2013机械制造技术基础真题完整版

一、  判断题（15*1=15分）

1.     切削运动主运动一个，进给运动可以有多个。

2.     龙门刨床主运动为刨刀往复直线运动，进给运动工件横向间歇运动。

3.     在其他条件不变的情况下，只增大进给量会使切削厚度增大。

4.     切削塑性材料时，前角增大，剪切角减小。

5.     车削受进给运动影响，工作后角比标注后角小。

6.     相对加工性Kr越大，工件越容易加工。

7.     断续切削刀具刃倾角选择负值有利于减小冲击振动。

8.     提高切削效率又不使主切削力过大，应先使背吃刀量增大。

9.     切削用量中对切削热影响最大的是背吃刀量，其次进给量。

10.  最低成本寿命比最高生产率寿命高。

11.  车削外圆时，刀剑安装高于工件中心，实际前角减少。

12.  加工塑性材料，其他条件不变，提高切削速度，切屑会由挤裂切屑向带状切屑转变的趋势。

13.  逆铣容易使工件和工作台一起向前窜动，甚至导致打刀。

14.  刀具后角是主后刀面与基面的夹角，在正交平面内测量。

15.  加工塑性材料与加工脆性材料相比，应选较小前角和后角。

二、  单选题（15*2=30分）

1.     精加工10Cr合金钢选择哪个刀具？

A.YG3          B.YG8      C.YT30       D.YT5

2.高速切削铝合金选择哪个刀具材料？

A.YT5          B.YT30     C.金刚石      D.PCBN

3.精加工切削用量如何选择？

A.    低的进给量、背吃刀量，高的切削速度

B.     高的进给量、背吃刀量，高的切削速度

C.     高的进给量、背吃刀量，低的切削速度

4.哪个切削分力影响加工精度和振动？

A.切向力      B.轴向力       C.背向力

5.切削用量三要素对切削力影响的顺序大小？

A.背吃刀量 进给量 切削速度    B.进给量 切削速度 背吃刀量

C.背吃刀量 切削速度 进给量    D.进给量 背吃刀量 切削速度

6.粗加工时怎么样选择后角？

A.较大后角          B.较小后角       C.大小均可

7.刀具横向进给运动后角怎么样变化？

A.变大               B.变小           C.不变

8.与切削温度关系比较大的刀具角度？

A.前角和后角            B.前角和主偏角

C.前角和副偏角          D.前角和刃倾角

9.硬质合金刀具正常磨损原因？

A.机械磨损 粘结磨损      B.硬质点磨损 粘结磨损

C.粘结磨损 扩散磨损      D.粘结磨损 化学磨损

10.刀具初期磨损阶段成因是哪个？

A．硬质点磨损            B.粘结磨损

C.扩散磨损                D.应力集中 刀口粘结

11.切削塑性材料时，切削速度高、切削厚度大会产生哪类影响？

A.月牙洼磨损             B.后刀面磨损

C.边界磨损                D。硬质点磨损

12确定刀具标注参考系中的参考平面哪三个？

A.待加工表面 已加工表面 加工表面

B.前刀面 后刀面 基面

C.基面 切削平面 正交平面

13.切削细长钢轴用哪一个刀具？

A.45度弯头车刀

B.90度右偏刀

C.圆弧刃形车刀

14.哪个因素不能抑制积屑瘤的产生？

15.切削用量影响切削温度的顺序？

三、多选题（5*3=15分，漏选得1分，错选得0分）

1.刀具前角作用有哪些？

（1）控制切屑流动方向

（2）使刀刃锋利，减小切屑变形，降低切削力

（3）影响刀尖强度

（4）影响各切削力分配比例

（5）受到刀刃强度制约，其数值不能过大

2.哪些是通过减少表面残余面积高度来减小表面粗糙度

（1）减小主偏角   （2）减少副偏角   （3）减少进给量

（4）提高切削速度  （5）增大前角     （6）增加背吃刀量

3.硬质合金和高速钢的比较，哪个正确？

（1）价格比高速钢高

（2）更容易产生加工硬化

（3）脆性高，容易发生振动

（4）适用于制作形状简单刀具

（5）更容易进行热处理

4.影响切削力比较大的三个因素？

（1）切削速度     （2）刀具材料      （3）工件材料

（4）刀具参数     （5）刀具磨损       （6）切削液

5.哪些应采用低浓度乳化液润滑方式？

（1）高速钢切削铸铁床头箱

（2）硬质合金加工耐热合金钢

（3）磨削淬硬钢洲

（4）标准麻花钻钻孔

（5）插齿机加工齿轮

四、简答题（共40分）

1.辅助支承的适用场合？（6分）

2.影响冷作硬化的因素？（8分）

3.从机床的几何方面分析车削加工时影响工件圆度、圆柱度、垂直度误差的影响因素？（8分）

4.确定夹紧力方向应考虑哪些因素？（6分）

5.什么情况下要有检查工序？（6分）

6.修配装配法定义、应用场合？（6分）

五、关于工艺尺寸链的计算（14分）

给出一个两端已经加工好的有内孔的轴套零件，从其中一端铣一个缺口给了三个不同的定位工艺图和一个工件图

1. 写出三种情况下的设计基准和定位基准

2. 计算出三种定位情况下的轴套缺口工艺尺寸A1、A2、A3。

六、关于定位误差的计算分析（10分）

一个轴套类零件，从顶面铣一个键槽，标注尺寸是圆孔中心与键槽下母线，只给出了一个内孔尺寸D1—D1+0.02和外圆尺寸d1-d1+0.021，让你自己设计出定位装置方案并计算其定位误差，如果误差不合理，该怎样改进？（10分）

七、形状分析题（10分）

内圆磨头磨削内孔，给了一个是工件刚度不足时的变形图形，一个是磨杆刚度不足时的变形图形，让你分析这两种情况会使加工后工件有怎样的形状误差，并画出变形后的图形，分析产生这两种误差的理论原因有哪些？（10分）

八、合格率计算分析题（16分）

用钻头加工一批零件，共300个，工序尺寸公差18-0.08—18+0.09，加工后尺寸为17.96mm,标准差0.02 （1）计算合格品数，不合格品率以及可修复不合格品数（2）计算工艺能力指数（3）该工艺中存在哪些误差，分析其原因，并怎样改进措施？（4）分析哪些是属于常值系统误差，哪些是变值系统误差，哪些是随机误差，分析其原因？（16分)

答案解析

一.判断题

1.正确。书中原话，切削主运动一个，进给运动可以多个。例如车削时车刀的纵向或横向运动，磨削外圆时工件的旋转运动和工作台带动工件的纵向移动等。

2.错误。工作台带动工件的间歇进给运动时纵向的。

3.正确。书中原话，在主切削刃选定的基面内，垂直于过渡表面度量的切削层尺寸，f或Kr增大，切削厚度增大。

4.错误。书中原话，前角增大，剪切角增大；摩擦角增大，剪切角减小。

5.正确。书中原话，受进给运动影响，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角，使工作前角增大，后角减小。

6.正确。书中原话，切削加工性的概念具有相对性。

7.正确。当＜0°时切削时与工件首先接触的是刀尖后面的刀刃，保护了刀尖，特别是断续切削时，减小了冲击和崩刃。

8.错误。书中原话，从切削刀具上的载荷和能量的观点来看，用大的进给量比用大的背吃刀量对工作更为有利，进给量大，切削效率自然高。

9.错误。书中原话，其次是切削速度。

10.正确.书中原话，一般情况下，多采用最低成本耐用度。

11.错误。书中原话，内控镗削时，装刀高低对工作角度的影响是与外圆车削相反的。

12.正确。书中原话，假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，降低切削速度，加大切削厚度，就可以得到单元切屑，反之，则可以得到带状切屑。

13.错误。书中原话，顺铣容易窜动并打刀，逆铣容易振动。两者都会加剧刀具的磨损，生产中多选用逆铣。

14.错误。书中原话，后角是在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。

15.错误。加工塑性材料，尤其是加工硬化比较严重的材料，应选取较大前角；加工脆性材料，应取较小前角。工件材料塑性好，韧性大，容易产生加工硬化，应采取较大后角；工件材料的强度和硬度较高时，为增大刀刃强度，应采取较小后角。

二.单选题

1.C。40Cr属于合金钢，具有切削温度高，刀具磨损快的切削加工性，所以，选用具有良好耐热性和耐磨性的YT类硬质合金。精加工切削力小，可选用强度稍低的YT30.

2.C.书中原话，金刚石刀具是目前高速切削铝合金的较理想的材料，PCBN是告诉切削黑色金属的较理想刀具材料。

3.A.书中原话，精加工时，应以保证零件的加工精度和表面质量为主，同时考虑刀具的使用寿命和较高的生产率。

4.C.书中原话，切向力是计算车刀强度，设计机床零件，确定机床功率所必须的；轴向力是设计进给机构，计算车刀进给功率所必须的。

5.A.切削用量三要素对切削力影响程度的大小的排序为a-f-v；对切削热影响程度的排列顺序依次为a-v-f；对切削温度影响程度的大小的排序为v-f-a.

6.B.精加工时切削厚度很小，磨损主要发生在后刀面上，宜取较大后角；粗加工时切削厚度较大，前刀面磨损加大，宜取较小后角，以利于增强刀刃和散热。

7.B.受进给运动影响，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角，使工作的前角增大，后角减小。

8.B.书中原话，前角加大，变形和摩擦减小，因而切削热减小，但前角不能过大，否则刀头部分的楔角减小使散热体积减小，不利于切削温度的降低。主偏角减小使切削刃工作长度增大，散热条件改善，同时刀尖角增大，散热条件好，因而使切削温度降低。

9.C.低速刀具易产生硬质点磨损，即机械磨损，工具钢，包括高速钢，这种磨损比较显著，而硬质合金刀具不易出现此类磨损。扩散磨损在高速切削的条件下容易产生，速度越高，扩散磨损越严重。一般YT硬质合金抗扩散的能力要强于YG类硬质合金，高速钢刀具由于低速切削，扩散磨损较轻，金刚石刀具切削碳钢时，扩散磨损非常严重。

10.D.刃磨后的新刀具，其后刀面与加工表面接触面积较小，应力较大。

11.A.书中原话，月牙洼磨损又叫前刀面磨损，切削塑性金属时，如果切削速度较低和切削厚度较小时，一般不产生月牙洼磨损，但通常情况下都会产生后刀面磨损。

12.C.略

13.B.减小Kr，径向切削力Fy增大，在工艺系统刚度不足时，会增大弹性变形和产生振动，对冲击韧性差的硬质合金等脆性刀具，刀具耐用度反而会下降，加工表面粗糙度也增大。Kr选择主要根据工艺系统来选择，同时考虑具体加工条件。细长轴系统刚度不好，选择较大Kr，甚至取90°，以避免振动。

14.略。

15.切削用量三要素对切削力影响程度大小的排序为a-f-v；对切削热影响程度的排列顺序依次为a-v-f；对切削温度影响程度大小的排序为v-f-a。

三．多选题。

（1）2.3.5

前角的大小决定着切削刃的锋利程度和强固程度，对金属切削过程影响很大。前角影响切屑变形和切屑与前面的摩擦和刀具强度，刃倾角控制切屑流出方向，增加刀刃的强度并能使切削力均匀。

改变主偏角的大小可以调整径向切削力和轴向切削分力之间的比例，主偏角增大时，径向切削分力减小，轴向切削分力增大。

（2）1.2.3

书中原话，切削时，由于刀具与工件的相对运动及刀具几何形状的关系，会在已加工表面产生未被切除的残留金属，其高度直接影响已加工表面进给方向的粗糙度。例如，车削时，残留面积高度可以根据车刀的主偏角，副偏角，刀尖圆弧半径和进给量，按照几何关系计算出来。

（3）1.3.4

从硬质合金的材料上分析，硬质合金采用了一部分西游金属，在制造硬质合金的工艺过程也比较严格，所以价格高是必然的。从加工硬化的定义出发，加工硬化是由金属加工时表面受到切削力的作用而产生的晶格扭曲变形导致硬度增加，最重要的是比较两者的切削力大小，硬质合金刀具本身的硬度高，切削刃可以制造较锋利，加工时所受的切削力较小，故不容易发生加工硬化。

高速钢刀具材料具有较硬质合金高的强度和韧性，良好的塑性和磨加工型，宜用于制造复杂刀具，而硬质合金因脆性高，宜折断则多以刀片的形式被用作焊接刀具或机夹刀具。

硬质合金是熔点高，硬度高，化学稳定性好，热稳定性好的金属碳化物，其硬度，耐磨性耐热性都很高，故不需要进行热处理。

（4）1.3.4

略

（5）1.3.4

切削液有冷却和润滑作用，而乳化液属于水溶性切削液，其主要是冷却和清洗的作用，所以一般精加工和高速加工会选择乳化液。

粗加工时，切削用量较大，产生大量的切削热，容易导致高速钢刀具迅速磨损。这时主要是要求降低切削温度，应选用冷却性能为主的切削液，如离子型切削液或低浓度乳化液。

硬质合金刀具耐热性较好，一般不用切削液。如果要用，必须连续，充分的浇注，切不可断断续续，以免冷热不均，产生很大热应力，导致裂纹，损坏刀具。

磨削时一种轻负荷加工：余量小，加工载荷小。因此磨削工艺主要需要的是冷却，不需要太多的润滑。所以磨削液只需要较低的浓度即可满足其加工润滑要求。但是浓度也不能过低；否则磨削液的防锈能力会下降！通常磨削液浓度应维持在3-4%。

标准麻花钻钻孔时切削温度较高故使用乳化液，插齿加工切削速度较慢，冷却的较快，温度不高，主要以润滑为主，故不适用乳化液。

四.简答题

1.采用辅助支承将使夹具结构复杂，一般多用在粗基准定位时。为避免粗基准定位时的超定位，可采用辅助支承。

另外，当工件定位基面较小，致使一部分悬伸较长时，为增加工件的刚性，减少切削时的变形，也常常采用辅助支承。

2.（a）刀具的影响：

刃口圆弧半径增大，对表面层挤压作用增大，使冷硬增加。

刀具后刀面磨损增加，对已加工表面摩擦增大，使冷硬增加。

前角加大可减小塑性变形，使冷硬减小。

（b）切削用量

切削速度增大，刀具与工件接触挤压时间短，塑性变形小，同时切削温度亦会增加，有助于冷硬恢复作用，故冷硬较小。但在高速切削时，切削热作用时间段，恢复作用不充分，故冷硬有所增加。

进给量增大，塑性变形增大，因为冷硬也增加。但进给量太小，会形成薄层切削打滑，增加了对表面的挤压，使塑性变形增加，冷硬加大。

工件材料塑性越大，切削后冷硬越严重。

3.注意题意是几何方面，故不存在误差复映的现象。

（1）圆度：

车床主轴回转轴线的径向跳动。

（2）圆柱度：

床身导轨在水平面内的直线度误差；

床身导轨的扭曲；

主轴回转轴线的角向摆动。

（3）垂直度：

主轴回转轴线的轴向窜动；

床身导轨的扭曲；

刀架横溜班导轨与株洲回转轴线不垂直。

4.确定夹紧力方向时应考虑：

夹紧力的方向应保证定位准确可靠，而不破坏定位，即保证在夹紧作用下使工件与定位元件接触，方向一般垂直于主要定位基准面。

夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能的小，以减轻疲劳强度，提高生产率，夹紧机构紧凑，轻便，工件变形小。

夹紧力作用方向应使工件变形尽可能的小。

5.每个操作工人必须在操作过程中和加工完成后进行自检，在工艺规程中还必须在下列情况下安排检查工序：

（1）零件全部加工完毕后；

（2）从一个车间转到另一个车间的前后；

（3）工时较长或关键工序的前后；

（4）粗加工之后，精加工之前。

除了一般性的尺寸检查外，还有一些特种检查，要根据检查要求安排在合适的加工阶段。

6.修配装配发是用钳工或机械加工的方法修整产品尺寸链中某个零件的尺寸以获得规定的装配精度的方法。

使用与成批生产或小批量单件生产中，对装配精度要求较高，组成环数目较多，当用互换法装配时对组成环的公差要求太严，难于制造时。

五．关于工艺尺寸链的计算。

题目比较简单，严格分3种情况分别画出工艺尺寸链，找出设计基准和定位基准，计算工艺尺寸。

六.关于定位误差的计算分析。

采用过盈配合心轴或自动定心心轴。此时，由于心轴过盈配合，所以基准位置误差为零；又因为标注尺寸是圆孔中心，则定位基准与设计基准重合，不存在基准不重合误差。故定位误差为零，满足定位要求。

七.形状分析题。

当磨杆刚度不足时，工件刚度较大，工件的偏转角随刀具所在的位置不同而不同，由此造成工件加工后的圆柱度误差，显然内孔磨削后变形与外圆磨削相反，故形成腰鼓形。与此相反，当工件刚度不足时形成马鞍形。原因除了工件偏转角的不同之外，还有误差复映，机床纵溜板运动与主轴轴线不平行，纵导轨直线度误差，刀具磨损等原因。此题没有标准答案，考生应分条多答。

八.合格率计算分析题。

1.先画出尺寸分布图：

不合格率：17.96+0.02×3=18.02＜Amax

                17.96-0.02×3=17.90＞Amin

           0.5-=2.28%

合格品率：A=1-2.28%=97.72%，合格品数：300×A=293个

不合格品数：300-293=7个

2.工件的公差T=0.17

  工艺能力p=6×0.02=0.12

  工艺能力系数Cp==1.42

3.工艺中存在系统误差和随机误差，系统误差分为常值系统误差和变值系统误差。

随机误差产生的原因随周围环境而异，也包括人的测量误差，对于此类误差，只能找到根源，对其采取措施以缩小其影响。

变值系统误差可通过摸清规律选择自动连续补偿或自动周期补偿来消除。

常值系统误差，通过查明大小和方向进而相应调整或检修工艺装配或补偿来消除。

本工艺常值系统误差△=18.005-17.96=0.045

可通过更换尺寸更大的钻头改进，钻头直径增大0.045即可完全满足要求。