走，造成刀具磨損。3.簡述機床夾具的組成及各部分的作用。機床夾具一般由以下幾部分組成：-定位元件：其作用是確定工件在夾具中的正確位置，使工件相對于刀具和機床具有正確的加工位置。例如，V形塊用于定位圓柱面，平面支承用于定位平面等。-夾緊裝置：其作用是將工件夾緊，使工件在加工過程中保持定位所確定的正確位置，不致因切削力、慣性力、重力等作用而產(chǎn)生位移或振動。常見的夾緊裝置有螺旋夾緊裝置、偏心夾緊裝置等。-對刀和導(dǎo)向元件：對刀元件用于確定刀具相對于夾具的位置，導(dǎo)向元件用于引導(dǎo)刀具的切削運動。例如，銑床上的對刀塊用于銑刀的對刀，鉆套用于引導(dǎo)鉆頭的鉆孔運動。-夾具體：它是夾具的基礎(chǔ)件，將夾具的各個元件和裝置連接成一個整體，并通過它將夾具安裝在機床上。夾具體要具有足夠的強度和剛度，以保證夾具在加工過程中的穩(wěn)定性。-其他元件和裝置：如分度裝置、連接元件等。分度裝置用于使工件在一次裝夾后，能夠周期性地轉(zhuǎn)動一定角度，實現(xiàn)多工位加工；連接元件用于將夾具與機床連接起來，保證夾具與機床的相對位置準(zhǔn)確。4.什么是加工精度和加工誤差？兩者有何關(guān)系？加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。加工誤差是指零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離程度。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。兩者的關(guān)系是：加工誤差和加工精度是從兩個不同的角度來描述加工質(zhì)量的指標(biāo)。加工誤差越小，加工精度越高；反之，加工誤差越大，加工精度越低。在實際生產(chǎn)中，我們通過控制加工誤差來保證加工精度，使加工誤差控制在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，從而保證零件的加工質(zhì)量。5.簡述機械加工工藝規(guī)程的作用。機械加工工藝規(guī)程的作用主要有以下幾點：-指導(dǎo)生產(chǎn)：工藝規(guī)程是機械加工生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件，它規(guī)定了零件加工的工藝過程、加工方法、切削用量、工藝裝備等，工人按照工藝規(guī)程進(jìn)行操作，能夠保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。-組織生產(chǎn)：工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)的重要依據(jù)。根據(jù)工藝規(guī)程，可以安排原材料的采購、設(shè)備的調(diào)配、人員的安排等生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，使生產(chǎn)有計劃、有秩序地進(jìn)行。-保證質(zhì)量：工藝規(guī)程是經(jīng)過科學(xué)分析和實踐驗證的，它規(guī)定了合理的加工方法和工藝參數(shù)，能夠保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。-提高效率：工藝規(guī)程通過優(yōu)化加工工藝，合理安排加工順序和工序，能夠提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。-技術(shù)交流：工藝規(guī)程是企業(yè)之間、車間之間進(jìn)行技術(shù)交流的重要資料。通過工藝規(guī)程的交流，可以學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)的加工工藝和經(jīng)驗，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。四、計算題1.已知工件材料為45鋼，硬度為200HBS，刀具材料為YT15，車削外圓時，背吃刀量ap=4mm，進(jìn)給量f=0.3mm/r，切削速度v=120m/min。試計算切削功率Pc（切削力計算公式Fc=9.81CFcapxfyv-u，其中CFc=2795，x=1，y=0.75，u=0.15）。首先，根據(jù)切削力計算公式計算切削力Fc：已知CFc=2795，ap=4mm，f=0.3mm/r，v=120m/min，x=1，y=0.75，u=0.15Fc=9.81CFcapxfyv-u=9.81×2795×41×0.30.75×120-0.15先計算各項指數(shù)的值：0.30.75≈0.432120-0.15≈0.613則Fc=9.81×2795×4×0.432×0.613=9.81×2795×4×0.265=9.81×2947.3≈28913.6N然后計算切削功率Pc，切削功率計算公式為Pc=Fcv/60×1000（單位：kW）已知Fc≈28913.6N，v=120m/minPc=28913.6×120/60×1000=28913.6×2/1000=57.8272kW2.某軸類零件的設(shè)計尺寸為φ50±0.03mm，加工后測得一批零件的實際尺寸服從正態(tài)分布，其平均值x?=49.97mm，標(biāo)準(zhǔn)差σ=0.01mm。試計算該批零件的廢品率，并分析廢品產(chǎn)生的原因及改進(jìn)措施。首先，確定尺寸的公差范圍：上偏差ES=+0.03mm，下偏差EI=-0.03mm尺寸公差T=ES-EI=0.03-(-0.03)=0.06mm然后，計算上、下極限尺寸與平均值的差值：上極限尺寸Dmax=50+0.03=50.03mm下極限尺寸Dmin=50-0.03=49.97mm上極限尺寸與平均值的差值δ上=Dmax-x?=50.03-49.97=0.06mm下極限尺寸與平均值的差值δ下=Dmin-x?=49.97-49.97=0mm接著，計算標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量：上標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量zu=δ上/σ=0.06/0.01=6下標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量zl=δ下/σ=0/0.01=0根據(jù)正態(tài)分布表，當(dāng)z=0時，Φ(0)=0.5；當(dāng)z=6時，Φ(6)≈1該批零件的廢品率P=1-Φ(zu)+Φ(zl)=1-1+0.5=0.5（這里只考慮尺寸偏大的廢品，因為尺寸偏小的廢品率為0），即50%。廢品產(chǎn)生的原因：平均值x?=49.97mm，小于尺寸公差帶的中心值50mm，說明加工過程中存在系統(tǒng)誤差，可能是刀具調(diào)整不當(dāng)、機床精度問題等導(dǎo)致加工尺寸整體偏小。改進(jìn)措施：-調(diào)整刀具：重新調(diào)整刀具的位置，使加工尺寸的平均值接近尺寸公差帶的中心值。-檢查機床：檢查機床的精度，如主軸的回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌的直線度等，對機床進(jìn)行維修和調(diào)整，消除機床的系統(tǒng)誤差。-進(jìn)行工藝驗證：在正式生產(chǎn)前，進(jìn)行試切加工，測量加工尺寸，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整工藝參數(shù)，確保加工尺寸符合要求。五、分析題1.分析在車削細(xì)長軸時，可能出現(xiàn)的加工誤差及原因，并提出相應(yīng)的解決措施?？赡艹霈F(xiàn)的加工誤差及原因如下：-圓柱度誤差：原因：細(xì)長軸的剛性差，在切削力的作用下，工件容易產(chǎn)生彎曲變形。當(dāng)?shù)毒咴诠ぜ牟煌恢们邢鲿r，由于工件的變形程度不同，會導(dǎo)致工件的直徑不一致，出現(xiàn)圓柱度誤差。解決措施：采用跟刀架或中心架來增加工件的剛性，減小工件的變形。跟刀架可以跟隨刀具一起移動，支撐在工件的待加工表面上，中心架則固定在工件的中間位置，提高工件的穩(wěn)定性。-直線度誤差：原因：細(xì)長軸在切削過程中，由于切削力的作用和工件自身的內(nèi)應(yīng)力，會使工件產(chǎn)生彎曲。同時，機床導(dǎo)軌的直線度誤差也會影響工件的直線度。解決措施：合理選擇切削用量，減小切削力。例如，降低切削速度、減小進(jìn)給量和背吃刀量。對工件進(jìn)行時效