机械工程师资格考试模拟考试试题 doc

答在切削过程中为克服工件的变形抗力及刀具前刀面、后刀面上切屑层摩擦力刀具要受到一个

作用力R称为切削合力其方向与大小依切削条件变化而变化为适应机床、夹具、刀具的设计、

使用的需要需将R分解为主切削力Pz、进给抗力Px和吃刀抗力Py四者的关系为R=Pz2+Py2+Px2

1/2切削法向力PN为Px、Py的合力当切深t远大于进给量s并且刀尖圆弧半径re及刃倾角

λs又不大时切削合力将近似地处于于刀具与工件的正交平面内 则Px≈PNsinKτPy≈PNcosKτ。

2、 影响切削力的因素有哪些刀具对切削力的影响因素有哪些

答影响切削力的因素有工件材料切削速度进给量与切削深度刀具的前角、主偏角、刃倾23

角、刀尖圆半径和刀具的磨损、切削液等。刀具对切削力的影响因素

1前角γ 一般γ增大时切削力下降并且对Px、Py的影响比对Pz的影响大。2主偏角Kr

切削塑性金属时当Kr在小于60°-75°的范围内增大时切削力减小当Kr在大于60°-75°范围

内增大时由于刀尖圆弧的影响切削力又增大切削脆性金属时Kr>45°后切削力基本不变。3

刃倾角λs 当λs在10°-45°范围内变动时切削力基本不变但当λs减小时Py增大Px减

小。4刀尖圆弧半径 对切削力影响不大但当re增大时Py增大Px减小。5刀具磨损 磨

损增大切削力增大尤Py增大最明显。

3、 刀具磨损的类型以及刀具耐用度如何确定

答在切削过程中工件—刀具—切屑的接触区发生强烈的摩擦刀具切削部分会不可避免的磨损

刀具磨损的形式有1前刀面磨损 成月牙状或凹洼亦称月牙形磨损2后刀面磨损 是刀

具后刀面与工件发生磨损形成一道后角为零的磨损区3刀尖磨损系刀尖圆弧下的后刀面及临

近的副后刀面上的磨损是刀具主后刀面磨损的延续4边界磨损 系刀尖在后刀面上相应工件

外圆处形成的磨损深沟。

刀具耐用度指刀具重新刃磨后开始使用到又磨损到规定的磨损限度内时总实际切削时间。 4、 试述切削加工工艺方法类别

答我国现行的行业标准JB/T5992-1992《机械制造工艺方法分类与代码》将工艺方法按大类、

中类、小类和细分类四个层次划分。其中切削加工列为第三类一般有外圆、平面和内孔及渐开线

加工方法。

5、 试述外圆表面、孔和平面的加工方案略。 答见机械工程师资格考试指导书表4.4-3《外圆表面加工方案》P169、表4.4-4《孔加工方案》、 表4.4-5《平面加工方案》。P169.

6、 试述经济加工精度的概念及如何正确理解其含义。

答经济加工精度是指在正常加工条件下该加工方法所能保证的加工精度。其含义可进一步理解 为

①. 经济加工精度是一个范围在这范围内成本经济合理。

②. 经济加工精度是一个动态概念随机床、刀具、夹具和工艺技术水平的改善会随之提高。 ③. 有关手册文献所介绍的加工精度一般可代表加工经济精度。

7、 试述典型的车削、铣削、磨削加工以及车削、铣削、磨削加工的新技术。 1 典型的车削类型外圆柱、端面、滚压内孔的车、钻、扩、

铰、镗、滚压螺旋面车外螺纹、内螺纹、旋风切螺纹、攻内螺纹、绕制弹簧切断、切槽锥

面、球面、椭圆柱面特殊表面成型、仿形曲面车削。

2 铣削典型表面加工类型铣平面、键槽铣弧形面、圆曲面、 球面铣齿形直、圆弧、锥、齿条铣花键铣凸轮。

3 磨削典型表面加工类型磨外圆、外锥面磨端面磨内孔 磨曲面、凹球面、内球面磨齿轮、齿形专用表面磨削。

4 车削新技术加热车削激光加热、等离子弧加热超声车削振动超精车削超态车

削双主轴车削。

5 铣削新技术高速铣削超硬铣削。

6 磨削新技术速磨削高速成型磨削超精磨削。 8、 试述顺铣与逆铣的特点

答顺铣和逆铣都发球周铣。顺铣时铣刀旋转方向与工件前进方向一致其特点1每齿铣削

厚度从最大到最小刀具易切入工件。

2平均切削厚度大。3顺铣时刀具耐用度高机床动力消耗较低。

4刀齿对工件的切削分为F1向下有利于夹紧工件加工过程平稳。5其切削分力F2大于

工作台的摩擦阻力进会千万工作台窜动工作台丝杠间隙引起切削不稳定。 逆铣时铣刀旋转方向与工件前进方向相反其特点1其水平切削分力F2的方向与工件进给24

方向相反切削进给平稳有利于提高加工表面质量和防止扎刀现象2其垂直切削分力1向上

不利于工件夹紧3平均切削厚度较小4刀刃切入工件时是从已加工表面开始进刀切

削厚度从零开始刀刃受挤压磨损严重加工表面粗糙度差有严重的加工硬化层。 9、 试述按照机床夹具通用化程度的不同机床夹具可分为那些类型及它们的应用范围。 答按机床夹具通用化程度的不同机床夹具可分为专用夹具、通用夹具、专业化可调夹具成组

夹具和组合夹具等。

10、 什么是欠定位和过定位在机床夹具设计时能否出现欠定位和过定位为什么

答夹具上工件定位件所能限制的工件自由度小于按照相关工艺规程要求所必须限制的自由度称

为欠定位。在夹具的设计、制造中不允许出现欠定位。夹具上几个定位件都可能限制工件的同一个

或若干个自由度造成工件定位不稳定或破坏正确定位称为过定位。过定位对工件会产生不良的

影响一般都应设法消除过定位产生的不良影响未超出工件的技术要求则可以允许存在有时

甚至有益。

11、 试述2-3类型的超硬材料刀具并说明它们的应用对象。

答见机械工程师资格考试指导书表4.4-19《各类刀具材料的主要性能》P187 12、 试述刀具几何参数的选择原则。

答

刀具几何参数的选择原则

1 前角——工件材料的强度、硬度愈低塑性愈好刀具材料的

抗弯强度和冲击韧度较高工艺系统刚性差或机床功率不足等应取大前角。 2 后角——应取较大后角的情况精加工时切削厚度薄多刃刀

具切削厚度薄加工工件材料较软、粘加工硬化倾向大弹性模量小等。应取较小后角的情况

工件材料的强度、硬度较高粗加工强力切削、承受冲击载荷大的刀具工艺系统刚性差定尺寸

刀具如拉刀、铰刀等铲齿刀具等。

3 主偏角——应取较大主偏角的情况采用硬质合金刀具进行粗

加工和半精加工在切削过程中刀具需做中间切入工件或阶梯轴等。应取较小主偏角的情况工艺

系统刚度允许的条件下工件材料的强度、硬度高等。

4 副偏角——应取较大副偏角的情况工件或刀具的刚度较差

在切削过程中刀具需做中间切入工双向进给等。应取较小副偏角的情况精加工刀具切断、切槽

也孔加工刀具加工高硬度和高强度的材料或断续切削加工细长轴等。 5 刃倾角——应取正刃倾角情况精加工微量切削的精加工刀

具可取特大正刃倾角镗刀、铰刀等孔加工刀具加工盲孔工艺系统刚度不足等。应取负刃倾角情

况冲击负荷较大的断续切削加工高硬度材料孔加工刀具加工通孔等。 6 刀尖形状——圆弧形刀尖圆弧过渡切削刃多用于单刃刀

具钻头、铰刀也使用合理选用刀尖圆弧半径值可提高刀具耐用度并对工件表面有修光作用

但刃磨较困难。倒角形刀尖直线过渡切削刃适用于各类刀具。可提高刀具耐用度和改善工件

表面质量同时其刃磨方便。 7 刃口形式——锋刃锐刃刃磨刀具的前面、后面时自然形 成的比较锐利广泛应用于各类精切削刀具、成形刀具、齿轮刀具等。 1 倒棱刃通常是刃口附近的前刀面上的很窄负倒棱主要适用于 粗加工或半精加工的硬质合金车刀、刨刀及端面铣刀。

2 消振棱刀系在刃口附近的后刀面上一条很窄的负后角棱边。主

要用于工艺系统刚度不足条件下进行切削的单刃刀具如车刀、刨刀、螺纹车刀等。 3 零度刃带白刃系在刀具的主后刀面或副后刀面上靠近刃处 磨出的一条后角为零的窄棱边。主要用于多刃刀具。 4 钝圆刃倒圆刃系在切削刃上特意研磨出一定的刃口圆角。 主要适用于各种粗加工或半精加工的硬质合金刀具及其可转位刀片。 4.5 特种加工 25

1、 什么是特种加工常用特种加工的方法及特点有哪些

答特种加工是指不属于传统加工工艺范畴的加工工艺方法的总称。特种加工是将电、磁、声、光

等物理能量及化学能量或其组合施加在工件被加工的部位上使材料被去除、累加、变形或改变性

能等。常见的特种加工有电火花加工EDM、激光加工LBM、超声加工USM。 1 电火花加工在液体中通过工具电极与工件之间的脉冲电路放 电将材料调温蚀除。其特点为 ①. 非接触式加工无切削受力变形 ②. 放电持续时间短热影响范围小 ③. 工具电极消耗影响加工精度

④. 可加工任何硬、脆、韧和高熔点的导电材料 ⑤. 其一般可用来穿孔、行腔加工、切割等。

2 激光加工材料在激光照射下瞬时急剧溶化和气化并且产生 强烈的冲击波使熔化物质爆炸式的喷溅和去除实现加工轵特点 ①. 材料适应性广金属非金属均可以被加工 ②. 非接触式加工 ③. 不存在工具磨损 ④. 设备造价较高

⑤. 其一般用来微孔、切割、焊接、热处理刻制等。

3 超声波加工利用超声振动的工具端面使悬浮在工作液 中的磨料冲向工作表面去除工件表面材料其特点 ①. 作用力小热影响小

②. 工具不旋转加工与工具形状相似的复杂孔 ③. 加工高硬度材料时工具磨损大

④. 其一般用来型腔加工、穿孔、抛光、零件清洗等主要用于脆性材料。 2、 电火花加工的基本原理。

答电火花加工是利用工具电极和工件之间的间隙防电来蚀除金属的加工方法其可以用来切割成

型和表面形腔成型加工前者用工具电极为导线常称为线切割加工后者称为电火花成型加 工。

3、 评价电火花成型加工工艺质量的主要指标是哪些 答评价电火花成型加工工艺质量的主要指标是1加工效率单位时间内工件材料的去除量

单位mm3/min。2加工表面质量粗糙度、表面组织变化及表面显微裂纹等。3加工精度

尺寸、位置、形状精度。4工具电极损耗率通常用工具电极的何种损耗量对工件材料的何种蚀

除之比表示。

4、 影响电火花加工精度的主要因素是什么 答影响电火花加工精度的主要因素

4 脉冲电源的质量和加工参数的选择——包括脉冲宽度ti放电 时间te放电周期tp放电重复频率f峰值电流ie等。

5 工作液——工作液可以提高放电点的能量密度增大放电时的 爆炸力使熔化的金属容易排出。 6 电极材料及电极设计

7 工艺系统的制造及安装高速的精度和质量。

5、 为提高电火花成型加工的效率应调整哪些工艺参数如果为了降低表面粗糙度工艺参数又应

如何调整

答从电火花加工材料去除率即加工效率和表面粗糙度公式可以看出为提高电火花成型加工

的效率可以提高放电时间te或提高峰值电流ie或提高放电重复频率f如果为了降低表面粗

糙度则应减小放电时间te或减小峰值电流ie。 26

6、 为了保证电火花成形加工的效率和表面质量往往要牺牲什么

答只增加峰值电流ie而减小放电时间te可保证加工效率和表面质量但工具电极相对损耗率增

大。

7、 什么是电火花线切割加工

答在电火花加工中利用导线电电极钼丝或铜丝以及电极与工件间的相对运动和放电对工件进

行切割的加工方法叫做电火花线切割加工。

8、 一般情况下电火花线切割加工达到什么样的切割效率、表面粗糙度和加工精度 答一般情况下切割效率为20mm2/min?A。 表面粗糙度

1 高速切割为Ra5-25μm最佳只有Ra1μm 2 低速切割一般可达Ra1.25μm最佳Ra0.2μm。 加工精度指尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。 1 快速切割时可控加工精度在0.01-0.02mm。 2 低速走丝时可达0.005-0.002mm。

9、 线切割加工的主要工艺参数指标及经济性因素分析。 答线切割加工的主要工艺参数指标是

1 切削速度指单位时间内电极丝中心线在工件上切割的面积总和

单位用mm2/min表示通常40-80mm2/min为高速切削速度将每安培电流的切割速度称为切割效率

一般切割效率为20 mm2/min?A。

2 表面粗糙 高速切割为Ra5-25μm最佳只有Ra1μm低速切 割一般可达Ra1.25μm最佳Ra0.2μm。

3 电极丝损耗量 对高速走丝线切割机床用电极丝在切割 10000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示。一般每切割10000mm2泪丝直径减少不应大于

0.01mm。

4 加工精度 指尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。快速切割 时0.01-0.02mm。低速走丝时0.005-0.002mm。 影响线切割加工工艺经济性因素主要有 1 电极丝及移动速度 2 工件厚度及材料 3 预置进给速度

10、 什么是激光加工

答激光是一种高度高方向性好的相干光其发散性小和单色性好焦点处功率可达107-1011w/cm2

温度可达万度以上其加工就是利用材料在激光照射下的冲击波使熔化物质爆炸式喷溅去除。 11、 金属加工常用的激光器是哪些它们之间的区别除了在工件物质以外还在于什么 答金属加工常用的激光器有两种一种是固体激光器如红宝石激光器、玻璃激光器、YAG激光

器和金绿宝石激光器另外一种是气体激光器如CO2激光器、氩激光器等。它们之间的区别除了

在工作介质外还在于激光波长、输出功率、应用范围等。 12、 影响激光打孔工艺质量的因素主要有哪些 答影响激光打孔工艺质量的主要因素有

1 输出功率和照射时间孔的尺寸随输出激光能量变化能量越大

孔径越大孔边越深能量适当才能获得好的圆度能量提高锥度减小能量过大孔成中鼓形激

光的照射时间一般为几分之一毫秒激光能量一定时时间太长会使能量扩散到非加工区时间太

短则因功率密度过大使蚀除物以高温气体喷出那会使能量的使用效率降低。 2 焦距和发散角 发散角小的激光束经短焦距的聚焦物镜以后在