机械制造工程原理试题及答案：什么是机械制造工程原理？如何解答相关试题？有哪些常见答案？

作者：巴海达时间：2023-07-23 13:19:54

导读：" 机械制造工程原理是机械制造工程的基础知识，它涉及到机械制造的各个方面，包括机械图学、材料力学、机械设计、制造工艺等。掌握机械制造工程原理，可以帮助工程师理解和解决各种机械制造过程中的问题。要解答机械制造工程原理的试题，可以按照以下步骤进行：1.仔细阅读试题，理解"

　　机械制造工程原理是机械制造工程的基础知识，它涉及到机械制造的各个方面，包括机械图学、材料力学、机械设计、制造工艺等。掌握机械制造工程原理，可以帮助工程师理解和解决各种机械制造过程中的问题。

要解答机械制造工程原理的试题，可以按照以下步骤进行：

　　1.仔细阅读试题，理解问题的要求和背景。

　　2.回顾相关知识点，确保对相关原理和概念有清晰的认识。

　　3.分析试题，确定解题的思路和方法。

　　4.使用相关公式和计算方法，进行计算或推导。

　　5.检查计算结果，确保计算过程准确无误。

　　6.根据计算结果，给出答案并进行解释。

以下是一些常见的机械制造工程原理试题及答案：

1.问题：什么是材料力学？如何计算材料的应力和应变？

答案：

　　-材料力学是研究材料在外力作用下变形和破坏的科学。

　　-应力是单位面积上的力，可以通过力的大小和受力面积的比值计算得到。

　　-应变是物体在外力作用下的形变，可以通过物体的长度变化和原始长度的比值计算得到。

2.问题：什么是机械图学？如何绘制机械零件的投影图？

答案：

　　-机械图学是研究机械零件的图形、尺寸、位置和运动的科学。

　　-绘制机械零件的投影图可以按照以下步骤进行：确定主视图、确定剖视图、确定各个视图之间的位置关系、绘制视图和标注。

3.问题：什么是机械设计？如何进行机械零件的设计？

答案：

　　-机械设计是指根据机械工作原理和要求，通过研究、计算和绘制，确定机械零件的几何形状、尺寸和结构的过程。

　　-进行机械零件的设计可以按照以下步骤进行：确定设计目标和要求、进行初步设计、进行详细设计、进行设计校核和评定。

4.问题：什么是制造工艺？如何选择合适的制造工艺？

答案：

　　-制造工艺是指将设计好的机械零件加工成成品的工艺流程和方法。

　　-选择合适的制造工艺可以考虑以下因素：零件的形状和尺寸、材料的性质和加工性能、加工设备和工艺的可行性、成本和效率的要求。

　　通过解答机械制造工程原理试题，可以加深对机械制造工程的理解，并提高解决实际问题的能力。同时，这些试题和答案也可以作为学习和备考的参考资料。

机械制造工程原理试题及答案

《机械制造基础》试题及答案

　　一、单选题（共30道试题，共90分。

　　）1.钻孔有两种基本方式，其一是钻头不转，工件转，这种加工方式容易产生（B）误差。

　　A.轴线歪斜B.锥度C.轴线歪斜和锥度D.轴线歪斜和腰鼓形2.（C）时，前角应选大些。

　　A.加工脆性材料B.工件材料硬度高；C.加工塑性材料D.脆性或塑性材料卖漏毕3.主要影响切屑流出方向的刀具角度为(C)A.前角B.后角C.刃倾角D.主偏角4.减小主偏角，（A）。

　　A.使刀具寿命得到提高B.使刀具寿命降低C.利于避免工件产生变形和振动D.对切削加工没影响5.下列刀具材料中，适宜制作形状复杂机动刀具的材料是（B）A.合金工具钢B.高速钢C.硬质合金钢D.人造聚晶金刚石6.成批加工车床导轨面时，宜采用的半精加工方法是（A）A.精刨B.精铣C.精磨D.精拉7.（B）时，选用软的砂轮。

　　A.磨削软材料B.磨削硬材料C.磨削断续表面D.精磨8.机床主轴齿轮（B）要求高些。

　　A.传递运动的准确性B.传动的平稳性C.载荷分布的均匀性D.侧隙9.精加工时，应选用（C）进行冷却。

　　A.水溶液B.乳化液C.切削油D.温度较高的水溶液10.加工φ100的孔，常采用的加工方法是（C）A.钻孔B.扩孔C.镗孔D.铰孔11.在切削平面内测量的角度有（D）A.前角B.后角C.主偏角D.刃倾角12.车床刀架的横向运动方向与车床回转轴线不垂直，车出的工件将呈现出（D）。

　　A.腰鼓形和锥度。

　　B.腰鼓形C.锥度D.端面中凸形13.数控机床主要适用的场合是（B）A.定型产品的大批量生产B.多品种小批量生产C.中等精度的定型产品D.修配加工14.主运动是由工件执行的机床有（A）A.车床B.镗床C.磨床D.牛头刨床15.积屑瘤很不稳定，时生时灭，在（）产生积屑瘤有一定好处，在（）时必须避免积屑的产生。

　　(D)A.精加工，粗加工B.半精加工，粗加工C.粗加工，半精加工D.粗加工，精加工16.加工一个精度为9级的齿轮，应用（A）。

　　A.铣齿B.滚齿C.剃齿D.磨齿17.（C）用来减少车刀与工件已加工表面之间搜迟的摩擦。

　　A.增大前角B.减小前角C.增大副偏角D.减小副偏角18.粗加工选择切削用量的基本原则是（A）。

　　A.选取大的切削深度B.在单位时间内切除尽量少的加工余量C.选取小的切中芹削深度D.选取大的切削速度19.车细长轴时，为减小其弯曲变形宜用（A）A.大的主偏角B.小的主偏角C.中等主偏角D.零主偏角20.加工一个窄长平面，精度为IT9，Ra≤6.3um，应选用（C）。

　　A.铣削B.磨削C.刨削D.车削21.（A）主要用于连接。

　　A.三角螺纹B.梯形螺纹C.方牙螺纹D.三角螺纹和梯形螺纹22.粗加工时，在保证合理的刀具耐用度的前提下，（A）。

　　A.首先选取大的aP，其次选较大的f，最后取适当的v；B.首先选取大的f，其次选较大的aP，最后取适当的vC.首先选取大的v，其次选较大的f，最后取适当的aPD.首先选取大的aP，其次选较大的f，最后取大的v23.切削铸铁和青铜等脆性材料时产生切屑形态为（C）A.带状切屑B.节状切屑C.崩碎切屑D.带状切屑或带状切屑24.切槽刀刀尖安装高于中心时，（B）。

　　A.工作前角γoe减小B.工作前角γoe增大C.工作后角αoe增大D.工作前角γoe和工作后角αoe都增大25.加工一淬火钢的外圆，其加工顺序为（A）。

　　A.车削－淬火－磨削B.车削－磨削－淬火C.淬火－车削－磨削D.车削－淬火－车削26.齿轮副的侧隙的确定（A）。

　　A.按齿轮工作条件决定B.按齿轮的精度等级C.决定于齿数D.决定于模数27.硬质合金刀具的前角（A）高速钢刀具的前角。

　　A.小于B.等于C.大于D.大于或等于28.主运动不是旋转运动的机床有（C）A.车床B.磨床C.牛头刨床D.钻床29.加工花键孔可采用的方法是（C）A.车削B.钻削C.拉削D.铣削30.加工一外圆（材料为铝），精度为IT6，Ra≤0.6um，其加工方案为（C）。

　　A.粗车－半精车－粗磨－精磨－研磨B.粗车－半精车－粗磨－精磨C.粗车－半精车－精车－精细车D.粗车－半精车－粗磨－精细车二、判断题（共10道试题，共10分。

　　）1.砂轮的硬度取决于组成砂轮磨粒的硬度。

　　(A)A.错误B.正确2.高速钢，顾名思义是用于现代高速切削的刀具材料。

　　(A)A.错误B.正确3.铣削时铣刀转速越高，则切削速度越快。

　　(A)A.错误B.正确4.加工塑性材料和加工脆性材料相比，刀具应选用较大的前角和后角。

　　(B)A.错误B.正确5.拉削加工由于主运动速度较低，故不适于大量生产。

　　(A)A.错误B.正确6.磨削软材料时，应选较硬的砂轮；磨削硬材料时，应选较软的砂轮。

　　(B)A.错误B.正确7.为避免积屑瘤的产生，切削塑性材料时，应避开中速切削。

　　(B)A.错误B.正确8.数控机床主要适用于新产品试制开发。

　　(B)A.错误B.正确9.刀具切削部分材料应具有高的硬度、高的耐磨性和高的红硬性等性能。

　　(B)A.错误B.正确10.切削钢件时，因其塑性较大，故切屑成碎粒状。

　　(A)A.错误B.正确。

　　单选题（共20道试题，共60分。

　　）1.在玻璃上开一窄槽，宜采用的加工方法是（C）A.电火花B.激光C.超声波D.电解2.退火一般安排在(A)。

　　A.毛坯制造之后B.粗加工之后C.半精加工之后D.精加工之后3.粗基准是指（A）。

　　A.未经加工的毛坯表面作定位基准B.已加工表面作定位基准C.粗加工的的定位基准D.精加工时的定位基准4.零件机械加工工艺过程组成的基本单元是（B）。

　　A.工步B.工序C.安装D.走刀5.轴类零件定位用的顶尖孔是属于：(A)A.精基准B.粗基准C.辅助基准D.自为基准6.一个（或一组）工人在一个工作地，对一个（或同时加工几个）工件所连续完成的那部分机械加工工艺过程称为（C）。

　　A.工步B.工位C.工序D.安装7.在安排零件的切削加工工序时，常遵循的原则是：（A）。

　　A.先加工基准面，后加工其它表面B.先加工加工其它表面，后加工基准面C.先精加工，后粗加工D.先安排次要表面的加工，穿插加工主要表面8.精基准是用下列哪一种表面作定位基准的？（C）A.精度最高的表面B.粗糙度值最低的表面C.已经加工过的表面D.未加工的表面9.基准是（A）。

　　A.用来确定生产对象上几何要素关系的点、线、面B.在工件上特意设计的测量点C.工件上与机床接触的点D.工件的运动中心10.在每一工序中确定加工表面的尺寸和位置所依据的基准，称为（B）。

　　A.设计基准B.工序基准C.定位基准D.测量基准11.为了避免产生定位误差，（B）。

　　A.应符和基准统一原则B.应符合基准重合原则C.应符合基准统一和基准重合原则D.应先粗加工后精加工12.工步是指（B）。

　　A.在一次装夹过程中所完成的那部分工序内容B.使用相同的刀具对同一个表面所连续完成的那部分工序内容C.使用不同刀具对同一个表面所连续完成的那部分工序内容D.使用同一刀具对不同表面所连续完成的那部分工序内容13.现要加工一批小光轴的外圆，材料为45钢，淬火硬度为HRC40~45，批量为2000件，宜采用的加工方法是（D）A.横磨B.纵磨C.深磨D.无心外圆磨14.定位基准是指（C）。

　　A.机床上的某些点、线、面B.夹具上的某些点、线、面C.工件上的某些点、线、面D.刀具上的某些点、线、面15.淬火一般安排在(C)。

　　A.毛坯制造之后B.粗加工之后C.半精加工之后D.精加工之后16.安装时，一般先定位后夹紧，而在（A）上安装工件时，定位与夹紧同时进行。

　　A.三爪卡盘B.四爪卡盘C.花盘D.三爪卡盘和四爪卡盘17.在普通车床两顶尖上加工细长光轴，加工后发现有鼓形误差（中间部分直径大，两端部分直径小），其主要原因是（B）。

　　A.刀架刚度不足B.工件刚度不足C.两顶尖刚度不足D.纵向导轨在水平面内直线度误差18.加工零件时，选择精基准的原则是：基准重合和（A）A.基准同一B.余量最小C.先面后孔D.先粗后精19.车削加工中大部分切削热传给了（D）。

　　A.机床B.工件C.刀具D.切屑20.零件的生产纲领是指（D）。

　　A.一批投入生产的零件数量B.生产一个零件所花费的劳动时间C.一个零件从投料到产出所花费的时间D.零件的全年计划生产量二、判断题（共20道试题，共40分。

　　）1.粗加工应采用以润滑作用为主的切削液。

　　（A）A.错误B.正确2.为保证加工要求不允许出现欠定位。

　　（B）A.错误B.正确3.精加工应采用以冷却作用为主的切削液。

　　（A）A.错误B.正确4.加工高精度表面时所用的定位基准称为精基准。

　　（A）A.错误B.正确5.粗加工过程中，所使用的定位基准面称为粗基准面。

　　（A）A.错误B.正确6.机床通用夹具有卡盘、分度头、钻模、镗模等。

　　（A）A.错误B.正确7.工件安装时被约束的自由度数少于六个就是不完全定位。

　　（B）A.错误B.正确8.在切削加工过程中，工件要正确定位就必须完全约束其六个自由度。

　　（A）A.错误B.正确9.零件表面的最终加工就是精加工。

　　（A）A.错误B.正确10.过定位是指工件被约束的自由度数超过了六个。

　　（A）A.错误B.正确11.车削有硬皮的毛坯件时，为保护刀刃，第一次走刀，切深应小些。

　　（A）A.错误B.正确12.大量生产时，零件加工总余量比单件生产时零件加工总余量小。

　　（B）A.错误B.正确13.粗基准在一个方向上只使用一次。

　　（B）A.错误B.正确14.工件在机床上的安装一般经过定位和夹紧两个过程。

　　（B）A.错误B.正确15.电火花加工只能加工硬脆的导电材料，不能加工韧、软的导电材料。

　　（A）A.错误B.正确16.用六个支承点就可使工件实现完全定位。

　　（A）A.错误B.正确17.安装就是工件在机床上每装卸一次所完成的那部分工艺过程。

　　（B）A.错误B.正确18.采用已加工表面作为定位基准面，称为精基准面。

　　（B）A.错误B.正确19.工件夹紧后即实现了完全定位。

　　（A）A.错误B.正确20.采用机床夹具装夹工件，工件的加工表面与定位表面之间的相互位置关系主要由夹具来保证。

　　（B）A.错误B.正确。

　　一、单选题（共20道试题，共60分。

　　）1.选择表面粗糙度评定参数值时，下列论述正确的有(B)。

　　A.同一零件上工作表面应比非工作表面参数值大B.摩擦表面应比非摩擦表面的参数值小C.配合质量要求高，参数值应大D.受交变载荷的表面，参数值应大2.下列孔、轴配合中，应选用过渡配合的有（A）。

　　A.既要求对中，又要拆卸方便B.工作时有相对运动C.要求定心好，载荷由键传递D.高温下工作，零件变形大3.机床主轴齿轮（B）要求高些。

　　A.传递运动的准确性B.传动的平稳性C.载荷分布的均匀性D.侧隙4.孔的作用尺寸是在配合面的全长上（C）。

　　A.与实际轴外接的最小理想孔的尺寸B.孔的最大实体尺寸C.与实际孔内接的最大理想轴的尺寸D.孔的最小实体尺寸5.决定配合公差带大小的有（C）。

　　A.标准公差B.基本偏差C.孔轴公差之和D.极限间隙或极限过盈6.位置度公差为0.05mm，今测得要素实际位置偏离理想位置为0.03mm，则此位置度误差为（C）。

　　A.0.03mmB.0.05mmC.0.06mmD.0.1mm7.基本偏差一般是（D）。

　　A.上偏差B.下偏差C.0D.公差带靠近零线的那个偏差8.齿轮副的侧隙的确定（A）。

　　A.按齿轮工作条件决定B.按齿轮的精度等级C.决定于齿数D.决定于模数9.属于位置公差的有(D)。

　　A.平面度B.圆度C.直线度D.倾斜度10.配合公差等于配合的（B）。

　　A.孔和轴的上偏差之和B.孔和轴的公差之和C.孔的公差D.孔和轴的下偏差之和11.径向全跳动是（A）误差的综合反映。

　　A.圆柱度误差和同轴度B.垂直度和圆柱度C.平行度和圆柱度D.位置度和圆柱度12.属于形状公差的有(A)。

　　A.圆柱度B.同轴度C.圆跳动D.平行度。

　　13.轴承的配合的基本尺寸是（C）。

　　A.轴承的内径和宽度B.轴承的外径和宽度C.轴承的内径和外径D.轴承的宽度14.公差与配合标准的应用主要解决（D）。

　　A.公差等级B.基本偏差C.配合性质D.配合基准制15.下列有关公差等级的论述中，正确的有(C)。

　　A.公差等级高，则公差带宽。

　　B.在满足使用要求的前提下，应尽量选用高的公差等级。

　　C.公差等级的高低，影响公差带的大小，决定配合的精度D.孔、轴相配合，均为同级配合。

　　16.当两要素在0°～90°之间的某一角度时，用哪项公差控制被测要素对基准的方向误差。

　　（A）。

　　A.倾斜度B.垂直度C.平行度D.位置度17.下列配合零件，应选用过盈配合的有(B)。

　　A.有轴向运动B.不可拆联接C.要求定心且常拆卸D.承受较大的冲击负荷18.某配合的最大间隙为20μm，配合公差为30μm，则它是（C）配合。

　　A.间隙B.过盈C.过渡D.过渡或过盈19.测一零件对称度，已知被测实际轴线各点距基准轴线的最大距离为16μm，最小距离为＋8μm，则其对称度为（D）。

　　A.8μmB.16μmC.24μmD.32μm20.下列配合零件应选用基孔制的有（C）A.滚动轴承外圈与外壳孔。

　　B.同一轴与多孔相配，且有不同的配合性质C.滚动轴承内圈与轴D.轴为冷拉圆钢，不需再加工二、判断题（共20道试题，共40分。

　　）1.配合公差的数值愈小，则相互配合的孔、轴的公差等级愈高。

　　（B）A.错误B.正确2.基轴制过渡配合的孔，其下偏差必小于零。

　　（A）A.错误B.正确3.滚动轴承内圈与轴的配合，采用基孔制。

　　（B）A.错误B.正确4.过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。

　　（B）A.错误B.正确5.某实际要素存在形状误差，则一定存在位置误差。

　　（A）A.错误B.正确6.某孔要求尺寸为，今测得其实际尺寸为φ19.962mm，可以判断该孔合格。

　　（A）A.错误B.正确7.零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度参数值相应取得越小。

　　（B）A.错误B.正确8.公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。

　　（A）A.错误B.正确9.基本偏差决定公差带的位置。

　　（B）A.错误B.正确10.圆柱度公差是控制圆柱形零件横截面和轴向截面内形状误差的综合性指标。

　　（B）A.错误B.正确11.孔、轴公差带的相对位置反映加工的难易程度。

　　（A）A.错误B.正确12.配合公差的大小，等于相配合的孔轴公差之和。

　　（B）A.错误B.正确13.孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。

　　（A）A.错误B.正确14.未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。

　　（A）A.错误B.正确15.基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说明它们的精度要求相同。

　　（A）A.错误B.正确16.滚动轴承内圈与轴的配合，采用间隙配合。

　　（A）A.错误B.正确17.有相对运动的配合应选用间隙配合，无相对运动的配合均选用过盈配合。

　　（A）A.错误B.正确18.国家标准规定，孔只是指圆柱形的内表面。

　　（A）A.错误B.正确19.选择表面粗糙度评定参数值应尽量小好。

　　（A）A.错误B.正确20.从制造角度讲，基孔制的特点就是先加工孔，基轴制的特点就是先加工轴。

　　（A）。

机械制造工程原理(清华出版社第2版)课件试卷及答案两者有一即可

第1章习题

1.画出下列标咐伏注角度的用于车削外圆柱面的车刀图：

γo=15°，αo=6°，αo′=6°，κr=60°，κr′=10°，λs=5°

2.形成表面的发生线(母线和导线)的形成方法有哪几种衡碧携?

3.刀具标注角度参考系有哪几种，它们是由哪些参考平面构成的，如何定义?

　　4.本图为用端面车刀切削工件端面示意图。

　　(1)标注确定端面车刀形状的最基本刀具角度；

　　(2)标出ap、f、hD、bD。

　　5.绘图表示下慧信图所示的端铣刀几何角度。

5.切断车削时，进给运动怎样影响刀具工作角度?

6.为什么说圆体成形车刀的加工精度低于棱体成形车刀?

　　7.已知：加工阶梯轴的外圆车刀γo=15°，αo=10°，αo′=5°，κr′=15°，λs=-5°，画出该车刀的标注角度，并计算刀尖角εr，楔角βo。

　　9.用母线、导线概念，试述与车削端平面相对应的平面成形原理和相应的机床加工方法。

　　10.用κr=45°的车刀加工外圆柱面，加工前工件直径为φ62mm，加工后直径为φ54mm，主轴转速n=240r/min，刀具的进给速度vf=96mm/min，试计算v、f、ap、hD、bD、AD。

机械制造工艺学试题及答案03 机械制造工艺学试题及答案

一、是非题(10分)

　　1.建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。(√)

　　2.圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。(√)

　　3.机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。(√)

　　4.装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。(×)

　　5.细长轴加工后呈纺锤宴枣形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。(√)

　　6.由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误或祥判差。(√)

　　7.采用高速切削能降低表面粗糙度。(√)

　　8.冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。(×)

　　9.精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。(√)

　　10.分析工件定位被限制衫改的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。(√)

二、填空(30分)

　　1.为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。

　　2.达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。3.表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。

　　4.机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。

　　5.机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），（展成法）。

　　6.机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。

　　7.选择精基准应遵循以下四个原则，分别是（重合基准），（统一基准），（自为基准），（互为基准）。

　　8.夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。9.应用点图进行误差分析时X和R的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度。

　　10.工艺系统是由（机床），（夹具），（刀具），（工件）构成的完整系统。

　　11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和(工件是否连续完成)。三、解释概念(10分)1.工步

　　刀具、加工面不变所连续完成的那部分工艺过程。2.工艺系统刚度

垂直加工面的切削力Fy与刀刃相对加工面在法线方向上的相对变形位移y

之比为工艺系统刚度K即K＝y3.精基准

　　已加工面为定位基准面的定位基准。4.定位误差

　　一批工件定位时，工序基准相对起始（调刀）基准在加工要求方向上的最大变动量。

四、(10分)下图中经工序5、10应达到零件图纸所要求的轴向尺寸，试求工

　　序尺寸L1、L2及偏差。解：

25?L1max?25

L1max?50

24.885?l1min?25.1l

1min?49.95

l?501?0.05则

5.2?25.1?L2min

L2min?25.1?5.2?19.94.8?25?L2max

l2max?25?4.8?20.2

?0.2

则：L2?20?0.1

　　五、(10分)工件以外圆?d?Td在V型铁上定位，求尺寸L的定位误差。

解：?jb?2?h

?jw?

Td2Sin

?Td2Sin45?

则：

?dw(L)?2?h?

?2(Th?0.71Td)?

2Sin45

　　六、(10分)车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ20±0.06。若此工序尺寸呈正态分布，公差带中心大于分布中心，其偏值δ=0.03mm，均方根差σ=0.02mm，求：

　　(1)这批工件的废品率是多少?(2)指出该工件常值系统误差和随机误差的大小；

(3)可采取什么改进措施以消除废品?

x?x

解：（1）?

.94?19.97

0.02

0.03

?1.50.02

查F1?0.4332

F则1?0.5?F1?0.5?0.4332?0.0668

废品率为F1?0.0668

（2）

?C?x?x??.97?20?0.03

?S?6??6?0.02?0.12

　　（3）采用将刀具朝着尺寸变化的方向调整0.015(即直径上增加0.03)，使X与公差带中心重合以消除废品。

????????????密???????封???????

线????????????

???

1：XYZXYZ

2：XYZXY

八、(10分)加工如图所示零件时，各定位元件限制工件哪些自由度？

?YZ

前顶尖：XYZ后顶尖：

(1)

（1）

????

下V铁:限上V铁x,z,x,z,上V铁:限工件y,z,y,z(2)

机械制造工程原理课后答案复合成形运动与简单成形运动有什么区别

　　简单成型运动：一个或者两个动作运动即可成颤亮让型。

　　复合成形运动：由两个或两个以上的旋转，直线运动按照一种确定的运动关系组合而成,称为复合成茄局形运动。

　　本质区别键颂：简单运动是由单独运动组成,复合运动是由多个运动组合而成。

机械工程材料课后答案

机械工程材料

思考题参考答案

第一章金属的晶体结构与结晶

1．解释下列名词

点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，

　　过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理戚竖，变质剂。

　　答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。

　　线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。

　　面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。

　　亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

　　亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

　　刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

　　滑移部敬裂分与未滑移部分的交界线即为位错线。

　　如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

　　单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

　　多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

　　过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

　　自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。

　　非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

　　变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

　　变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？

　　答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；

　　α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；

　　γ－Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；

　　Mg、Zn属于密排六方晶格；

3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？

　　答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。

4.晶面指数和晶向指数有什么不同？

　　答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为。

5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？

　　答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。

　　因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。

　　同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。

6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？

　　答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向高稿大上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。

7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？

　　答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。

　　②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。

　　③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。

8.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？

　　答：①金属结晶的基本规律是形核和核长大。②受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。

9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？

　　答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。

　　②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。

　　③机械振动、搅拌。

第二章金属的塑性变形与再结晶

1．解释下列名词：

　　加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。

　　答：加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。

　　回复：为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织和性能发生变化。

　　在加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷的消失以及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大，而只是使内应力及电阻率等性能显著降低。

　　此阶段为回复阶段。

　　再结晶：被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。

　　从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。

　　和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。

　　热加工：将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。

　　冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。

2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？

　　答：①随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。

　　因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。

　　②金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。

　　另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。

　　加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。

　　如冷拉钢丝拉过模孔的部分，由于发生了加工硬化，不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部分，这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。

3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？

　　答：主要是再结晶温度。在再结晶温度以下进行的压力加工为冷加工，产生加工硬化现象；反之为热加工，产生的加工硬化现象被再结晶所消除。

4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？

　　答：（1）通过热加工，可使铸态金属中的气孔焊合，从而使其致密度得以提高。

　　（2）通过热加工，可使铸态金属中的枝晶和柱状晶破碎，从而使晶粒细化，机械性能提高。

　　（3）通过热加工，可使铸态金属中的枝晶偏析和非金属夹杂分布发生改变，使它们沿着变形的方向细碎拉长，形成热压力加工“纤维组织”（流线），使纵向的强度、塑性和韧性显著大于横向。如果合理利用热加工流线，尽量使流线与零件工作时承受的最大拉应力方向一致，而与外加切应力或冲击力相垂直，可提高零件使用寿命。

5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？

　　答：晶界是阻碍位错运动的，而各晶粒位向不同，互相约束，也阻碍晶粒的变形。

　　因此，金属的晶粒愈细，其晶界总面积愈大，每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多，对塑性变形的抗力也愈大。

　　因此，金属的晶粒愈细强度愈高。

　　同时晶粒愈细，金属单位体积中的晶粒数便越多，变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发生，产生较均匀的变形，而不致造成局部的应力集中，引起裂纹的过早产生和发展。

　　因此，塑性，韧性也越好。

6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？

　　答：①晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等；②晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降；③织构现象的产生，即随着变形的发生，不仅金属中的晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象；④冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。

7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？

　　答：随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动时的相互交割、位错缠结加剧，使位错运动的阻力增大，引起变形抗力的增加。这样，金属的塑性变形就变得困难，要继续变形就必须增大外力，因此提高了金属的强度。

8．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？

　　答：T再=0.4T熔；钨T再=[0.4*（3380 273）]-273=1188.2℃;铁T再=[0.4*（1538 273）]-273=451.4℃;铅T再=[0.4*（327 273）]-273=-33℃;锡T再=[0.4*（232 273）]-273=-71℃.由于钨T再为1188.2℃＞1100℃，因此属于热加工；铁T再为451.4℃＜1100℃，因此属于冷加工；铅T再为-33℃＜20℃，属于冷加工；锡T再为-71＜20℃，属于冷加工。

　　9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。试分析强化原因。

　　答：高速金属丸喷射到零件表面上，使工件表面层产生塑性变形，形成一定厚度的加工硬化层，使齿面的强度、硬度升高。

第三章合金的结构与二元状态图

1．解释下列名词：

　　合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。

　　答：合金：通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。

　　组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。

　　相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。

　　相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。

　　固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。

　　金属间化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。它的晶体结构不同于任一组元，用分子式来表示其组成。

　　机械混合物：合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混合在一起，称机械混合物。

枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较

　　多，这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。

　　比重偏析：比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差别所引起的。如果先共晶相与溶液之间的密度差别较大，则在缓慢冷却条件下凝固时，先共晶相便会在液体中上浮或下沉，从而导致结晶后铸件上下部分的化学成分不一致，产生比重偏析。

　　固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。

　　弥散强化：合金中以固溶体为主再有适量的金属间化合物弥散分布，会提高合金的强度、硬度及耐磨性，这种强化方式为弥散强化。

2．指出下列名词的主要区别：

　　1）置换固溶体与间隙固溶体；

　　答：置换固溶体：溶质原子代替溶剂晶格结点上的一部分原子而组成的固溶体称置换固溶体。

　　间隙固溶体：溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中形成的固溶体，即间隙固溶体。

　　2）相组成物与组织组成物；

　　相组成物：合金的基本组成相。

　　组织组成物：合金显微组织中的独立组成部分。

3．下列元素在α-Fe中形成哪几种固溶体?

Si、C、N、Cr、Mn

　　答：Si、Cr、Mn形成置换固溶体；C、N形成间隙固溶体。

4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.

　　答：固溶强化：溶质原子溶入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而位错运动时受到阻力增大。

　　弥散强化：金属化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶体为基体再有适量的金属间化合物均匀细小弥散分布时，会提高合金的强度、硬度及耐磨性。这种用金属间化合物来强化合金的方式为弥散强化。

　　加工强化：通过产生塑性变形来增大位错密度，从而增大位错运动阻力，引起塑性变形抗力的增加，提高合金的强度和硬度。

　　区别：固溶强化和弥散强化都是利用合金的组成相来强化合金，固溶强化是通过产生晶格畸变，使位错运动阻力增大来强化合金；弥散强化是利用金属化合物本身的高强度和硬度来强化合金；而加工强化是通过力的作用产生塑性变形，增大位错密度以增大位错运动阻力来强化合金；三者相比，通过固溶强化得到的强度、硬度最低，但塑性、韧性最好，加工强化得到的强度、硬度最高，但塑韧性最差，弥散强化介于两者之间。

5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？

　　答：在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。

　　在性能上：形成固溶体和金属间化合物都能强化合金，但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低，塑性、韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。

6.何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.

　　答：共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。

　　包晶反应：指一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另外一种固相的反应过程。

　　共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。

　　共同点：反应都是在恒温下发生，反应物和产物都是具有特定成分的相，都处于三相平衡状态。

　　不同点：共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应；共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应；而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。

7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？

　　答：二元合金相图表达了合金的状态与温度和成分之间的关系。

8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？

　　答：应用杠杆定律可以计算合金相互平衡两相的成分和相对含量。

　　9.已知A（熔点600℃）与B(500℃)在液态无限互溶；在固态300℃时A溶于B的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A；在300℃时，含40%B的液态合金发生共晶反应。现要求：

　　1）作出A-B合金相图；

　　2）分析20%A,45%A,80%A等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。

答：（1）

（2）20%A合金如图①：

合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液相中析出α固溶体，至2点结束，2～3点之间合金全部由α固溶体所组成，但当合金冷到3点以下，由于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相A，因此最终显微组织：α AⅡ

相组成物:α A

A=（90-80/90）*100%=11%α=1-A%=89%

45%A合金如图②：

合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出α固溶体，此时液相线成分沿线BE变化，固相线成分沿BD线变化，当冷至2点时，液相线成分到达E点，发生共晶反应，形成（A α）共晶体，合金自2点冷至室温过程中，自中析出二次相AⅡ，因而合金②室温组织：

AⅡ α (A α)相组成物:A α

组织：AⅡ=（70-55）/70*100%=21%α=1-AⅡ=79%

A α=（70-55）/(70-40）*100%=50%

相：A=（90-55）/90*100%=50%α=1-A%=50%

80%A合金如图③：

合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出A，此时液相线成分沿AE线变化，冷至2点时，液相线成分到达点，发生共晶反应，形成(A α)共晶体，因而合金③的室温组织：A (A α)

相组成物：A α

组织：A=（40-20）/40*100%=50%A α=1-A%=50%

相：A=（90-20）/90*100%=78%α=1-A%=22%

　　10．某合金相图如图所示。

　　1）试标注①—④空白区域中存在相的名称；

　　2）指出此相图包括哪几种转变类型；

　　3）说明合金Ⅰ的平衡结晶过程及室温下的显微组织。

答：(1)①：L γ②:γ β③:β (α β)④:β αⅡ

　　(2)匀晶转变；共析转变

(3)合金①在1点以上全部为液相,冷至1点时开始从液相中析出γ固溶体至2点结束,2～3点之间合金全部由γ固溶体所组成,3点以下,开始从γ固溶体中析出α固溶体,冷至4点时合金全部由α固溶体所组成,4～5之间全部由α固溶体所组成,冷到5点以下,由于α固溶体的浓度超过了它的溶解度限度,从α中析出第二相β固溶体,最终得到室稳下的显微组织:α βⅡ

11．有形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni,铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重？

　　答：含50%Ni的Cu-Ni合金铸件偏析较严重。在实际冷却过程中，由于冷速较快，使得先结晶部分含高熔点组元多，后结晶部分含低熔点组元多，因为含50%Ni的Cu-Ni合金铸件固相线与液相线范围比含90%Ni铸件宽，因此它所造成的化学成分不均匀现象要比含90%Ni的Cu-Ni合金铸件严重。

第四章铁碳合金

　　1．何谓金属的同素异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。

　　答：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。

2．为什么γ-Fe和α-Fe的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe→α-Fe）转变时，其体积如何变化？

　　答：因为γ-Fe和α-Fe原子排列的紧密程度不同，γ-Fe的致密度为74%,α-Fe的致密度为68%，因此一块质量一定的铁发生（γ-Fe→α-Fe）转变时体积将发生膨胀。

3.何谓铁素体（F）,奥氏体（A），渗碳体（Fe3C），珠光体（P）,莱氏体（Ld）？它们的结构、组织形态、性能等各有何特点？

　　答：铁素体（F）：铁素体是碳在中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。

　　由于碳在中的溶解度`很小，它的性能与纯铁相近。

　　塑性、韧性好，强度、硬度低。

　　它在钢中一般呈块状或片状。