《机械制造基础》.docx
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《机械制造基础》
北京电大开放教育入学水平测试辅导材料
本科“机械设计及其自动化”综合
《机械制造基础》部分
一、复习参考书目
书名：
机械制造基础
主编：
崔虹雯
出版社：
中央电大出版社
二、重点掌握的内容
一、金属材料的基本知识
【主要内容】
1．金属材料的力学性能
（1）强度（屈服强度、抗拉强度、塑性）
（2）硬度
（3）冲击韧性
（4）疲劳强度和蠕变强度
2．铁碳合金相圈
（1）铁碳合金的基本组织
（2）含碳量对铁碳含金组织与性能的影响
（3）合金相图的应用
【考核内容】
1.金属材料的力学性能
2.铁碳合金相图
【考核要求】
1.了解材料的力学性能和各状态的组织结构。
2.掌握金属的强度、硬度、韧性，并能够判断出金属的机械性能的优劣。
3．掌握铁碳合金相图。
二、钢的热处理
【主要内容】
1．钢的普通热处理工艺
（1）钢的退火和正火
（2）钢的淬火和回火
2．钢的表面热处理工艺
（1）钢的表面淬火
（2）火焰加热表面淬火
（3）钢的化学热处理
【考核内容】
1．钢的普通热处理工艺
2．钢的表面热处理工艺
【考核要求】
1．了解热处理的目的。
2．理解热处理的四个基本环节。
3．理解钢的热处理工艺。
三、常用工程材料及选用
【主要内容】
1．碳钢
（1）碳钢的分类
（2）碳钢的牌号、性能和用途
2．合金钢
（1）合金元素在钢中的作用
（2）低合金高强度结构钢和合金结构钢
（3）合金弹簧钢
（4）滚动轴承钢
（5）合金工具钢
3．铸铁
（1）概述
（2）灰铸铁
（3）球墨铸铁
（4）蠕墨铸铁
（5）可锻造铸铁
4．有色金属及合金
（1）铝及其铝合金
（2）铜及其铜合金
（3）滑动轴承合金
5．非金属材料
【考核内容】
1．碳钢
2．合金钢
3．铸铁
【考核要求】
1．了解碳钢的分类、牌号、性能和用途。
2．掌握各种材料的性能。
3．熟练掌握碳钢的牌号、性能和用途．并能根据加工条件和成品的要求来确定毛坯的材料。
四、金属材料的热加工及机械零件毛坯的选择
【主要内容】
1．铸造
（1）砂型铸造
（2）合金的铸造性能
（3）铸造工艺设计
（4）铸件的结构工艺性
（B）特种铸造工艺
2．锻造
（1）金属的塑性变形
（2）锻造工艺
（3）自由锻造
（4）模锻
（j）冲压
（6）锻造的结构工艺性
3．焊接
（1）焊接的实质及其焊接方法分类
（2）焊条电弧焊
（3）其他焊接方法
（4）常用金属材料的焊接
（5）焊接结构工艺性
（6）常见的焊接缺陷及原因
4．机械零件毛坯的选择
（1）机械零件毛坯的类型及其制造方法的比较
（2）选择毛坯类型及其制造方法的原则
（3）常用机械零件毛坯的类型及其制造方法
【考核内容】
1．铸造
2．锻压
3．焊接
4．机械零件毛坯的选择
【考核要求】
1．了解铸造，锻造，焊接的目的。
2．理解砂型铸造，金属的朔性变形，焊条电弧焊的原理。
3．掌握常用金属材料的铸造、锻造和焊接的基本工艺。
五、公差配合与技术测量
【主要内容】
1．极限与配合的基本术语和定义
（1）有关尺寸、公差和偏差的术语及定义
（2）有关配合的术语及定义
2．极限与配合国家标准的组成与特点
（1）标准公差系列
（2）基本偏差系列
（3）极限与配合的标注
（4）国标中规定的公差带与配合
3．极限与配合的选用
（1）基准制的选择
（2）公差等级的选择
（3）配合的选择
4．测量技术基础
【考核内容】
1．极限与配合的基本术语和定义
2．极限与配合国家标准的组成与特点
3．极限与配合的选用
【考核要求】
1．解极限与配合的基本术语和定义。
2．掌握极限与配合国家标准的组成与特点。
3．掌握极限与配合的选用原则与方法。
六、形状和位置公差及检测
【主要内容】
1．形位公差的术语、定义及标注
（1）形位公差的术语、定义
（2）形位公差的标注
2．形位公差的应用及选择
（1）形位公差的应用
（2）形位公差的选择
3．形位公差的检测
【考核内容】
1．形位公差的术语、定义及标注
2．形位公差的应用及选择
【考核要求】
1．了解形状和位置公差的基本概念。
2．理解形位公差项目的符号与标注。
3．了解形位公差项日的含义及其评定；
4．理解形位公差的选用原则与检测方法。
七、表面粗糙度及检测
【主要内容】
1．表面粗糙度的主要术语及评定参数
（1）表面粗糙度的概念及术语
（2）表面粗糙度的评定参数
2．表面粗糙度的选择和标注
（1）表面粗糙度的标注
（2）表面粗糙度的选择
3．表面粗糙度的检测
【考核内容】
表面粗糙度的主要术语及评定参数
表面粗糙度的选择和标注
【考试要求】
1．了解表面粗糙度的概念、术语。
2．了解表面粗糙度的评定基础与评定参数。
3．掌握表面粗糙度的标注。
4．熟练掌握表面粗糙度的选用原则与方法。
八、金属切削加工概论
【主要内容】
1．切削加工的基本慨念
（1）切削运动
（2）工件上的加工表面
（3）切削用量及切削层参数
2．切削刀具
（1）刀具材料
（2）刀具的几何形状及角度
（3）刀具的耐用度
3．切削过程中的物理现象
（1）切屑
（2）积屑瘤
（3）切削力
（4）切削热
4．工件材料的切削加工性
（1）衡量指标
（2）改善途径
【考核内容】
1．切削加工的基本概念
2．切削刀具
3．切削过程中的物理现象
4．工件材料的切削加工性
【考试要求】
1．了解切削过程中的物理现象。
2．了解刀具的耐用度、工件材料的切削加工性的概念。
3．掌握切削加工的基本概念。
4．熟练掌握切削刀具的材料以及刀具的几何形状及角度。
九、机械加工
【主要内容】
1．金属切削机床的分类及型号编制方法
（1）金属切削机床的分类
（2）金属切削机床型号的编制方法
2．机械加工
（1）车削
（2）铣削
（3）刨削
（4）钻削、镗削
（5）磨削
（6）特种加工
九、机械加工
【考核内容】
1．金属切削机床的分类及型号编制方法
2．机械加工
【考试要求】
1．了解金属切削机床的分类及型号编制方法。
2．理解常用金属切削机床（车床、钻床、铣床、刨床、磨床）的种类、构造及附件。
3．了解其它金属切削机床（镗床、插床、拉床）的工艺范围、加工特点和加工方法。
4．掌握常用金属切削机床的工艺范围、加工特点和加工方法。
十、夹具
【主要内容】
1．机床夹具的概述
（1）机床夹具的分类
（2）机床夹具的组成
（3）机床夹具的作用
2．定位原理和定位类型
（1）工件的定位
（2）定位基准的选择
（3）常用的定位元件限制自由度的情况
3．定位方式和定位元件
（1）工件以平面定位时的定位元件
（2）工件以圆孔定位时的定位元件
（3）工件以外圆柱面定位时的定位元件
（4）工件以一面两孔进行定位
（5）定位误差分析
4．工件的夹紧
（1）工件夹紧的基本要求
（2）夹紧装置的组合
（3）夹紧力的确定
（4）基本夹紧机构
【考核内容】
1．机床夹具的分类、组成及作用。
2．定位原理和定位类型。
3．工件的夹紧
【考试要求】
1．了解机床夹具的组成。
2．掌握六点定位原则及夹紧机构的概念和功能。
十一、机械加工质量
【主要内容】
1．机械加：
精度概述
（1）加工精度和加工误差
（2）机械加工的经济精度
（3）工件加工精度的获得方法
2．影响加工精度的原因
（1）原始误差
（2）工艺系统的几何误差
（3）减小或消除内应力的措施
【考核内容】
1．机械加工精度
2．影响加工精度的原因
【考试要求】
1．了解机械加工精度的概念。
2．了解在生产中影响机械加工的精度的主要因素
十二、工艺规程的基本知识
【主要内容】
1．生产过程与工艺过程
（1）生产过程
（2）工艺过程及组成
（3）工艺路线
2．生产纲领和生产类型
（1）生产纲领
（2）生产类型
（3）各种生产类型的工艺特点
3．机械加工工艺规程
（1）机械加工工艺规程概述
（2）制定机械J]HY-J：
艺规程的原则及步骤
【考核内容】
机械加工工艺过程的基本概念
机械加工工艺规程
【考试要求】
1．掌握机械加工工艺的基本概念、基本理论，
2．熟练掌握制定机械加工[艺规程的基本原则和方法、步骤。
三、综合练习题及答案
综合练习题的题型模拟入学水平测试题型，其中综合题仅收录了二种类型，在“入学水平测试”中可能还有填图或简单计算等类型的题，但不会超出上述重点掌握的内容。
“入学水平测试”的题量小于或等于综合练习题的1/3。
㈠综合练习题
一、填空题
1、切削用量的三要素、、。
2、切削运动可分为和。
3、刀具材料应具备的硬度，的耐热性，
的工艺性能。
4、的硬质合金可用于加工普通碳钢。
5、铣削时的主运动为运动，进给运动一般是工件的
。
6、一般来说粗磨用颗粒的砂轮，精磨磨用颗粒的砂轮。
7、CA6140中，C表示，40表示。
8、金属材料的工艺性能包括性能、性能、_______性能、________性能。
9、液态合金的能力，称为流动性。
合金的结晶范围愈小，其流动性愈好。
因此，在选择铸造合金时，应尽量选择的合金。
10在分析焊接接头组织性能时，接头处的金属包括__________和两部分。
11公差原则中的相关原则是指与相关。
12锤上模锻的模镗一般分为、_、。
13、机械加工中，轴类零件常用或作为定位基准。
14、黄铜是和合金。
15、在无限缓慢的冷却条件下，液态纯金属的与实际结晶温度之差（△T）称为。
16、互换性表现为对产品零、部件在装配过程中三个不同阶段的要求，即装配前；装配时；装配后
17、基本偏差是离零线极限偏差，当尺寸公差带在零线以上时，以为基本偏差，当尺寸公差带在零线以下时，以作为基本偏差
18、纯铁的重要特性是具有_________的转变，α—Fe和δ—Fe属于，γ—Fe则属于_________
19、车刀切削部分的四个基本角度是前角、后角、和；增大前角可切削力，但过大的前角会降低刀具的耐用度，甚至产生
20、选用零件材料时主要应考虑其、和（选材的三项基本原则）。
二、判断题（对的打√，错的打X）
1、主运动的速度最高（）
2、刀尖应绝对尖锐。
（）
3、铸铁件的加工可以用YT类的硬质合金刀具。
（）
4、前角越大，刀尖越钝。
（）
5、麻花钻的加工精度比绞刀高。
（）
6、毛坯有硬皮可采用逆铣。
（）
7、外圆磨床可以磨内孔。
（）
8、螺旋夹紧机构不具有自锁性。
（）
9、后角的大小对表面质量无影响。
（）
10、切削液不具有润滑作用。
（）
三、选择题
1．共析钢过冷奥氏体，当其冷却速度超过临界冷却速度时，在MS—Mf温度范围内发生等温度转变，其转变产物为（）
A．贝氏体B．珠光体C．马氏体D．渗碳体
2．钢的淬硬件主要决定于（）
A．合金元素含量B．含碳量C．工件大小D．淬火介质
3．在下列四种形位公差中，（）属于定位公差。
A．圆度B．圆柱度C．同轴度D．圆跳度
4．孔的最大实体尺寸就是其（）
A．实体尺寸B．最小极限尺寸C．最大极限尺寸D．基本尺寸
5．车刀的前角是（）
A．前刀面与基面之间的夹角B．前刀面与切削平面之间的夹角
C．主切削刃与基面之间的夹角D．主切削刃与副切削刃之间的夹角
6．为了改善轴类零件的综合机械性能，通常对轴进行（）热处理。
A．正火B．回火C．调质D．完全退火
7.在铁碳相图中含炭量为0.77%的钢的奥氏体冷s点时析出（）
A．莱氏体B．铁素体C．二次渗碳体D．珠光体
8.塑料分为热固性塑料和热塑性塑料，下列塑料材料中不属于热固性塑料的是（）
A．酚醛塑料B．聚氯乙烯C．氨基塑料D．环氧树脂塑料
9.属于压力焊的是（）
A．摩擦焊B．手式电弧焊C．自动氩弧焊D．气体保护焊
10.在车床最适于加工的零件是（）
A．平板类B．轴类C．轮齿成型D．箱体类
四、名词解释
1、完全定位2、生产过程3、加工余量
4、可变费用5、六点定位原理
五、简答题
1、车刀切削部分的组成要素是什么？
2、铣床可以加工那些种类的表面？
3、滚齿原理
4、精基准的选择
5、孔的机械加工方法及所用设备？
6、简述金属切削过程中切削热的来源，为减小切削热、降低切削温度，通常可采取哪些撒施？
7、什么叫配合，有哪些种类的配合，分别具有什么样的特征值（从间隙和过盈分析）？
8、什么是砂轮的硬度和组织密度，它们基本分为那些类型。
9、铝及铝合金材料应用日益广泛，试说明其焊接的主要困难，除手工焊接外通常使用的最理想焊接方法。
10、什么是砂轮的硬度和组织密度，它们基本分为那些类型。
六、综合题
（一）
写出图示齿轮轴的机械加工工艺过程（大批量生产）
要求：
工序号、工序名称、工序内容、所用设备。
（不考虑热处理）
七、综合题
（二）
改错题
试改进下列各图中的不合理之处，并简述理由
改进前：
（a）铸件上钻孔（b）铣床加工槽
改进后：
改进理由：
（a）铸件上钻孔
（b）铣床加工槽
㈡综合练习题参考答案
一、填空题
1、切削速度、进给量、切削深度（
）
2、主运动、进给运动
3、高、高、良好
4、YT
5、铣刀的旋转运动，直线或曲线
6、粗、细
7、车床、回转直径400毫米
8、铸造性能锻压性能焊接性能切削加工性能
9、充填铸形共晶成分附近
10、焊缝热影响区
11、尺寸公差形位公差
12、制坯模镗预锻模镗终锻模镗
13、两端中心孔外圆柱面
14、铜锌
15、理论结晶温度过冷度
16、不需要选择不需修配或调整可以满足使用要求
17、较近下偏差上偏差
18、同素异构体心立方晶格面心立方晶格
19、主偏角刃倾角减小崩刃
20、使用性能工艺性能经济性
二、判断题
1、主运动的速度最高（√）
2、刀尖应绝对尖锐。
（X）
3、铸铁件的加工可以用YT类的硬质合金刀具。
（X）
4、前角越大，刀尖越钝。
（X）
5、麻花钻的加工精度比绞刀高。
（X）
6、毛坯有硬皮可采用逆铣。
（√）
7、外圆磨床可以磨内孔。
（√）
8、螺旋夹紧机构不具有自锁性。
（X）
9、后角的大小对表面质量无影响。
（X）
10、切削液不具有润滑作用。
（X）
三、选择题
1．C2．B3．C4．B5．A
6．C7．D8．B9．A10．B
四、名词解释
1、完全定位:
按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位。
2、生产过程：
将原材料变成成品的过程。
3、加工余量：
使加工表面达到所需的精度和表面质量而应切除的晋升表层。
4、可变费用：
与年产量成比例的费用
5、六点定位原理：
要使物体在空间具有确定的位置（定位）就必须对沿三个相互垂直的坐标轴移动和旋转的六个自由度加以约束。
五、简答题
1、车刀切削部分的组成要素是什么？
前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖、刀体
2、铣床可以加工那些种类的表面？
可以加工水平平面、垂直平面、倾斜平面、台阶、沟槽、各种成型表面、螺旋槽等
3、滚齿原理
根据展成法原理加工，滚齿的过程相当与一对交错的螺旋齿轮副啮合的过程将一个齿轮齿数减少到1-4个齿，其螺旋角很大，生角很小，转化为蜗杆，蜗杆轴向开槽制成滚刀。
4、精基准的选择
基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则
5、孔的加工方法及所用机床？
钻孔、扩孔、绞孔、堂孔、拉孔；钻床、车床、镗床、拉床
6、简述金属切削过程中切削热的来源，为减小切削热、降低切削温度，通常可采取哪些撒施？
金属切削过程中的切削热的来源有以下三方面：
（1）加工表面和已加工表面所发生的弹性变形或塑性变形产生的热量；
（2）切悄与刀前面之间的摩擦而产生的热量；
（3）工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。
为减小切削热、手低切削温度，可采取以下措施：
（1）合理选择切削用量、刀具材料及角度，以减小切削热量及利于散热；
（2）应用冷却润滑液带走切削过程产生的热量，使切削温度降低；同时冷却润滑液还能有效减小刀具与工件的摩擦，减小切削热量。
7、什么叫配合，有哪些种类的配合，分别具有什么样的特征值（从间隙和过盈分析）？
基本尺寸相同的相互结合的孔和轴之间的关系为配合
间隙配合，特征值为最大间隙和最小间隙；
过盈配合，特征值为最大过盈和最小过盈；
过渡配合，特征值为最大过盈和最大间隙；
8、什么是砂轮的硬度和组织密度，它们基本分为那些类型。
硬度是砂轮表面磨粒在外力作用下脱落的难易程度；分为软、中、硬；
组织密度是砂轮磨料、结合剂和孔隙的体积比，分为紧密、中等、疏松。
9、铝及铝合金材料应用日益广泛，试说明其焊接的主要困难，除手工焊接外通常使用的最理想焊接方法。
容易氧化
容易生孔（或容易产生氢气孔）
容易开裂（或容易裂）
容易烧穿或塌陷
氩弧焊
10、简述低温回火、中温回火、高温回火所得到的组织及其性能特点。
50
~250
进行低温回火，可获得保持原有马氏体形态的过饱和
固溶体和极细碳化物构成的组织，称为回火马氏体。
它具有高的硬度和耐磨性，而塑性和韧性较差。
（6分）
在350
~500
范围内进行回火称为中温回火。
它可使碳原子几乎完全从马氏体晶格中析出，使组织成为铁素体和细颗粒状渗碳体的机械混合物，称为回火屈氏体。
它具有高的弹性极限和屈服强度，一定的韧性。
（8分）
在500
~650
范围内进行回火称为高温回火。
此时原子扩散能力增大，使渗碳体颗粒也增大，成为铁素体和较粗大粒状渗碳体的机械混合体，称为回火索氏体。
它具有一定的强度、较高的塑性、韧性，即良好的综合机械性能。
淬火后的高温回火亦称调质处理，常用于受力复杂的重要零件。
六、写出图示齿轮轴的机械加工工艺过程
要求：
工序号、工序名称、工序内容、所用设备。
（不考虑热处理）
1下料锯床
2打中心孔钻床
3粗车留余量车床
4精车留磨量车床
5磨削磨床
6滚齿滚齿机
7去毛刺
七、改错题
试改进下列各图中的不合理之处，并简述理由
改进前：
两者都可以
改进理由：
（a）铸件上钻孔：
改进后工件上钻头出口和入口表面和钻头轴线垂直。
（b）铣床加工槽：
改进后铸件内槽圆角与标准端铣刀半径一致。
《电工电子技术》部分
一、参考教材
文字教材：
《电工电子技术》李西平编中央电大出版社2006.08
二、教学内容与教学要求
绪论：
本课程的性质、任务、主要内容概述
学习方法简介、学习中应注意的要点
模快1电路分析基础
一、电路的基本概念、定律和分析方法
教学内容：
1、电路的组成、作用、模型
2、电路的主要物理量
3、电路的三种工作状态
4、电器设备的额定值
5、电阻元件及电阻的串、并联
6、电压源、电流源及其等效变换
7、基尔霍夫定律
8、支路电流法
9、叠加定理
10、戴维南定理
11、最大功率传输定理
*12、节点电压法
*13、含受控源电路简介
直流电路实验及技能训练
（1）电路元件伏安特性的测定
（2）验证戴维南定理及电路最大功率传输的条件
教学要求：
1、理解电路模型、理想电路元件的物理性质以及电压、电流参考方向的意义
2、理解实际电源两种模型等效变换的方法
3、理解基尔霍夫定律，能够运用支路电流法、叠加定理分析一般电路
4、掌握戴维南定理分析电路的基本方法。
5、理解电路最大功率传输的意义
二、正弦交流电路
教学内容：
1、正弦交流电的瞬时表示法
2、正弦交流电的相量表示法
3、电阻、电容、电感元件及交流伏安特性
4、阻抗概念与正弦交流电路的相量分析法
5、正弦交流电路的功率和功率因数
6、电路的谐振分析
*7、非正弦交流电路的概念
8、三相交流电源及三相负载的连接
9、三相电路的功率
正弦交流电路实验及技能训练
（1）RLC串联谐振电路的特性分析
（2）日光灯照明电路及功率因数的提高
教学要求：
1、理解正弦交流电的三要素、相位差、有效值及相量表示方法
2、掌握用相量法计算简单正弦交流电路的方法
3、理解正弦交流电路瞬时功率的概念以及有功功率、无功功率、视在功率的含义
4、理解提高功率因数的意义
5、了解串联谐振和并联谐振的条件及特征
6、理解三相四线制中线的作用，掌握负载的正确连接
7、理解对称三相电路中电压、电流及功率的计算方法
模块2电工技术基础
一、磁路与变压器
教学内容：
1、磁场的基本物理量和磁性材料的磁性能
2、磁路基本定律
3、变压器的用途、结构及工作原理（变电压、变电流、变阻抗）
• 特殊用途变压器简介
教学要求：
1、了解磁路及其基本定律
2、理解变压器的工作原理，掌握变电压、变电流、变阻抗的计算
二、异步电动机及其控制线路
教学内容：
1、三相异步电动机的结构与工作原理
2、三相异步电动机的电磁转矩与机械特性
3、常用低压控制电器
4、三相异步电动机技术数据及选用
5、三相异步电动机的起动与调速
6、三相异步电动机的控制线路（行程控制、时间控制）
7、其它电动机简介（单相异步电动机、直流电动机、控制电机）
8、安全用电常识
电机控制实验及技能训练
（1）低压控制电器的识别与电动机的点动、长动控制
（2）三相鼠笼异步电动机的正反转控制
教学要求：
1、理解三相异步电动机的工作原理和机械特性，了解结构特点和铭牌数据的含义，掌握正确使用的方法
2、了解伺服电动机、步进电动机的工作原理
3、理解常用低电控制电器的功能，理解继电—接触器控制电路的行程控制和时间控制的方法
4、能读懂常用的控制电路原理图，掌握正确的连线操作
模块3电子技术基础
一、半导体器件
教学内容：
1、二极管的结构特点及单向导电性
2、特殊二极管（稳压二极管、发光二极管）
3、三极管的基本结构和电流放大作用
4、三极管的特性曲线和主要参数
5、场效应晶体管简介
半导体器件实验及技能训练
二极管、三极管识别与检测
教学要求：
1、理解二极管的工作原理及其主要参数
2、理解稳压二极管的稳压作用及其主要参数
3、理解三极管的电流放大作用、特性曲线及主要参数
4、了解发光二极管、MOS管的工作原理
二、基本放大电路
教学内容：
1、基本放大电路的
升级会员 