机械工程精密加工试题及答案

机械工程精密加工试题及答案姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.机械工程精密加工的定义是什么？

A.金属切削加工

B.非金属切削加工

C.精密成形加工

D.以上都是

2.精密加工中常用的加工方法有哪些？

A.超精密车削

B.电火花线切割

C.激光加工

D.以上都是

3.精密加工中常见的误差类型有哪些？

A.形状误差

B.位置误差

C.表面粗糙度误差

D.以上都是

4.精密加工中常用的刀具有哪些？

A.超硬刀具

B.超精密刀具

C.高速钢刀具

D.以上都是

5.精密加工中常用的量具有哪些？

A.千分尺

B.万能工具显微镜

C.三坐标测量机

D.以上都是

6.精密加工中常用的设备有哪些？

A.超精密车床

B.电火花线切割机床

C.激光加工设备

D.以上都是

7.精密加工中常用的表面处理方法有哪些？

A.化学气相沉积

B.真空镀膜

C.电镀

D.以上都是

8.精密加工中如何提高加工精度？

A.优化工艺参数

B.采用精密量具

C.使用高精度设备

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：机械工程精密加工包括金属切削加工、非金属切削加工、精密成形加工等，故选D。

2.答案：D

解题思路：精密加工中常用的加工方法有超精密车削、电火花线切割、激光加工等，故选D。

3.答案：D

解题思路：精密加工中常见的误差类型包括形状误差、位置误差、表面粗糙度误差等，故选D。

4.答案：D

解题思路：精密加工中常用的刀具包括超硬刀具、超精密刀具、高速钢刀具等，故选D。

5.答案：D

解题思路：精密加工中常用的量具有千分尺、万能工具显微镜、三坐标测量机等，故选D。

6.答案：D

解题思路：精密加工中常用的设备包括超精密车床、电火花线切割机床、激光加工设备等，故选D。

7.答案：D

解题思路：精密加工中常用的表面处理方法包括化学气相沉积、真空镀膜、电镀等，故选D。

8.答案：D

解题思路：提高精密加工精度的方法包括优化工艺参数、采用精密量具、使用高精度设备等，故选D。二、填空题1.机械工程精密加工的关键技术包括超精密加工技术、精密测量技术、精密加工工艺技术。

2.精密加工中，机床的精度是影响加工精度的重要因素。

3.在精密加工中，刀具的几何形状和材料对加工质量有很大影响。

4.精密加工中，加工过程中应严格控制温度、振动和切削液。

5.精密加工中，常见的表面处理方法有化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、电镀。

6.精密加工中，提高加工精度的方法有精密磨削、超精密磨削、光学加工。

7.精密加工中，常用的量具包括干涉仪、激光干涉仪、三坐标测量机。

8.精密加工中，机床的定位精度、重复定位精度和导向精度对加工精度有很大影响。

答案及解题思路：

答案：

1.超精密加工技术、精密测量技术、精密加工工艺技术

2.精度

3.几何形状和材料

4.温度、振动、切削液

5.化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、电镀

6.精密磨削、超精密磨削、光学加工

7.干涉仪、激光干涉仪、三坐标测量机

8.定位精度、重复定位精度、导向精度

解题思路：

1.根据机械工程精密加工的特点，关键技术应包括加工技术、测量技术和工艺技术。

2.机床的精度直接决定了加工出的零件的精度。

3.刀具的几何形状和材料影响其切削功能和加工表面的质量。

4.温度、振动和切削液的控制对精密加工中的尺寸稳定性和表面质量。

5.表面处理方法的选择应根据加工需求和应用场景来定。

6.提高加工精度的方法应针对不同的加工阶段和加工要求。

7.量具的选择应基于测量精度和测量范围的要求。

8.机床的定位精度、重复定位精度和导向精度共同影响加工精度。三、判断题1.精密加工中，机床精度越高，加工精度越好。（√）

解题思路：机床精度是影响加工精度的因素之一，机床的精度越高，理论上能够加工出更精确的零件。

2.精密加工中，刀具的磨损不会影响加工精度。（×）

解题思路：刀具磨损会导致刀具形状和尺寸发生变化，从而影响加工过程中的切削力和切削热，进而影响加工精度。

3.精密加工中，加工过程中温度的变化对加工精度没有影响。（×）

解题思路：温度变化会导致材料的热膨胀和收缩，从而影响加工尺寸和形状精度。

4.精密加工中，提高加工精度的唯一方法是提高机床精度。（×）

解题思路：提高加工精度可以通过多种方法实现，如优化加工工艺、提高刀具质量、控制切削参数等。

5.精密加工中，表面处理方法对加工精度没有影响。（×）

解题思路：表面处理方法如磨削、抛光等可以去除加工过程中的表面粗糙度，提高零件的加工精度。

6.精密加工中，刀具的形状和尺寸对加工精度有很大影响。（√）

解题思路：刀具的形状和尺寸直接影响切削过程中的切削力、切削热和切削变形，进而影响加工精度。

7.精密加工中，量具的精度越高，加工精度越好。（√）

解题思路：量具的精度越高，能够更准确地测量加工尺寸，从而提高加工精度。

8.精密加工中，加工过程中应尽量减少切削力，以降低加工误差。（√）

解题思路：切削力过大会导致切削变形和振动，增加加工误差。因此，在精密加工过程中，应尽量减少切削力。四、简答题1.简述精密加工的特点。

精密加工的特点包括：加工精度高，表面质量好，尺寸稳定性好，加工对象复杂，加工难度大，对设备和工具要求严格，加工过程需严格控制和监控。

2.简述精密加工中常见的加工方法。

常见的精密加工方法有：超精密车削、超精密磨削、电火花加工、激光加工、离子束加工、电化学加工等。

3.简述精密加工中常见的误差类型及产生原因。

常见的误差类型有：形状误差、位置误差、尺寸误差、表面粗糙度误差等。产生原因包括：加工工具误差、加工材料误差、加工设备误差、加工环境误差、加工操作误差等。

4.简述精密加工中提高加工精度的方法。

提高加工精度的方法有：选用高精度加工设备和工具，采用精密加工工艺，严格控制加工过程中的各项参数，加强加工过程中的检测与监控，提高操作人员的技能水平等。

5.简述精密加工中常用的表面处理方法。

常用的表面处理方法有：表面抛光、表面涂层、表面镀层、表面电镀、表面阳极氧化等。

6.简述精密加工中常用的量具及其作用。

常用的量具包括：量块、千分尺、测微仪、万能工具显微镜、三坐标测量机等。它们的作用是用于测量加工件的尺寸、形状、位置等参数，以保证加工精度。

7.简述精密加工中常用的设备及其作用。

常用的设备包括：精密车床、精密磨床、电火花机床、激光加工机床、离子束加工设备等。它们的作用是用于实现精密加工，提高加工精度和表面质量。

8.简述精密加工中如何控制加工过程中的温度变化。

控制加工过程中的温度变化，主要采取以下措施：选用合适的加工材料，优化加工工艺，采用冷却液或冷却气，合理设置加工参数，加强加工过程中的监测与控制等。

答案及解题思路：

1.答案：精密加工的特点包括加工精度高、表面质量好、尺寸稳定性好等。解题思路：根据精密加工的定义和特点，结合实际案例进行分析。

2.答案：常见的加工方法有超精密车削、超精密磨削、电火花加工等。解题思路：列举精密加工中常见的加工方法，结合实际案例进行说明。

3.答案：常见的误差类型有形状误差、位置误差、尺寸误差等。产生原因包括加工工具误差、加工材料误差等。解题思路：列举精密加工中常见的误差类型和产生原因，结合实际案例进行分析。

4.答案：提高加工精度的方法有选用高精度加工设备和工具、采用精密加工工艺等。解题思路：根据精密加工的原理和方法，结合实际案例进行分析。

5.答案：常用的表面处理方法有表面抛光、表面涂层等。解题思路：列举精密加工中常用的表面处理方法，结合实际案例进行分析。

6.答案：常用的量具有量块、千分尺等。它们的作用是用于测量加工件的尺寸、形状等参数。解题思路：列举精密加工中常用的量具，结合实际案例进行分析。

7.答案：常用的设备有精密车床、精密磨床等。它们的作用是用于实现精密加工。解题思路：列举精密加工中常用的设备，结合实际案例进行分析。

8.答案：控制加工过程中的温度变化，主要采取选用合适的加工材料、优化加工工艺等措施。解题思路：根据精密加工的原理和方法，结合实际案例进行分析。五、计算题1.已知加工直径为Φ50mm的轴，要求加工精度为IT6，求加工余量。

2.已知加工长度为L的轴，要求加工精度为IT7，求加工误差。

3.已知加工表面粗糙度为Ra0.8μm，求表面纹理高度。

4.已知加工速度为v=100m/min，切削深度为a=0.5mm，切削宽度为b=10mm，求切削力。

5.已知加工材料为45号钢，切削速度为v=300m/min，求切削温度。

6.已知加工材料为铝合金，切削速度为v=500m/min，求切削温度。

7.已知加工表面粗糙度为Ra1.6μm，要求加工精度为IT8，求加工余量。

8.已知加工长度为L的轴，要求加工精度为IT7，求加工误差。

答案及解题思路：

1.解题思路：

加工余量是指加工后零件实际尺寸与设计尺寸之间的差值。IT6表示加工精度等级，其加工余量计算公式为：加工余量=0.7dIT值，其中d为加工直径。

解答：

加工余量=0.750mm6=210μm

2.解题思路：

加工误差是指加工后零件实际尺寸与设计尺寸之间的差值。IT7表示加工精度等级，其加工误差计算公式为：加工误差=±(0.3dIT值)，其中d为加工直径。

解答：

加工误差=±(0.350mm7)=±10.5μm

3.解题思路：

表面纹理高度是指加工表面粗糙度值所对应的微观不平度高度。

解答：

表面纹理高度=Ra值=0.8μm

4.解题思路：

切削力是指切削过程中产生的阻力，计算公式为：切削力=(切削速度切削深度切削宽度)/1000。

解答：

切削力=(100m/min0.5mm10mm)/1000=0.05kN

5.解题思路：

切削温度是指切削过程中产生的热量使工件表面温度升高。

解答：

切削温度=切削速度材料导热系数切削深度切削宽度

其中，45号钢的导热系数为50W/(m·K)。

切削温度=300m/min50W/(m·K)0.5mm10mm=7500K

6.解题思路：

同5题，铝合金的导热系数为180W/(m·K)。

解答：

切削温度=500m/min180W/(m·K)0.5mm10mm=9000K

7.解题思路：

加工余量计算公式同1题。

解答：

加工余量=0.750mm8=280μm

8.解题思路：

加工误差计算公式同2题。

解答：

加工误差=±(0.350mm7)=±10.5μm六、论述题1.论述精密加工在工业生产中的重要性。

答案：

精密加工在工业生产中的重要性体现在以下几个方面：

提高产品功能：精密加工能够制造出尺寸精度高、表面质量好的零件，从而提高产品的整体功能和寿命。

满足复杂零件需求：精密加工技术能够满足现代工业对复杂、微小零件的需求，如航空航天、精密仪器等领域的零件。

提高生产效率：精密加工设备通常具有较高的自动化程度，能够提高生产效率，降低生产成本。

促进技术创新：精密加工技术的发展推动了相关领域的技术创新，如数控技术、激光加工技术等。

2.论述提高精密加工精度的关键因素。

答案：

提高精密加工精度的关键因素包括：

设备精度：选择高精度的加工设备是保证加工精度的前提。

工具精度：选用合适的刀具和量具，保证加工过程中的精度。

操作技能：操作人员的技能水平直接影响加工精度。

加工参数：合理选择切削速度、进给量等加工参数，以获得最佳加工效果。

环境因素：温度、湿度等环境因素也会对加工精度产生影响。

3.论述精密加工中常见的表面处理方法及其应用。

答案：

精密加工中常见的表面处理方法及其应用包括：

表面粗糙度处理：如磨削、抛光等，用于提高零件表面的光洁度。

表面强化处理：如渗碳、氮化等，用于提高零件的耐磨性和疲劳强度。

表面涂层处理：如电镀、涂漆等，用于提高零件的耐腐蚀性和装饰性。

4.论述精密加工中量具的选择与应用。

答案：

精密加工中量具的选择与应用应考虑以下因素：

量具的精度：选择与加工精度相匹配的量具。

量具的适用性：根据加工对象和加工要求选择合适的量具。

量具的稳定性：选择稳定性好的量具，以保证测量结果的准确性。

5.论述精密加工中设备的作用与选用。

答案：

精密加工中设备的作用与选用应考虑以下方面：

设备的加工能力：根据加工对象和加工要求选择合适的设备。

设备的精度：选择高精度的设备，以保证加工精度。

设备的自动化程度：自动化程度高的设备可以提高生产效率。

6.论述精密加工中加工误差的来源与控制方法。

答案：

精密加工中加工误差的来源包括：

设备误差：设备本身的结构、精度等因素导致的误差。

工具误差：刀具、夹具等工具的精度和磨损等因素导致的误差。

操作误差：操作人员的技能、操作习惯等因素导致的误差。

环境误差：温度、湿度等环境因素导致的误差。

控制方法包括：

选用高精度设备；

定期校准和保养设备；

选用高精度刀具和量具；

优化加工参数；

控制环境因素。

7.论述精密加工中切削力的影响因素及控制方法。

答案：

精密加工中切削力的影响因素包括：

切削速度：切削速度越高，切削力越大。

进给量：进给量越大，切削力越大。

切削深度：切削深度越大，切削力越大。

控制方法包括：

优化切削参数：选择合适的切削速度、进给量和切削深度；

选用合适的刀具材料；

改善切削条件：如冷却润滑等。

8.论述精密加工中切削温度的影响因素及控制方法。

答案：

精密加工中切削温度的影响因素包括：

切削速度：切削速度越高，切削温度越高。

进给量：进给量越大，切削温度越高。

切削深度：切削深度越大，切削温度越高。

控制方法包括：

选用合适的刀具材料；

优化切削参数；

采用冷却润滑措施；

改善加工条件。七、应用题1.应用题

题目：某零件图纸要求加工一个外径为φ50mm，长度为100mm的圆柱形零件，材料为45钢。请根据零件图纸，选择合适的加工方法、刀具、量具和设备，完成零件的加工。

答案：

加工方法：车削

刀具：外圆车刀

量具：外径千分尺、卡尺

设备：数控车床

解题思路：

根据零件的形状和材料，选择车削作为加工方法。

选择合适的数控车刀，以保证加工精度和效率。

使用外径千分尺和卡尺进行尺寸测量，保证零件的尺寸精度。

使用数控车床进行加工，利用其高精度和自动化特点。

2.应用题

题目：某零件加工要求加工表面粗糙度为Ra1.6μm，材料为不锈钢。请根据加工要求，确定加工工艺参数，完成零件的加工。

答案：

切削速度：v=100m/min

进给量：f=0.2mm/r

切削深度：a_p=1mm

解题思路：

根据材料特性（不锈钢）和表面粗糙度要求，选择合适的切削速度。

确定进给量和切削深度，以满足加工精度和表面质量的要求。

通过工艺参数的调整，保证零件的加工质量。

3.应用题

题目：在加工一个直径为φ100mm的轴类零件时，发觉加工过程中存在径向跳动误差。请根据加工图纸，分析加工过程中可能出现的误差，并提出相应的控制措施。

答案：

误差原因：加工中心定位误差、刀具磨损、机床振动等

控制措施：检查加工中心定位精度，定期检查刀具磨损，加强机床维护，使用稳定的夹具等。

解题思路：

分析误差来源，包括定位误差、刀具磨损和机床振动等因素。

针对每个误差来源，提出相应的控制措施，以减少误差影响。

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